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Chem. Soc. Rev.正封面:单元素二维材料(Xenes)的生物医学应用

新兴的单元素二维材料(Xenes)在很多新兴技术领域以及基础科学领域的报道中都显示出了巨大的潜力,是现今最为热门的研究领域之一。由于Xenes(例如,硼烯、镓烯、硅烯、锗烯、锡烯、磷烯、砷烯、锑烯、铋烯、硒烯和碲烯)具有良好的物理、化学、电子和光学性能,近年来其在生物传感器、生物成像、药物递送和疾病诊疗等生物医学领域得到了迅猛地发展。此外,由于其化学组成简单(单一元素),因此对比于其他多元素的二维材料可能存在易于化学合成、在生物系统中更容易代谢和降解等方面的潜在独特优势。作为快速发展的二维材料领域中一个新的独特的分支学科,新兴的Xenes代表了不同生物医学应用领域中的新契机。仅管这一领域发展迅速,但现今只有有限的综述对新兴Xenes的合成方法进行了系统总结(Nat. Rev. Chem., 2017, 1, 0014; Chem. Soc. Rev., 2017, 46, 2127-2157; Nat. Mater., 2017, 16, 163-169)。目前,尚没有综述文章系统地总结、归纳各类别新兴Xenes的结构和功能与其对应的生物医学应用之间的关联(备注:石墨烯不属于本文所定义的新兴Xenes讨论范围)。


近期,哈佛大学医学院陶伟博士结合团队前期在二维材料生物医学应用方向的系统性工作(Adv. Mater., 2017, 29, 1603276; Angew. Chem., 2017, 56, 11896-11900; Adv. Mater., 2018, 30, 1802061; Adv. Mater., 2018, 30, 1870268; Angew. Chem., 2019, DOI: 10.1002/anie.201908377; Adv. Sci., 2019, DOI: 10.1002/advs.201901211; etc.),与深圳大学张晗教授团队以及高丽大学Jong Seung Kim教授团队合作,首次全面综述了各类别新兴Xenes的结构和功能与其对应的生物医学应用之间的关联并系统总结了Xenes的各类生物医学应用,旨在通过物理、材料、化学、纳米技术和生物学领域的共同努力,进一步促进新兴Xenes在生物医学领域的应用。本文中,作者首先归类、总结了新兴Xenes的一般属性(从物理、化学、电子和光学四个方面进行总结),并简要介绍了Xenes常见的合成和改性方法。随后重点介绍了具有代表性的、用于各种生物医学应用的新型Xenes纳米平台(内容包括生物传感器、生物成像、药物载体、光学治疗、诊断治疗、抗菌应用、骨再生及组织工程、以及神经退行性疾病治疗等)。作者最后对Xenes在生物医学领域的研究进展、面临的挑战和发展前景进行了总结和展望。


本综述系统地分类和总结了新兴的Xenes在合成方法、材料性质及其对应的各种生物医学应用方面的最新发展。 尽管目前在研发用于生物医学应用的Xenes方面取得了显著进展,但这一新兴领域仍存在许多挑战,作者也在文中进行了辩证地、批判式地讨论。该成果近日发表在英国皇家化学会综述类期刊Chemical Society Reviews(影响因子40.443)上,并被入选期刊当期的正封面论文予以重点推介,文章的第一作者兼通讯作者为陶伟博士。


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Emerging two-dimensional monoelemental materials (Xenes) for biomedical applications

Wei Tao, Na Kong, Xiaoyuan Ji, Yupeng Zhang, Amit Sharm, Jiang Ouyang, Baowen Qi, Junqing Wang, Ni Xie, Chulhun Kang, Han Zhang, Omid C. Farokhzad, Jong Seung Kim

Chem. Soc. Rev., 2019, 48, 2891-2912, DOI: 10.1039/C8CS00823J


陶伟博士简介


陶伟博士于2015年7月在清华大学获得理学博士学位。随后,他在哈佛大学医学院Omid C. Farokhzad教授团队担任NIH资助的博士后研究员,并于2018年3月受聘为哈佛大学医学院讲师。研究方向主要包括药物载体的设计和合成,探索它们的体内交互作用机制和广泛的生物医学应用(如RNA递送、癌症诊断治疗、伤口愈合、心血管疾病和糖尿病治疗等)。以第一作者以及通讯作者身份(包括共同)在Nature Biomedical Engineering, Nature Communications, Chemical Society Reviews, Advanced Materials, Advanced Science, Angewandte Chemie, ACS Nano, Nano Letters等刊物上发表论文30余篇(封面论文15篇,ESI高引用前1%论文10篇,热门论文前0.1%论文2篇)。他是Frontiers编辑委员会成员,Frontiers in Pharmacology杂志客座主编。陶伟博士目前在哈佛主持美国METAvivor青年研究员奖、哈佛大学医学院麻醉系基础科学家基金、美国心脏协会(AHA)合作科学奖等基金,并担任哈佛大学医学院纳米医学中心的Faculty Member。


https://scholar.harvard.edu/wtao


张晗博士简介

张晗博士于2010年10月在新加坡南洋理工大学获得理学博士学位。目前受聘于深圳大学光电工程学院/教育部二维材料光电科技教育部国际联合实验室,特聘教授、博士生导师。教育部新世纪优秀人才获得者、深圳市黑磷光电技术工程实验室主任、深圳市孔雀创新团队负责人,获得了包括国家自然科学基金优青、重点、面上项目等项目资助。首届国家“优青”、基金委重点项目负责人(2015年)、深圳市创新团队负责人(2015年)、深圳市青年科技奖获得者(2017年)、全球高被引科学家(2018年)等。兼任民盟中央委员、广东省政协委员、深圳市政协委员、Photonics Research等多个SCI期刊副主编/专题主编、中国激光青年编委会秘书长等职务。张晗教授主要从事二维材料光学特性与生物光学特性研究,2016年入选深圳市海外高层次人才孔雀团队(1500万无偿资助)。已累计发表SCI论文200余篇包括Advanced Materials 10篇、Chemical Society Reviews 3篇、PNAS、Nature Materials、Physic Reports等,以第一作者或通讯作者发表SCI一区论文80篇,封面论文30篇,两篇论文入选中国百篇最具影响国际学术论文,40篇论文引用过百次,ESI高被引论文60篇。2018年新型抗癌药物新载体——智能黑磷水凝胶科技成果发表在PNAS上,入选2018年中国光学十大进展-应用研究类。


https://www.x-mol.com/university/faculty/40451    


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