鑒于CQDs結構定義與分類的諸多矛盾與爭議，當前其仍未形成標準統一的理論框架；而腫瘤分子生物學因長期深入而系統的研究工作已發展成為一門嚴密而完善的生命科學分支?；诖?，上海微系統所丁古巧研究員、董慧研究員、楊思維副研究員在現有的腫瘤分子生物學框架中，對CQDs在腫瘤診斷中構—效關系研究進行了系統整理（圖1），相關綜述以“Tumor diagnosis using carbon-based quantum dots: Detection based on the hallmarks of cancer”在線發表于Bioactive Materials（33 (2024) 174–222）（論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2023.10.004）。

圖1. 從CQDs結構的角度（上方灰色箭頭方向）及從腫瘤生物學角度（下方紅色箭頭方向）梳理基于CQDs的腫瘤診斷相關工作

該綜述首次以全新的思考維度，從腫瘤細胞的九大標志性差異出發（自給自足生長；凋亡逃避；生長信號對抗；血管生成；入侵和轉移；無限復制；基因組突變；能量代謝變化；免疫破壞逃逸，圖2）對當前CQDs在腫瘤診斷領域的研究工作進行系統性整理。該綜述厘清了目前廣泛應用于腫瘤診斷的標志性差異，總結了針對上述差異開展的CQDs結構設計思路及物理/化學過程，闡明了 CQDs 的結構-功能關系，有助于理解碳納米結構的界面相互作用并解決其他納米材料的類似問題。同時，該綜述指出了在腫瘤早期診斷的CQDs設計中迫切需要的標志性差異或標志物，為應用于腫瘤診斷工作的納米材料結構設計提供道標。

圖 2. 綜述對腫瘤九大標志性差異的機理逐一展開討論，指明CQDs結構設計的方向

該綜述也提出了CQDs在腫瘤診斷領域面臨的挑戰，包括：1. 對CQDs 的確切定義（包括分類、結構等）達成一致并形成標準；2. 界定CQDs復雜碳納米結構與生理系統之間界面上可能發生的物理相互作用范圍；3. 多標志物診斷功能在CQDs上的集成；4. 面向腫瘤體外診斷（IVD）的CQDs開發。上述挑戰不僅是CQDs發展中面臨的問題，同時也是納米醫學發展中涉及的共性問題。

論文第一作者為超導電子學實驗室博士研究生王杭和石墨烯粉體課題組楊思維副研究員，通訊作者為丁古巧研究員及楊思維副研究員。相關工作得到上海市科委項目（21ZR1482800, 23YF1455800）, 上海市超級博士后項目（62174093），國家自然科學基金（62174093）等基金支持。