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二氧化錳（MnO2）是一類非常重要的過渡金屬氧化物，將MnO2納米化后，其顆粒尺寸變小，比表面積增大，從而使離子的傳輸速率、催化效率等都有進(jìn)一步的提升，在能源、環(huán)境、光電、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。近年來MnO2材料在癌癥診斷和治療方面的應(yīng)用研究越來越多，已成為腫瘤精準(zhǔn)診療領(lǐng)域的“明星分子”。本期小豐帶您了解納米MnO2在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，一起看下~

納米MnO2具有良好的生物相容性、可調(diào)節(jié)的形態(tài)以及優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，在生物傳感和癌癥治療方面受到廣泛關(guān)注。特別是隨著腫瘤學(xué)研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)MnO2納米顆粒可以響應(yīng)微酸性的腫瘤微環(huán)境，催化內(nèi)源性H2O2分解產(chǎn)生O2和Mn2+離子，既增強(qiáng)了PDT的治療效果，又可以利用Mn2+離子作為磁共振成像的造影劑，從而進(jìn)一步促進(jìn)了MnO2基功能納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究。

01生物傳感

在生物傳感方面，MnO2能夠增大電流響應(yīng)，降低檢出限，使檢測的靈敏度大大提高，可用在熒光傳感器、比色傳感器、化學(xué)發(fā)光傳感器等方面。如MnO2獨(dú)特的熒光猝滅性質(zhì)和表面負(fù)載能力促進(jìn)了TME（腫瘤微環(huán)境，下同）響應(yīng)型腫瘤標(biāo)志物檢測的快速發(fā)展，同時還可以利用比色法快速、高靈敏度測定谷胱甘肽。此外研究表明，MnO2納米片輔助熒光偏振生物傳感器是一種很有前途的檢測環(huán)境水樣中Ag+的工具。

02癌癥診療

在癌癥治療方面，MnO2納米材料可以在TME中特異響應(yīng)分解，極大地增強(qiáng)化療、光學(xué)動力學(xué)療法、化學(xué)動力學(xué)療法、基因治療和免疫治療的療效。通過MnO2調(diào)控TME，實(shí)現(xiàn)腫瘤相關(guān)因子表達(dá)水平的調(diào)節(jié)，有利于深入探索腫瘤生物學(xué)的潛在分子機(jī)制，增強(qiáng)治療效果。除此之外，完整的MnO2具有較高的光熱轉(zhuǎn)化能力和模擬酶活性，拓展了該材料在光熱治療和饑餓治療中的應(yīng)用。與此同時，MnO2納米復(fù)合材料在協(xié)同治療中的應(yīng)用也得到了快速發(fā)展，提高了材料的利用率和治療效果。

MnO2在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用是近年來研究的新亮點(diǎn)，MnO2還可以作為電池的正極材料，較廣泛地應(yīng)用于鋅/二氧化錳干電池、鎂/二氧化錳電池和堿性鋅/二氧化錳電池等。因二氧化錳的電容性較好，在超級電容器中可替代高價的氧化釕作為電極材料。MnO2也可以用于電致變色器件，研究人員發(fā)現(xiàn)，MnO2納米片的層數(shù)與其吸光度變化成正比，因此可以通過調(diào)控MnO2納米片的層數(shù)實(shí)現(xiàn)光密度的調(diào)控。

雖然MnO2本身是一個非常傳統(tǒng)的材料，但是經(jīng)過納米化之后，MnO2展現(xiàn)出很多新的性能和用途，期待其能被更好的開發(fā)，早日實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用！

先豐MnO2材料匯總