文 献 综 述
1.研究背景
二维纳米材料的研究热潮起源于2004年人们使用机械解离技术从石墨上机械剥离得到石墨烯[1]。由于二维材料的某些性质是块体材料是没有的，越来越多具有独特物理、化学性质的二维纳米材料，如黑磷等开始受到了广泛的关注和研究。黑磷是磷的一种同素异形体，相比于其他传统二维材料，黑磷具有优异的性能，在很多方面引起了关注。在光学性质方面，黑磷表现出了较强的光传导效率，在通信、夜视、热成像技术和近红外、中红外以及可见光区的光通信等领域有重要应用。在电学性质方面，黑磷由于具有较好的迁移率和开关比性能[2]，能应用到场效应晶体管中。此外，黑磷具有良好的生物相容性同时能够显著杀死肿瘤癌细胞，近些年来，黑磷在生物医学领域的应用备受瞩目，这也对黑磷在生物领域的性能提出了更高更新的要求。
2.黑磷的光动力治疗应用
由于癌症目前难以彻底治愈，因此发展癌症的药物抑制刻不容缓。由于黑磷独特的电子结构，研究发现黑磷可作为高效的光敏剂，能产生大量单线态氧，应用于光动力治疗(PDF)[3]。光动力治疗是药物在光照时与氧气作用产生强氧化性的活性氧物种（ROS）。由于ROS可以对生物分子造成氧化破坏，如蛋白、DNA、磷脂等生物分子，造成细胞氧化压力升高，诱发细胞发生凋亡或病变。因此，利用活性氧的氧化破坏性可以有效杀灭肿瘤细胞。光动力治疗具有选择性杀伤肿瘤细胞的优点，而且对正常细胞毒副作用较小。人们利用超声剥离方法制备的黑磷纳米片进行实验，发现黑磷纳米片在波长为660纳米的近红外光照下，可以有效产生ROS，并对乳腺癌细胞产生较强的毒性，在小鼠体内进行的实验结果表明，黑磷纳米片可以有效抑制肿瘤生长[3]。
3.黑磷的光热治疗应用
黑磷的吸收谱横跨整个紫外到近红外区域，因此具有良好的光热转换效率，在光热治疗领域具有潜在的应用前景[4]。光热治疗（PTT）是在激光照射下，利用光热转换产生热量，进而引起局部高温来破坏、杀死肿瘤细胞，达到治疗癌症的目的。相较于传统的手术治疗、放疗和化疗，光热治疗具有副作用小、可控性好等优点。由于黑磷纳米材料进入人体环境中时，容易受到体内吞噬细胞的作用而降解，因此躲避体内正常的代谢细胞吞噬成为黑磷纳米药物的首要挑战。在中科院深圳生物技术研究所的实验研究中表明，采用BPQDs/PLGA纳米球可以极大程度上为黑磷纳米药物提供良好的生物兼容性[5]。实验通过调整单体配比，分离疏水性PLGA和BPQDs，制备生物可降解性和生物相容性聚合物，并在体外细胞毒性和光热实验中证明了BPQDs/PLGA NSs对人体细胞没有明显毒性。BPQDs的最终产物是对人体无毒害作用的磷酸盐和磷酸酯，这两种物质在人体内普遍存在[6]。BPQDs/PLGA NSs的独特生物降解性，可以避免光学性能的过快降解，实验采用空气暴露和液体暴露环境模拟降解稳定性，相关数据表明，在空气及液体中暴露八天以上并没有可见的聚集和分散，进一步表明了其纳米外壳的稳定性。在完成治疗功能后，可以在合理的时间内对人体进行无毒害清除。另外，此实验采用808nm的激光CCK-8定量评价了光热十分钟后的癌细胞活力，观测到了明显的癌细胞损伤[7]。
4.黑磷的光声成像应用
光声成像（PAI）已被广泛应用于生物医学领域，其原理是通过选择合适波长的激光照射样品时，样品中的分子在吸收光子后，分子的电子被从低能级激发到高能级而处于激发态。处于激发态的电子由于具有的能量多，所以极不稳定。此时的电子会从高能级向低能级跃迁，在跃迁的过程中，会通过光或热量的形式将能量释放掉。当脉冲激光照射到生物组织中时，组织的光吸收域将产生超声信号，我们称这种由光激发产生的超声信号为光声信号。杨永明等使用生物组织产生的光声信号携带组织的光吸收特征信息，通过探测光声信号重建出组织中的光吸收分布图像。光声成像结合了纯光学组织成像中高选择特性和纯超声组织成像中深穿透特性的优点，可得到高分辨率和高对比度的组织图像，从原理上避开了光散射的影响，突破了高分辨率光学成像深度“软极限”，可实现50mm的深层活体内组织成像[8]。此外，在蔡霞孙等的实验中[9]，也将黑磷纳米材料运用于生物监测，但因黑磷荧光信号不强，因此主要集中于体外检测和DNA结合电化学检测，可以作为辅助检测的方式，进一步加强研究精度。
5.黑磷的药物纳米运送平台应用
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