“双面神”颗粒——Janus颗粒制备及在免疫性疾病中的应用

雅努斯（Janus）是罗马人的门神，也是罗马人的保护神，具有前后两个面孔或四方四个面孔，象征开始。最古老的信息告诉人们，雅努斯是起源神，执掌着开始和入门，也执掌着出口和结束，同时他又被称为“门户总管”，他永远都象征着世界上矛盾的万事万物，所以，他的肖像被画成两张脸，有“双头雅努斯“的说法。

在材料领域也有衍生板的“双面神”，Janus颗粒是表面由两个或两个以上不同物理性质的成分构成的特殊类型的纳米颗粒，这种不对称结构使得不同的甚至不相容的物理、化学和机械性能可以在一个粒子内组合。基于这种构造，可以将不同响应的体系设计在一个载体颗粒中，实现同时非梯度的双响应性。此外，同一个载体不同功能区域的划分也促使Janus体系发挥类双抗的作用，连接两个不同功能性免疫细胞，协同其免疫调节的功能。相关的实验结果均显示在动物体内呈现出良好的协同治疗作用。这种“双面神”功能的设计可用于加速临床双抗药品的开发，提高肿瘤等相关疾病的治疗效果。对于Janus粒子的生物学效应及毒性的研究将作为生物医药研究中的重大创新，极大拓展了“一体双药”在临床疾病治疗中的应用前景。

为方便大家进行相关内容的学习，EFL整理了代表综述/研究论文（3篇）及2022年来最新研究进展（10篇），供大家参考。

一、代表综述/研究论文回顾

1. Nano Tody: Janus纳米粒子的合成、性质及应用；2011.05.28；引用538次

简介：在这篇综述中，根据其制备的路线，将Janus纳米颗粒分为三大类。第一类：Janus纳米颗粒是通过自组装获得的，例如嵌段共聚物和配体混合物，在某些情况下，它们在纳米颗粒表面表现出竞争吸附。第二类：包括通过掩蔽步骤获得的Janus纳米颗粒，其中粒子被捕获在两相的界面上，因此只在一侧对粒子表面进行修饰。第三类：Janus纳米颗粒的制备依赖于两种不同物质的相分离，通常是两种聚合物，或一种聚合物和一种无机材料。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.nantod.2011.04.008

2. Advanced Functional Materials：界面工程的双面纳米粒子；2007.08.09；引用172次

简介：本文报道了在相对高的表面压力下，将疏水硫醇-钝化金纳米颗粒的Langmuir单层与亲水性硫醇衍生物注入水相，通过配体交换反应制备了纳米Janus颗粒。相邻颗粒间的配体插层阻碍了颗粒的界面迁移。因此，配体的位置交换反应仅限于颗粒面对水相的一侧，从而形成了两亲性纳米颗粒，一方面表现出疏水性，另一方面表现出亲水性，类似于双面的罗马神Janus。Janus粒子独特的两亲性特征通过各种实验测量得到证实，包括接触角测量、红外光谱、紫外可见光谱和核磁共振光谱。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/adfm.200601034

3. Journal of the American Chemical Society：高稳定性CsPbX₃/氧化物双面纳米粒子的界面合成；2017.12.11；引用256次

简介：CsPbX₃ (X = Cl, Br, I)纳米晶体稳定性差，严重阻碍了其实际应用。在单颗粒水平上使用氧化物或聚合物进行表面改性/封装仍然是一个严峻的挑战。本文通过水触发转化和溶胶凝胶法制备了单分散的CsPbX₃/SiO₂和CsPbBr₃/Ta₂O₅ Janus纳米颗粒。CsPbBr₃/SiO₂纳米碳纳米管的光致发光量子产率为80%，寿命为19.8 ns。该产品对空气、水和光线的破坏具有显著的稳定性。在强紫外光持续照射10 h后，CsPbBr₃/SiO₂ Janus NCs薄膜的PL强度仅略有下降(2%)，而未修饰的CsPbBr₃ NCs对照样品的PL强度下降了35%。这项工作不仅为单个CsPbX₃纳米材料的表面修饰提供了一种新方法，而且有助于解决具有挑战性的稳定性问题。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/jacs.7b11003

二、 最新研究进展

4. Chemical Engineering Journal：生物可降解的T2噬菌体样Janus纳米颗粒，激活靶向和化学光热协同治疗；2021.07.13

简介：本文通过一种简单的吸附还原种子介导的生长方法制备了雪人样Au-BNP(牛血清白蛋白纳米颗粒)Janus纳米颗粒(AuBJNPs)，受AuCl4 -离子还原动力学控制的热力学自发过程驱动的。对AuBJNP纳米颗粒进行了硫醇适体AS1411选择性修饰，用于特异性靶向肿瘤和近红外染料吲哚菁绿胺(ICG-NH2)，以提高光热效果。最终获得的AS1411-AuBJNP-ICG Janus纳米颗粒具有肿瘤靶向头和生物可降解的近红外响应体，其形态和组成与2-噬菌体相似，多功能的t2噬菌体样AS1411-AuBJNP-ICG可以为肿瘤靶向治疗和化疗光热协同治疗领域提供一个潜在的生物仿生纳米平台。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131284

