人工纳米材料的生物安全性是关系到纳米科技可持续发展的基础性问题。纳米材料复杂多变的理化性质决定了其生物学效应的多样性。纳米材料进入生物系统后与生物分子间的相互作用，即纳米材料的生物转化是引发毒性效应的重要分子起始事件，相关研究受到了越来越多的关注。李瑞宾课题组近年来在纳米生物转化研究中取得了一系列重要进展，发现了稀土纳米材料重结晶、二维纳米材料表面氧化还原等过程对细胞、微生物免疫响应及活性的影响。2020年5月，课题组在Wiley材料科学领域期刊Small（影响因子11.439）在线发表了题为“Molecular Mechanisms, Characterization Methods, and Utilities of Nanoparticle Biotransformation in Nanosafety Assessments”的综述文章，该论文对纳米生物转化研究进行了系统综述，并展望了其对纳米医学和毒理学研究的影响。

该综述系统讨论了纳米生物安全性研究中的以下热点问题：1）不同暴露途径下的纳米-生物作用界面，暴露途径对纳米材料生物转化和生物效应的影响以及纳米安全性检测中动物剂量和细胞测试剂量的计算公式；2）纳米材料生物转化的分子机制，讨论了纳米颗粒发生聚集、解离、生物冠形成、重结晶和氧化还原反应等过程中涉及的具体理化反应及其与细胞毒性机制的关系（图1）；3）纳米材料生物转化的表征方法，主要介绍了光学及电子显微成像、X射线、质谱和拉曼等表征技术在纳米生物转化研究中的优势和存在的问题；4)人工纳米材料的安全性设计方法，从纳米生物转化的角度探讨了表面涂层、形貌控制、掺杂及表面钝化等安全性设计方法。最后该综述针对纳米安全性评估和纳米医学研究中的瓶颈问题讨论了纳米生物转化研究的意义，并展望了未来的研究方向。

图1 纳米颗粒在生物体系中的转化类型