Advanced MaterialsVolume 26, Issue 21 p. 3433-3440 Communication Drug Delivery with PEGylated MoS2 Nano-sheets for Combined Photothermal and Chemotherapy of Cancer Teng Liu, Teng Liu Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaSearch for more papers by this authorChao Wang, Chao Wang Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaSearch for more papers by this authorXing Gu, Xing Gu Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaSearch for more papers by this authorHua Gong, Hua Gong Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaSearch for more papers by this authorLiang Cheng, Liang Cheng Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaSearch for more papers by this authorXiaoze Shi, Xiaoze Shi Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaSearch for more papers by this authorLiangzhu Feng, Liangzhu Feng Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaSearch for more papers by this authorBaoquan Sun, Baoquan Sun Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaSearch for more papers by this authorZhuang Liu, Corresponding Author Zhuang Liu Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaE-mail: [email protected]Search for more papers by this author Teng Liu, Teng Liu Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaSearch for more papers by this authorChao Wang, Chao Wang Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaSearch for more papers by this authorXing Gu, Xing Gu Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaSearch for more papers by this authorHua Gong, Hua Gong Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaSearch for more papers by this authorLiang Cheng, Liang Cheng Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaSearch for more papers by this authorXiaoze Shi, Xiaoze Shi Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaSearch for more papers by this authorLiangzhu Feng, Liangzhu Feng Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaSearch for more papers by this authorBaoquan Sun, Baoquan Sun Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaSearch for more papers by this authorZhuang Liu, Corresponding Author Zhuang Liu Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM) & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 ChinaE-mail: [email protected]Search for more papers by this author First published: 20 February 2014 https://doi.org/10.1002/adma.201305256Citations: 1,009Read the full textAboutPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Share a linkShare onEmailFacebookTwitterLinkedInRedditWechat Graphical Abstract MoS2 nanosheets functionalized with poly­ethylene glycol are for the first time used as a multifunctional drug delivery system with high drug loading capacities. Using doxorubicin as the model drug and taking advantages of the strong near-infrared absorbance of MoS2, combined photothermal and chemotherapy of cancer is realized in animal experiments, achieving excellent synergistic anti-tumor effect upon systemic administration. Supporting Information As a service to our authors and readers, this journal provides supporting information supplied by the authors. Such materials are peer reviewed and may be re-organized for online delivery, but are not copy-edited or typeset. Technical support issues arising from supporting information (other than missing files) should be addressed to the authors. Filename Description adma201305256-sup-0001-S1.pdf1.1 MB Supplementary Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article. References 1a) K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. Dubonos, I. Grigorieva, A. Firsov, Science 2004, 306, 666; b) K. Novoselov, A. K. Geim, S. Morozov, D. Jiang, M. K. I. Grigorieva, S. Dubonos, A. Firsov, Nature 2005, 438, 197; c) A. K. Geim, Science 2009, 324, 1530. 2J. N. Coleman, M. Lotya, A. O'Neill, S. D. Bergin, P. J. King, U. Khan, K. Young, A. Gaucher, S. De, R. J. Smith, Science 2011, 331, 568. 3a) S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutiérrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, ACS Nano 2013, 7, 2898; b) K. Novoselov, D. Jiang, F. Schedin, T. Booth, V. Khotkevich, S. Morozov, A. Geim, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 10451. 4M. Chhowalla, H. S. Shin, G. Eda, L.-J. Li, K. P. Loh, H. Zhang, Nat. Chem. 2013, 5, 263. 5a) X. Huang, Z. Zeng, H. Zhang, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 1934; b) R. R. Chianelli, M. H. Siadati, M. P. De la Rosa, G. Berhault, J. P. Wilcoxon, R. Bearden Jr., B. L. Abrams, Catalysis Rev. 2006, 48, 1; c) Q. H. Wang, K. Kalantar-Zadeh, A. Kis, J. N. Coleman, M. S. Strano, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 699; d) X. Cao, Y. Shi, W. Shi, X. Rui, Q. Yan, J. Kong, H. Zhang, Small 2013; e) C. L. Choi, J. Feng, Y. Li, J. Wu, A. Zak, R. Tenne, H. Dai, Nano Res. 2013, 6, 921. 