生物炭是由生物质经热解制得的富碳多孔材料，因具有高比表面积、丰富官能团、良好化学稳定性和可功能化特性，在生物医学领域受到关注。本综述系统总结了功能化及复合生物炭在抗菌、抗癌和生物传感中的应用进展。生物炭可来源于植物、海洋或动物生物质，并通过负载银纳米颗粒、金属氧化物或聚合物增强抗菌活性。在抗癌研究中，生物炭可抑制癌细胞增殖、调节细胞...
铁氧化物纳米颗粒（IONPs）因独特磁性、生物相容性和多功能性而在生物医学领域受到广泛关注。本综述系统总结了IONPs的合成方法、表面功能化策略及其多种生物医学应用。文中详细讨论了共沉淀、溶胶-凝胶、热分解、水热合成和声化学等化学/物理合成路线，并比较其优缺点；同时介绍配体交换、包覆和硅烷化等表面修饰方法，以提升IONPs在水相生物...
表面增强拉曼散射（SERS）因高灵敏度、快速响应和分子指纹效应而在多个领域至关重要。SERS增强机制通常包括基于贵金属（如Au、Ag）的电磁增强（EM）和化学增强（CM）。近年来，随着CM机制研究深入，非贵金属纳米材料SERS基底因相比贵金属更具经济性、稳定性、选择性和生物相容性而受到广泛关注，并为SERS技术探测生物分子机制提供了...
银纳米颗粒（Ag NPs）因独特的物理化学性质，已成为生物医学领域极具前景的功能材料。其高比表面积、强表面等离子共振（SPR）、化学稳定性及多功能性，使其易于加工并适用于多种生物应用。本综述重点围绕银纳米颗粒的作用机制、疗效及潜在优势，系统概述其在诊断与治疗中的多种生物学应用。文中讨论了银纳米颗粒在生物成像与生物传感等诊断技术中的利...
纳米纤维是具有纳米级直径和特定长径比的长丝状材料，其多孔网状结构具有极高的比表面积和孔间连通性，可进行化学修饰并负载药物。金属化纳米纤维是将金属通过静电纺丝掺杂、化学修饰和负载等方式与纳米纤维结合的新型材料，可提升传统纳米纤维的性能。凭借独特的物理化学性质，金属化纳米纤维在物理化学、材料科学和电池制备等领域发展迅速。随着先进制备技术...
分子印迹聚合物（MIPs）因稳定性高、制备简单、机械鲁棒、结合能力强和成本低等特性，作为功能材料受到持续关注。特别是MIP包覆无机纳米颗粒已成为药物递送、生物成像等多种生物医学应用的有前景平台。将MIPs与二氧化硅（SiO2）、氧化铁（Fe3O4）、金（Au）、银（Ag）和量子点（QDs）等无机纳米材料结合，可整合两者特性，获得高度...
等离子体医学是融合物理、生物与医学等多学科方向的交叉领域。为建立该领域，需要解决冷等离子体发生装置、生物学效应及其分子机制、以及最具前景的应用方向等复杂问题。已知冷等离子体具有抗菌、抗病毒、促凝血和促再生等生物学效应，并可能用于组织工程与植入医学。本综述旨在形成对氩冷等离子体生物学效应和生物医学应用的统一认识。综述指出，冷等离子体与...
水凝胶是一类具有可调物理化学性质的三维水凝胶平台，可通过材料工程调控其刚度、孔径、黏弹性、微结构、可降解性、配体呈现和刺激响应性，从而影响细胞信号级联与细胞命运。本文首先简要介绍水凝胶的物理化学性质与制备策略，随后系统阐述不同水凝胶性质对细胞行为和细胞信号事件的影响，包括整合素聚集、黏着斑复合体积累与激活、细胞骨架重排、蛋白核质穿梭...
本文是《Frontiers in Chemistry》纳米酶研究专题的编辑评论，系统概述了纳米酶作为人工酶的功能纳米材料在理性设计与生物医学应用中的进展。纳米酶可在温和条件下模拟天然酶催化底物转化，并具备多功能性、催化活性可调、成本低、可规模化生产及稳定性高等优势。专题收录了13篇论文，重点介绍了基于纳米酶的传感探针：PdCuAu纳...
碳基量子点（CDs）主要包括碳量子点（CQDs）和石墨烯量子点（GQDs），具有优异的光致发光（PL）性能、低毒性、良好生物相容性和易功能化等特性，是生物医学科学与工程中极具前景的候选材料。本文综述了为获得最佳性能而对这类零维纳米材料进行表面修饰的研究进展，重点面向生物成像、药物与基因递送、癌症治疗和生物传感器应用。文章系统介绍了碳...
