伴随科技日益革新的发展,纳米机器人的技术逐渐在各大领域变得备受欢迎。纳米机器人是指可以在纳米尺度(比头发丝小100倍以上)进行快速运动及执行多项复杂任务的新型智能纳米材料,是目前最前沿的研究领域之一,对精准医疗、传感检测等领域的发展至关重要,紧密结合“健康中国2030”等国家大健康发展战略。
复旦大学化学系孔彪团队在纳米机器人方面做了大量的研究。近日,该团队设开发了一种 “超组装”策略,制备得到了一种新型智能纳米机器人,能够实现快速运动、智能药物递送、协同精准治疗癌症等效果。该工作目前发表在国际著名期刊“Journal of the American Chemical Society”上,被选为封面作为亮点报道,同时被自然杂志“Nature”列为研究热点(Research Highlights),受到了研究者们广泛的关注。
纳米机器人为智能传感检测、药物可控传递、精准协同医疗等大健康领域提供了无限的可能性,然而,其实际应用面临着多种问题。针对新型智能纳米机器人对于药物负载率高(中空结构)、药物可控释放(多孔结构)、定向运动(不对称结构)、无燃料驱动(近红外吸收)等要求,经过长期的实验探索,研究团队通过超组装策略设计制备了中空、多孔、不对称的纳米碳材料来满足以上需求,实现多种功能集成一体化。
为此,团队开发动力学调控超组装策略,通过精确调控两种前驱体的聚合速率,制备得到新型纳米碳材料。该材料具有结构不对称、比表面积大、孔道丰富、容量大、易表面修饰、负载率高等特点,同时具有优异的980 nm近红外吸收及光热效果。因此,结合其独特的纳米结构与光热性能,其可以作为一种智能近红外光驱动的纳米机器人,实现快速可控运动。此外,抗癌药物盐酸阿霉素(DOX)被证明可以有效地装载到纳米机器人中,并在近红外光照射下实现可控释放,达到化学治疗与光热治疗的协同治疗癌症效果。
这一研究成果显示,可以通过调节两种及两种以上前驱体的聚合反应动力学,设计开发新型多功能智能超组装纳米材料,为新型智能纳米机器人制备及其大健康应用领域提供了一种新思路,推动了纳米机器人领域的发展。近日,著名的自然杂志“Nature”将该成果作为研究亮点(Research Highlights)进行了报道,标题为:Guided by the light, nimble nanovehicles make special deliveries。
论文信息:
Kinetics-Controlled Super-Assembly of Asymmetric Porous and Hollow Carbon Nanoparticles as Light-Sensitive Smart Nanovehicles
Journal of the American Chemical Society
DOI: 10.1021/jacs.1c10391
Nature期刊Highlight信息:
Guided by the light, nimble nanovehicles make special deliveries
DOI: 10.1038/d41586-022-00115-5
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