6H. Peng, W. Dang, J. Cao, Y. Chen, D. Wu, W. Zheng, H. Li, Z.-X. Shen, Z. Liu, Nat. Chem. 2012, 4, 281. 7a) K. P. Loh, Q. Bao, G. Eda, M. Chhowalla, Nat. Chem. 2010, 2, 1015; b) K. Yang, L. Feng, X. Shi, Z. Liu, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 530; c) Y. Liu, X. Dong, P. Chen, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 2283; d) C. H. Lu, H. H. Yang, C. L. Zhu, X. Chen, G. N. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 121, 4879. 8a) X. Ma, H. Tao, K. Yang, L. Feng, L. Cheng, X. Shi, Y. Li, L. Guo, Z. Liu, Nano Res. 2012, 5, 199; b) L. Feng, S. Zhang, Z. Liu, Nanoscale 2011, 3, 1252; c) S. He, B. Song, D. Li, C. Zhu, W. Qi, Y. Wen, L. Wang, S. Song, H. Fang, C. Fan, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 453. 9B. Tian, C. Wang, S. Zhang, L. Feng, Z. Liu, ACS Nano 2011, 5, 7000. 10Z. Liu, J. T. Robinson, X. Sun, H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10876. 11a) K. Yang, J. Wan, S. Zhang, B. Tian, Y. Zhang, Z. Liu, Biomaterials 2012, 33, 2206; b) K. Yang, S. Zhang, G. Zhang, X. Sun, S.-T. Lee, Z. Liu, Nano Lett. 2010, 10, 3318. 12a) K. Yang, L. Hu, X. Ma, S. Ye, L. Cheng, X. Shi, C. Li, Y. Li, Z. Liu, Adv. Mater. 2012, 24, 1868; b) H. Shen, L. Zhang, M. Liu, Z. Zhang, Theranostics 2012, 2, 283; c) H. Hong, K. Yang, Y. Zhang, J. W. Engle, L. Feng, Y. Yang, T. R. Nayak, S. Goel, J. Bean, C. P. Theuer, T. E. Barnhart, Z. Liu, W. Cai, ACS Nano 2012, 6, 2361; d) H. Hong, Y. Zhang, J. W. Engle, T. R. Nayak, C. P. Theuer, R. J. Nickles, T. E. Barnhart, W. Cai, Biomaterials 2012, 33, 4147; e) H. P. Cong, J. J. He, Y. Lu, S. H. Yu, Small 2010, 6, 169; f) X. Huang, Z. Yin, S. Wu, X. Qi, Q. He, Q. Zhang, Q. Yan, F. Boey, H. Zhang, Small 2011, 7, 1876. 13C. Zhu, Z. Zeng, H. Li, F. Li, C. Fan, H. Zhang, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5998. 14S. S. Chou, B. Kaehr, J. Kim, B. M. Foley, M. De, P. E. Hopkins, J. Huang, C. J. Brinker, V. P. Dravid, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 125, 4254. 15J. Li, F. Jiang, B. Yang, X.-R. Song, Y. Liu, H.-H. Yang, D.-R. Cao, W.-R. Shi, G.-N. Chen, Sci. Rep. 2013, 3. DOI: 10.1038/srep01998. 16J. L. Liang Cheng, X. Gu, H. Gong, X. Shi, T. Liu, C. Wang, G. L. Xiaoyong Wang, H. Xing, W. Bu, B. Sun, Z. Liu, Adv. Mater. 2013, DOI: 10.1002/adma.201304497. 17P. Joensen, R. Frindt, S. R. Morrison, Mater. Res. Bull. 1986, 21, 457. 18S. S. Chou, M. De, J. Kim, S. Byun, C. Dykstra, J. Yu, J. Huang, V. P. Dravid, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4584. 19X. Sun, Z. Liu, K. Welsher, J. T. Robinson, A. Goodwin, S. Zaric, H. Dai, Nano Res. 2008, 1, 203. 20Z. Liu, S. Tabakman, K. Welsher, H. Dai, Nano Res. 2009, 2, 85. 21L. Cheng, C. Wang, X. Ma, Q. Wang, Y. Cheng, H. Wang, Y. Li, Z. Liu, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 272. 22a) A. R. Hilgenbrink, P. S. Low, J. Pharmaceut. Sci. 2005, 94, 2135; b) S. Wang, P. S. Low, J. Control. Release 1998, 53, 39. 23Y. Zhong, C. Wang, L. Cheng, F. Meng, Z. Zhong, Z. Liu, Biomacromolecules 2013, 14, 2411. 24a) Z. Xiao, C. Ji, J. Shi, E. M. Pridgen, J. Frieder, J. Wu, O. C. Farokhzad, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 124, 12023; b) H. Kang, A. C. Trondoli, G. Zhu, Y. Chen, Y.-J. Chang, H. Liu, Y.-F. Huang, X. Zhang, W. Tan, ACS Nano 2011, 5, 5094. 25L. Cheng, K. Yang, Q. Chen, Z. Liu, ACS Nano 2012, 6, 5605. Citing Literature Volume26, Issue21June 4, 2014Pages 3433-3440 ReferencesRelatedInformation

A new generation of photothermal theranostic agents is developed based on PEGylated WS2 nanosheets. Bimodal in vivo CT/photoacoustic imaging reveals strong tumor contrast after either intratumoral or intravenous injection of WS2-PEG. In vivo photothermal treatment is then conducted in a mouse tumor model, achieving excellent therapeutic efficacy with complete ablation of tumors. This work promises further exploration of transition-metal dichalcogenides for biomedical applications, such as cancer imaging and therapy. As a service to our authors and readers, this journal provides supporting information supplied by the authors. Such materials are peer reviewed and may be re-organized for online delivery, but are not copy-edited or typeset. Technical support issues arising from supporting information (other than missing files) should be addressed to the authors. Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.

