目前,癌症已经成为了人类健康最大的威胁之一。然而,传统疗法往往表现出较大的副作用。在这一背景下,许多研究人员将目光投向生物光子学,利用光学手段实现癌症的诊断与治疗。而黑磷则凭借着自身独特的能带结构,生物可降解能力,各向异性褶皱结构等诸多优异的性质,在生物光子学领域中展现出诱人的前景。在本文中,我们介绍了相关背景知识,研究了黑磷与类黑磷二维材料的光电性质与生物光子学应用,主要内容如下。1.通过液相剥离法制备出了碲纳米片。与黑磷一样,该二维材料也表现出明显的各向异性。我们摸索了各个参数对剥离效果和纳米片物理性质的影响。之后,我们利用标准的三电极系统测量了碲纳米片的光电响应性能。这一器件可以在没有外加电压的情况下实现自供电的光电响应。此外通过调控电压,光功率强度以及电解质浓度均可以进一步提升器件的光响应性能。我们的工作可以为其他链状结构材料的二维剥离提供思路。同时,我们对碲纳米片光电性能的研究也表明这一材料有望应用于生物传感器和光电探测器。2.我们获取了肿瘤细胞来源的外泌体,并且通过探头超声的方式用它包裹黑磷量子点。材料表征的数据说明包裹非常成功,并且得到的复合材料表现出明显的宽带光吸收特性和光热升温效果。细胞实验证明这一材料具备很好的生物相容性和光热杀伤效果。随后的动物实验则证明外泌体提升了黑磷量子点的靶向能力和在肿瘤部位的保留时间。经过一段时间的治疗后,可以明显发现基于外泌体-黑磷量子点的光热疗法有很好的癌症治疗效果。3.我们构建了基于硫化亚锡纳米片的药物递送系统。硫化亚锡纳米片具有与黑磷类似的褶皱结构,这有利于它的载药。我们的实验数据表明,硫化亚锡拥有良好的生物相容性和出色的光热性能。它在808 nm处的光热转化效率为39.3%。此外,它还可以负载约自身质量2倍的DOX。在细胞实验中,硫化亚锡载药平台通过光热疗法和化学疗法的结合显示出协同的治疗效果。动物实验也证实了基于硫化亚锡纳米片的光热/化疗联合疗法的疗效和低副作用。我们的研究表明,硫化亚锡纳米片可以用于构建新型的光热治疗和化疗药物递送平台。