生物醫學微納米馬達（MNMs）依然面臨著成像引導的跟蹤和治療的主要挑戰，這對于監測和控制MNMs在體內的行為并進一步進行臨床前和臨床試驗是至關重要的。到目前為止，MNMs已被初步研究用于成像引導的跟蹤和治療，以推進這一領域的發展。比如，放射性標記的MNMs可以使用正電子發射斷層掃描（PET）進行跟蹤，包覆光熱劑Au的MNMs可以使用光聲計算機斷層掃描進行追蹤，被磁性功能化的MNMs可以通過磁共振成像（MRI）進行跟蹤同時進行成像指導的治療。然而，現有MNMs的可跟蹤能力都歸因于額外的顯像劑而非MNMs本身，從而使MNM體系更加復雜。此外，目前可跟蹤的MNM的尺寸通常大于10 μm，難以被細胞吞噬以在體內進行細節成像。針對這一問題，馬星教授團隊構筑了一種脲酶驅動LM（Ga-In-Sn）納米馬達載體，作為一種可跟蹤的主動納米平臺。該平臺實現了治療和潛在診斷功能的集成。
該團隊使用聚多巴胺（PDA）來穩定納米尺寸LM作為LM納米馬達的基底。PDA覆蓋層允許通過靜電吸附進行頭孢克肟（CF，一種典型的抗生素）負載，同時通過戊二醛作為連接劑的脲酶。通過脲酶觸發尿素的生物催化分解，納米馬達載體不僅可以實現增強擴散以促進CF的輸送，還可以實現趨化運動以實現在芯片上靶向輸送。另外，由于LM具有獨特的變形能力，球形的LM MNMs在近紅外光照射下可以轉化為具有較高光熱轉換效率的米狀LM。LM MNMs的形態變化導致其功能從主動式的藥物載體轉變為光熱劑，從而實現藥物協同光熱抗菌治療。利用LM的固有特性，展示了LM的超聲和光聲成像能力，進而實現了利用雙模態醫學成像技術跟蹤LM MNMs在微流控容器模型中的運動。此外，通過LM MNMs可視化的運動行為對雌性小鼠的膀胱進行了活體生物成像。該主動式LM納米平臺為開發以協同治療和診斷的體內目的可跟蹤MNMs提供了新的視角，并將進一步推動自驅動生物醫學MNMs的臨床應用。
圖1. 液態金屬納米機器人的構筑流程圖
圖2. 液態金屬微納米馬達的體內外動態醫學成像
論文的第一作者為哈爾濱工業大學（深圳）的博士研究生徐丹丹，共同第一作者為廈門大學大學碩士研究生胡靜，通訊作者為馬星教授，共同通訊作者為廈門大學鄢曉輝副教授。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c01573
