通讯作者：Zhenpeng Qin (秦真鹏)，德克萨斯大学达拉斯分校；Jeremiah J. Gassensmith，德克萨斯大学达拉斯分校
作者：Perouza Parsamian, Yaning Liu (刘雅宁), Chen Xie (解辰), Zhuo Chen (陈茁), Peiyuan Kang (康培元), Yalini H. Wijesundara, Noora M. Al-Kharji, Ryanne Nicole Ehrman, Orikeda Trashi, Jaona Randrianalisoa, Xiangyu Zhu (朱翔宇), Matthew D’Souza, Lucas Anderson Wilson, Moon J. Kim, Zhenpeng Qin (秦真鹏), Jeremiah J. Gassensmith
背景介绍
金纳米结构是现代生物化学纳米工程技术中的常用工具，广泛应用于光消融、生物成像和生物分析传感。最近的研究表明，金纳米结构通过局部加热产生瞬态纳米气泡，已应用于多种生物医学领域。然而，目前表面等离子体纳米颗粒产生纳米气泡的方法存在一些缺点，特别是小的金属纳米结构（亚10 nm）缺乏尺寸控制、可调性和组织靶向能力，当使用超短脉冲（纳秒/皮秒）和高能激光时，可能导致组织和细胞损伤。本研究中，实验团队将亚10 nm 金纳米颗粒固定在Qβ病毒样颗粒表面 （QβAuNP），与传统纳米颗粒相比，QβAuNP复合材料在纳米气泡生成方面更为有效，并将激光能量密度降低了4倍。
图1. 与传统纳米颗粒相比，QβAuNP复合纳米材料在纳米气泡生成方面更为有效
文章亮点
近日，德克萨斯大学达拉斯分校秦真鹏教授和Jeremiah J. Gassensmith教授在ACS Nano上发表了纳米金颗粒与Qβ 类病毒颗粒聚合体强化纳米气泡生成的研究。通过将许多亚10纳米的等离激元金纳米粒子（3.5和5nm AuNPs）固定在化学修饰的硫醇富集的Qβ类病毒颗粒（Qβ-VLP）表面，实验团队合成了新型纳米复合材料，QβAuNP。
图2. 亚十纳米等离激元金粒子对生物可降解Qβ类病毒修饰
实验团队发现，与传统纳米金颗粒材料相比，聚集了46个亚十纳米金颗粒的QβAuNP使光热纳米气泡产生效率显著增加了5倍。理论模型显示，与单个纳米金颗粒加热相比，QβAuNP可以产生热耦合，这导致水中的最大温度升高显著提高，并且冷却时间更长，这可能解释了纳米气泡信号增强的原因。
图3. QβAuNP复合纳米材料可产生等离子耦合与热耦合，从而强化纳米气泡生成
总结/展望
在本研究中，研究团队通过将亚十纳米金颗粒聚集在生物可降解类病毒颗粒上合成了新型纳米复合材QβAuNP，该纳米材料可以通过产生纳米尺度的等离子耦合与热传导耦合强化纳米气泡的产生。该研究拥有广泛的应用前景，可以显著地贡献于生物医学、光热癌症治疗和治疗性药物传递系统的应用中。
相关论文发表在ACS Nano上，德克萨斯大学达拉斯分校Perouza Parsamian, 刘雅宁, 解辰, 陈茁为文章的共同第一作者， 秦真鹏教授, Jeremiah J. Gassensmith教授为共同通讯作者。
通讯作者信息：
秦真鹏
德克萨斯大学达拉斯分校
秦真鹏，德克萨斯大学达拉斯分校机械工程学院副教授，Eugene McDermott Professor，德克萨斯大学西南医学中心外科客座教授。重点研究方向为基于对大脑和诊断系统的生物运输问题的理解，开发以纳米技术为主体的诊疗工具以更好地了解大脑血管屏障疾病并彻底改变即时传染病诊断技术。迄今在Chem Soc Rev、Nat Commun、ACS Nano、Angew Chem Int Ed、J Am Chem Soc、Nano Lett 等国际知名期刊上发表论文40余篇，获得多项授权专利，并应邀担任多个国际学术会议主持等。
课题组网页：https://www.nanobrainlab.net/
Jeremiah J. Gassensmith
德克萨斯大学达拉斯分校
Jeremiah J. Gassensmith, 德克萨斯大学达拉斯分校化学与生物化学学院副教授，英国皇家化学会会士。主要致力于有机和固态化学与生物材料的交叉领域的研究，包括工程化智能生物材料，蛋白基疗法的可控释放，超分子自组装造影剂的研发等。迄今在Adv. Mater.、Nature Commun. 、Proc. Natl. Acad. Sci.、ACS Nano、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed. 等国际知名期刊上发表论文30余篇，获多项授权专利。
课题组网页：https://labs.utdallas.edu/gassensmith/
出版信息：
ACS Nano 2023, ASAP
Publication Date: March 8, 2023
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c00638
Copyright © 2023 American Chemical Society
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