5. Biomaterials：活性靶向Janus纳米粒子可使抗血管生成药物联合化疗药物预防肝细胞癌术后复发；2022.01.04

简介：手术是治疗实体瘤的主要有效策略之一，但术后高复发率也是目前肿瘤治疗中死亡的主要原因。本文采用一种简便、可重复性的方法成功制备了两亲性Janus纳米颗粒(JNPs)。乳酸(lactobionic acid, LA)修饰金纳米棒(GNRs)的一侧，从而生成LA-JNPs。这为亲疏水药物在不同的空间提供了一个积极的、有针对性的共给药系统，从而避免了相互作用。LA-JNPs是索拉非尼/阿霉素联合给药的有效靶向系统，具有优化的抗复发效果，并显著提高了术后复发治疗期间小鼠的存活率。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2022.121362

6. Acta Biomaterialia：近红外激光控制释放一氧化氮金纳米星/中空聚多巴胺Janus纳米颗粒协同消除耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和伤口愈合；2022.02.26

简介：一氧化氮(NO)在对抗细菌引起的感染方面受到越来越多的关注，然而，NO的高效加载和控制释放仍然是一个很大的挑战。本文利用种子介导的方法制备了一种具有近红外(NIR)调控NO释放性能的金纳米星/中空聚多巴胺Janus纳米结构(GNS/HPDA JNPs)。在近红外激光照射下，释放NO的GNS/HPDA JNPs (GNS/HPDA- bnn6)表现出协同光热和NO抗菌作用，显著抑制革兰氏阴性和革兰氏阳性菌株。体内效果评价，GNS/HPDA-BNN6的光热和NO协同作用可有效清除创面中的细菌，从而减轻炎症，促进创面愈合。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.actbio.2022.02.029

7. ACS Applied Nano Materials：聚合物修饰Fe3O4@Catechol-formaldehyde树脂两亲性Janus纳米球的构建及其催化应用；2022.04.14

简介：本文提出了一种简单的方法来设计两亲性多毛Janus纳米催化剂，它由Fe3O4@catecholformaldehyde树脂(CFR)核壳微球与不同的亲水疏水聚合物链接枝在微球的两侧，以及直接负载在亲水聚合物链上的催化活性金属颗粒组成。两亲性Janus纳米球对乳液的稳定性有良好的影响。由于其特殊的结构组成，所构建的Janus纳米催化剂对水相和乳状液相中的染料和硝基芳香族化合物表现出优异的催化还原性能。此外，温度敏感的PNIPAM聚合物链的存在也使Janus纳米催化剂在稳定乳液和乳液催化中表现出可控的温度响应行为。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsanm.2c00595

8. ACS Nano：自行式Janus介孔微电机用于复杂生物样品中增强MicroRNA捕获和扩增检测；2022.03.31

简介：本文报道了一种Janus介孔微球/Pt (meso-MS/Pt)纳米结构，它大大增强了复杂生物样品中microRNA (miRNA)扩增检测的目标传输和加速识别过程。采用双乳液界面聚合法制备介孔质谱，在半质谱表面沉积Pt纳米粒子(PtNPs)，构建Janus介孔质谱/Pt微电机。具有大表面的异质性介质/Pt附着在熵驱动的DNA识别系统中，巨大的孔隙网络有利于增强受体靶相互作用。它使复杂生物样本的移动大大增强了目标miRNA的质量运输，并由于自扩散的推进加快了识别过程。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c10437

9. Microchimica Acta：光响应Janus微/纳米马达应用于生物医学中的生物分析；2022.02.23

简介：光响应型Janus微纳米电机具有独特的非对称结构和远程控制的主动运动，为突破传统生物医学的局限性提供了可能。尽管临床应用面临许多障碍，光响应Janus微/纳米马达在生物分析方面的应用在过去几十年里取得了令人印象深刻的进展。本文首先简要介绍了几种主要的光驱动Janus微/纳米马达，然后重点介绍了它们在生物传感、生物成像和诊断等生物分析领域的典型应用。最后，总结了光响应Janus微/纳米电机在实际应用中存在的挑战，并提出了未来可能的解决方案。

原文链接：

https://doi.org/10.1007/s00604-022-05229-1

10. Chinese Journal of POLYMER SCIENCE：内部孔径可调的杂化Janus纳米管从介孔嵌段共聚物基杂化支架中拆卸；2022.02.22

简介：杂化Janus纳米材料由于其不对称结构可以结合各组分的特性并显示协同应用而备受关注。然而，具体的杂交Janus纳米结构的精确设计仍然是一个巨大的挑战。本文首次报道了通过分解介孔无机纳米颗粒(NPs)/聚苯乙烯-嵌段-聚(4-乙烯基吡啶)(PS-b-P4VP)复合片制备新型的、高度均匀的无机/有机杂化Janus纳米管。通过控制PS-b-P4VP类薄片组件在P4VP域的选择性溶剂中的溶胀时间，可以精确地调节杂化Janus纳米管的内部孔径大小，从而生成内径可调的特定无机/有机杂化Janus纳米管。

原文链接：

https://doi.org/10.1007/s10118-022-2704-6