近年来，生物相容性各向异性粒子因其独特性质及相对各向同性球形粒子的优越性能，已成为生物医学领域的重要平台，尤其可用于治疗、诊疗一体化、生物传感器、靶向药物递送、触发式药物递送、细胞摄取与靶向细胞内化等方向。大分子各向异性粒子主要可分为形状各向异性、组成各向异性和表面各向异性三类：前者指粒子整体组成均一但几何形状非球形；后者指单个粒子...
脂质-寡核苷酸偶联物（LONs）是用于生物传感器到生物医学等多种应用的强效分子工程材料。其独特两亲结构可实现自组装和高保真信息传递。特别是，LONs 在测量细胞力学力和监测细胞行为方面具有显著潜力。LONs 也是细胞内成像的重要传感工具，并已被用于开发细胞表面锚定的 DNA 纳米结构，以用于仿生工程研究。当掺入治疗性寡核苷酸或小分子...
水凝胶是具有吸收大量水能力的三维聚合物网络，具有柔韧性、多功能性、刺激响应性和柔软结构等优势。可根据来源、制备方法、离子电荷、响应类型、交联方式和物理性质进行分类。水凝胶已应用于农业、食品工业、生物传感器、生物医学等领域。由于水凝胶与活体组织相似、生物相容性好且可生物降解，生物医学应用研究尤为活跃。本文主要综述用于生物医学应用的商业...
MXene 是一类新型二维材料，2011 年由 Gogotsi 等首次发现。由于其化学组成多样、比表面积大、电子/机械/理化性能优异，MXene 在储能与转换、环境治理、催化和生物医学等领域受到广泛关注。尽管近年已取得诸多进展，但系统总结 MXene 表面修饰、生物医学应用及毒性的综述仍较缺乏。本文综述了 MXene 表面修饰策略及...
钯纳米颗粒（PdNPs）具有优异的催化、电子、物理、机械和光学性能，并可在形状与尺寸上灵活调控。早期研究证明，PdNPs 在开发新型光热剂、光声剂、抗菌/抗肿瘤剂、基因/药物载体、前药活化剂和生物传感器方面具有显著潜力。然而，与金、银或铁等金属纳米材料相比，利用 PdNPs 独特特性开展生物医学应用的研究仍较少。因此，本综述系统总结...
近年来，面向生物医学应用的场效应晶体管生物传感器（Bio-FET）在FET器件特性与生物受体结构两方面均取得快速发展。本综述首先回顾该进展，简要总结两项关键方向的代表性研究：一是制备新型纳米结构并采用新材料作为FET换能器，二是合成紧凑型分子作为生物探针，包括抗体片段和适配体。随后，结合当前研究现状以及疾病诊断临床试验对高灵敏度、快...
本文提出将具有巨磁阻（GMI）效应的钴基非晶铁磁微丝用作高灵敏度生物医学传感器的传感元件，并报道了一种基于GHz频段微丝GMI效应的无接触检测方法，可用于应力、温度和液体浓度传感。该方法利用FeCoSiB非晶金属微丝对电磁微波的散射：施加轴向磁偏置场可调节铁磁微丝的磁导率，从而调制散射参数。作者证明，偏置场的开/关切换能够激活或取消...
石墨烯纳米材料是一类具有优异结构、光学、热学、电学和机械性能的新型纳米材料，因良好的水相加工性、表面可功能化性、可调荧光和表面增强拉曼散射（SERS）特性，在电子、能源、催化、传感和生物医学领域受到广泛关注。本文综述了石墨烯家族纳米材料，包括氧化石墨烯（GO）、还原氧化石墨烯（rGO）和石墨烯量子点（GQDs）的合成方法，并重点讨论...
碳基纳米材料（CBNs）因具有独特的热、机械、电、光学和结构多样性，在生物医学领域受到广泛关注。碳纳米管（CNTs）、氧化石墨烯（GO）和石墨烯量子点（GQDs）等碳基纳米材料凭借高导电性、大比表面积、可调表面化学、荧光/电化学活性及良好生物相容性，被用于生物传感、药物递送、成像和癌症治疗。本综述系统总结近五年来 CBNs 在生物医...
本文综述纳米技术中工程化纳米颗粒的最新进展，重点讨论金属纳米颗粒尤其是金纳米颗粒（AuNPs）和金纳米棒（Au NRs）在生物医学中的应用。AuNPs 具有可调的光学、电子、物理化学性质和表面等离子共振（SPR）特性，其性质可随颗粒形状、尺寸、长径比及周围环境改变；同时其合成与表面功能化简便，因此在生物传感、靶向药物递送、医学成像、...