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我国学者在黑磷纳米材料生物相容性调控方面取得重要进展
2017年09月15日    作者: 王春霞    发布 : 化学科学部

在国家自然科学基金项目(项目编号:21527901,51672305)等资助下,中国科学院生态环境研究中心江桂斌、曲广波团队和中国科学院深圳先进技术研究院喻学锋团队合作在纳米材料生物安全性领域取得新进展,相关研究结果以“Chemical modification improves biocompatibility of black phosphorus nanosheets”(化学修饰提高黒磷纳米片的生物相容性) 为题于2017年9月11日在线发表在Angew.Chemi.Int.Edi.,(DOI:10.1002/ange.201706228)。(论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201706228/pdf)。

作为一种新型二维纳米材料,黑磷近年来在光电器件、催化和生物医学等领域的巨大应用潜力引起了广泛关注,其应用所带来的潜在环境健康效应未知。如何提高黑磷的稳定性和生物相容性也成为将黑磷推向实际应用的关键。

为评估黑磷潜在的健康效应,研究团队通过哺乳动物巨噬细胞模型和小鼠动物模型对黑磷纳米片的潜在生物效应进行了研究,系统评价了未经修饰的黑磷纳米片(Bare BPs)的体内毒性。结果表明,Bare BPs可以诱发骨髓嗜中性粒细胞迅速迁移至外周循环系统,并伴随着一系列炎性因子的升高。脾脏和肺脏作为外源病原体和颗粒物等累积的重要器官,也表现出显著的炎性细胞浸润。在此基础上,研究团采用钛的苯磺酸酯配体作为修饰分子,利用钛原子的空轨道和苯磺酸酯的强吸电子效应,与黑磷纳米片的孤对电子对进行配位,对黑磷进行表面修饰。随后的毒性实验发现修饰后的黑磷(TiL4@BPs)未表现出上述Bare BPs所诱发的一系列效应,表明钛配体化学修饰可以缓解Bare BPs所产生的一系列炎性反应。钛配体化学修饰在提高黑磷稳定性的同时,显著降低了黑磷的毒性。

江桂斌-黑磷成果图1.jpg

图:表面修饰前后黑磷的炎性反应示意图

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