刺激响应水凝胶可以对环境的微小变化产生较大的物理化学变化, 在药物传递、生物分离、生物传感器和组织工程等领域具有广泛的应用。但受聚集导致荧光猝灭(ACQ)效应的影响, 其在发光相关领域的应用受到限制, 聚集诱导发光(AIE)概念的提出解决了这一难题。将AIE分子引入水凝胶体系, 获得刺激响应型AIE水凝胶, 在生物医学、信息防伪、3D水凝胶驱动器以及软体机器人的开发等多个高科技领域崭露头角。本文将近年来报道的刺激响应型AIE水凝胶按刺激因素分为物理因素(温度和光)、化学因素(pH、溶剂和离子)和生物因素(酶)三大类, 分别阐述了水凝胶的制备、响应机理及潜在应用, 并针对刺激响应型AIE水凝胶面临的问题和挑战进行了展望。

抗肿瘤药物靶向传递系统是提高传统化疗药物疗效, 并降低其毒副作用的重要手段。以多孔碳纳米材料为药物载体, 根据肿瘤组织微环境特点, 构建抗肿瘤药物靶向传递系统是实现靶向治疗方案的有效方式。本文围绕基于多孔碳纳米材料的抗肿瘤药物靶向传递系统的构建及应用进行综述, 描述了多孔碳纳米材料适宜载药的设计、合成及功能化修饰; 通过理论与实例相结合的方式, 介绍了提高多孔碳纳米材料载药量和实现联合给药的有效策略; 从内源和外源性敏感刺激的角度, 重点分析了多孔碳纳米材料基于肿瘤微环境构建的靶向传递系统的机制和应用; 阐述了多孔碳纳米材料作为抗肿瘤药物载体面临的生物相容性和生物降解性的问题, 并分析了可能的解决途径; 展望了多孔碳纳米材料在构建肿瘤药物靶向传递系统应用中的前景及发展方向, 为研发靶向、可控的抗肿瘤药物传递系统提供了理论依据和例证支持。

碳量子点是一类具有优异的荧光性能和高生物相容性的纳米材料, 在很多领域有广泛的应用, 是目前研究的热点材料。本文介绍了碳量子点不同的合成方法, 以及碳量子点的荧光、化学发光、电化学发光、类过氧化物酶的活性及毒性等性能的最新研究进展。此外, 还对碳量子点在生物传感、生物成像及药物传递等生物医学应用进行了概述。

新型功能性纳米材料在设计和制备技术方面的进步为纳米医学的发展提供了很大的机遇。在过去十年中, 介孔碳纳米材料在制备和应用方面获得了巨大的进步。作为一种新型无机材料体系, 介孔碳纳米材料结合了介孔的结构以及碳质组成的特点, 显示出不同于传统介孔二氧化硅以及其它一些碳基材料体系(碳纳米管、石墨烯、富勒烯等)的优越特性。介孔碳纳米材料在药物的吸附与控释、光热治疗、协同治疗、肿瘤细胞的荧光标记、催化、生物传感、生物大分子的分离等诸多领域表现出其他多孔材料难以达到的优越性和应用潜力。本文对介孔碳纳米材料的制备和修饰技术进行介绍, 重点关注介孔碳纳米颗粒在药物负载和光热控释方面的应用, 最后对介孔碳纳米材料在生物医学领域的应用前景和所面临的关键问题进行讨论。