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一、早期发展

二维纳米材料具有独特的纳米片结构、大的表面积和非凡的物理化学性能，引起了科研工作者极大的兴趣。早在2008年，石墨烯及其衍生物在纳米医学领域的研究就开始了。从那时起，许多其他类型的二维纳米材料，包括过渡金属二硫化物、过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物、黑磷纳米片、层状双氢氧化物和MOF纳米片，在过去的十年中都在纳米医学领域得到了探索发展。特别是大的表面积使得二维纳米材料成为高效的药物传递纳米平台。

此外，通过将二维纳米材料与其他功能纳米粒子集成或利用其固有的物理特性，二维纳米材料也可以作为肿瘤多模态成像的纳米探针。

二、最新进展

近期，苏州大学程亮研究员与刘庄教授系统地总结了生物医学中二维纳米材料的最新进展，尤其是在癌症治疗诊断中的应用。

首先，作者总结了各种类型的二维纳米材料的合成和表面改性策略。然后介绍了不同类别的二维纳米材料的生物医学应用进展，包括石墨烯及其衍生物、过渡金属二硫化物、过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物、黑磷纳米片、层状双氢氧化物、二维MOF、Pd纳米片、六方氮化硼纳米片，锑烯纳米片和二维硼纳米片。最后讨论了开发二维纳米材料作为癌症诊断纳米平台的当前挑战和未来前景。

作者希望这篇综述能够激发人们对二维纳米材料相关应用和癌症治疗学的更广泛兴趣。该成果近日以题为“2D Nanomaterials for Cancer Theranostic Applications”发表在知名期刊Adv. Mater.上。

三、二维纳米材料各类应用

二维纳米材料包括石墨烯、过渡金属二硫化物、过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物、黑磷纳米片、层状双氢氧化物、二维MOF和其他类型的二维纳米片，用于癌症治疗诊断学中的各种应用。

氧化石墨烯是一种含氧官能团的二维sp2碳原子层，在纳米医药等领域得到了广泛的应用。

过渡金属二硫化物纳米片用于多模式成像和药物输送的二维TMD。用于多模式成像引导联合治疗的二维TMD纳米复合材料。

MXenes是一类含有大量过渡金属碳化物和碳氮化物的新型多功能二维纳米材料，具有许多优异的性质。二维MXene纳米片作为药物传递系统。二维MXene纳米复合材料用于多模态成像联合治疗。

黑磷纳米片是另一类二维材料，近年来在电池、场效应晶体管、电子、纳米医学等领域也得到了广泛的应用。

层状双氢氧化物用于药物传递和核磁成像的二维LDH纳米片。

由金属离子和有机桥联配体组成的二维MOF纳米片在催化、超级电容器、气体存储、生物传感、生物成像、肿瘤治疗等领域具有广阔的应用前景。

迄今为止，已经开发了许多制备二维纳米材料的方法，包括机械剥离法、液相剥离法、化学气相沉积法和湿化学法。通常，这些方法可以分为两类：自上向下法和自下向上法。此外，为了提高二维纳米材料的溶液稳定性和生物相容性，研究者们采用了各种策略对其进行改性，以适应广泛的生物应用。

二维纳米材料是一种独特类型的纳米结构，可以作为一个平台，实现高度集成的成像和治疗功能。与它们的纳米颗粒对应物不同，由于二维纳米材料中的大多数原子暴露在它们的表面上，因此二维纳米材料将显示出独特的物理和化学性质，并且可以表现出独特的表面化学。二维纳米材料，尤其是那些可生物降解的纳米材料，可能确实是用于癌症治疗应用的有前途的纳米医学系统。

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