In this work, a nanoscale reduced graphene oxide–iron oxide nanoparticle (RGO–IONP) complex is noncovalently functionalized with polyethylene glycol (PEG), obtaining a RGO–IONP–PEG nanocomposite with excellent physiological stability, strong NIR optical absorbance, and superparamagnetic properties. Using this theranostic nanoprobe, in-vivo triple modal fluorescence, photoacoustic, and magnetic resonance imaging are carried out, uncovering high passive tumor targeting, which is further used for effective photothermal ablation of tumors in mice. Detailed facts of importance to specialist readers are published as ”Supporting Information”. Such documents are peer-reviewed, but not copy-edited or typeset. They are made available as submitted by the authors. Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.

Advanced MaterialsVolume 26, Issue 32 p. 5646-5652 Communication Tumor Metastasis Inhibition by Imaging-Guided Photothermal Therapy with Single-Walled Carbon Nanotubes Chao Liang, Chao Liang Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM), Collaborative Innovation Center of Suzhou, Nano Science and Technology, Jiangsu Key Laboratory for Carbon-Based Functional Materials & Devices, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 P.R. ChinaSearch for more papers by this authorShuo Diao, Shuo Diao Department of Chemistry, Stanford University, Stanford, CA, 94305 USASearch for more papers by this authorChao Wang, Chao Wang Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM), Collaborative Innovation Center of Suzhou, Nano Science and Technology, Jiangsu Key Laboratory for Carbon-Based Functional Materials & Devices, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 P.R. ChinaSearch for more papers by this authorHua Gong, Hua Gong Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM), Collaborative Innovation Center of Suzhou, Nano Science and Technology, Jiangsu Key Laboratory for Carbon-Based Functional Materials & Devices, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 P.R. ChinaSearch for more papers by this authorTeng Liu, Teng Liu Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM), Collaborative Innovation Center of Suzhou, Nano Science and Technology, Jiangsu Key Laboratory for Carbon-Based Functional Materials & Devices, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 P.R. ChinaSearch for more papers by this authorGuosong Hong, Guosong Hong Department of Chemistry, Stanford University, Stanford, CA, 94305 USASearch for more papers by this authorXiaoze Shi, Xiaoze Shi Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM), Collaborative Innovation Center of Suzhou, Nano Science and Technology, Jiangsu Key Laboratory for Carbon-Based Functional Materials & Devices, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 P.R. ChinaSearch for more papers by this authorHongjie Dai, Corresponding Author Hongjie Dai Department of Chemistry, Stanford University, Stanford, CA, 94305 USAE-mail: [email protected], [email protected]Search for more papers by this authorZhuang Liu, Corresponding Author Zhuang Liu Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM), Collaborative Innovation Center of Suzhou, Nano Science and Technology, Jiangsu Key Laboratory for Carbon-Based Functional Materials & Devices, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 P.R. ChinaE-mail: [email protected], [email protected]Search for more papers by this author Chao Liang, Chao Liang Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM), Collaborative Innovation Center of Suzhou, Nano Science and Technology, Jiangsu Key Laboratory for Carbon-Based Functional Materials & Devices, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 P.R. ChinaSearch for more papers by this authorShuo Diao, Shuo Diao Department of Chemistry, Stanford University, Stanford, CA, 94305 USASearch for more papers by this authorChao Wang, Chao Wang Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM), Collaborative Innovation Center of Suzhou, Nano Science and Technology, Jiangsu Key Laboratory for Carbon-Based Functional Materials & Devices, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 P.R. ChinaSearch for more papers by this authorHua Gong, Hua Gong Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM), Collaborative Innovation Center of Suzhou, Nano Science and Technology, Jiangsu Key Laboratory for Carbon-Based Functional Materials & Devices, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 P.R. ChinaSearch for more papers by this authorTeng Liu, Teng Liu Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM), Collaborative Innovation Center of Suzhou, Nano Science and Technology, Jiangsu Key Laboratory for Carbon-Based Functional Materials & Devices, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 P.R. ChinaSearch for more papers by this authorGuosong Hong, Guosong Hong Department of Chemistry, Stanford University, Stanford, CA, 94305 USASearch for more papers by this authorXiaoze Shi, Xiaoze Shi Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM), Collaborative Innovation Center of Suzhou, Nano Science and Technology, Jiangsu Key Laboratory for Carbon-Based Functional Materials & Devices, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 P.R. ChinaSearch for more papers by this authorHongjie Dai, Corresponding Author Hongjie Dai Department of Chemistry, Stanford University, Stanford, CA, 94305 USAE-mail: [email protected], [email protected]Search for more papers by this authorZhuang Liu, Corresponding Author Zhuang Liu Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM), Collaborative Innovation Center of Suzhou, Nano Science and Technology, Jiangsu Key Laboratory for Carbon-Based Functional Materials & Devices, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123 P.R. ChinaE-mail: [email protected], [email protected]Search for more papers by this author First published: 13 June 2014 https://doi.org/10.1002/adma.201401825Citations: 390Read the full textAboutPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Share a linkShare onFacebookTwitterLinkedInRedditWechat Graphical Abstract Multi-modal imaging guided photothermal therapy with single-walled carbon nanotubes affords effective destruction of primary tumors together with cancer cells in sentinel lymph nodes. This results in remarkably prolonged mouse survival compared to mice treated by elimination of only the primary tumor by either surgery or conventional photothermal therapy. Citing Literature Supporting Information As a service to our authors and readers, this journal provides supporting information supplied by the authors. Such materials are peer reviewed and may be re-organized for online delivery, but are not copy-edited or typeset. Technical support issues arising from supporting information (other than missing files) should be addressed to the authors. Filename Description adma201401825-sup-0001-S1.pdf1.2 MB Supplementary Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article. Volume26, Issue32August 27, 2014Pages 5646-5652 RelatedInformation

Abstract Graphene oxide (GO) has been extensively explored in nanomedicine for its excellent physiochemical, electrical, and optical properties. Here, polyethylene glycol (PEG) and polyethylenimine (PEI) are covalently conjugated to GO via amide bonds, obtaining a physiologically stable dual‐polymer‐functionalized nano‐GO conjugate (NGO‐PEG‐PEI) with ultra‐small size. Compared with free PEI and the GO‐PEI conjugate without PEGylation, NGO‐PEG‐PEI shows superior gene transfection efficiency without serum interference, as well as reduced cytotoxicity. Utilizing the NIR optical absorbance of NGO, the cellular uptake of NGO‐PEG‐PEI is shown to be enhanced under a low power NIR laser irradiation, owing to the mild photothermal heating that increases the cell membrane permeability without significantly damaging cells. As the results, remarkably enhanced plasmid DNA transfection efficiencies induced by the NIR laser are achieved using NGO‐PEG‐PEI as the light‐responsive gene carrier. More importantly, it is shown that our NGO‐PEG‐PEI is able to deliver small interfering RNA (siRNA) into cells under the control of NIR light, resulting in obvious down‐regulation of the target gene, Polo‐like kinase 1 (Plk1), in the presence of laser irradiation. This study is the first to use photothermally enhanced intracellular trafficking of nanocarriers for light‐controllable gene delivery. This work also encourages further explorations of functionalized nano‐GO as a photocontrollable nanovector for combined photothermal and gene therapies.

Single- or few-layered transitional metal dichalcogenides, as a new genus of two-dimensional nanomaterials, have attracted tremendous attention in recent years, owing to their various intriguing properties. In this study, chemically exfoliated MoS2 nanosheets are modified with lipoic acid-terminated polyethylene glycol (LA-PEG), obtaining PEGylated MoS2 (MoS2-PEG) with high stability in physiological solutions and no obvious toxicity. Taking advantage of its ultra-high surface area, the obtained MoS2-PEG is able to load a photodynamic agent, chlorin e6 (Ce6), by physical adsorption. In vitro experiments reveal that Ce6 after being loaded on MoS2-PEG shows remarkably increased cellular uptake and thus significantly enhanced photodynamic therapeutic efficiency. Utilizing the strong, near-infrared (NIR) absorbance of the MoS2 nanosheets, we further demonstrate photothermally enhanced photodynamic therapy using Ce6-loaded MoS2-PEG for synergistic cancer killing, in both in vitro cellular and in vivo animal experiments. Our study presents a new type of multifunctional nanocarrier for the delivery of photodynamic therapy, which, if combined with photothermal therapy, appears to be an effective therapeutic approach for cancer treatment.

With the increasing interests of using graphene and its derivatives in the area of biomedicine, the systematic evaluation of their potential risks and impacts to biological systems is becoming critically important. In this work, we carefully study how surface coatings affect the cytotoxicity and extracellular biodegradation behaviors of graphene oxide (GO) and its derivatives. Although naked GO could induce significant toxicity to macrophages, coating those two‐dimensional nanomaterials with biocompatible macromolecules such as polyethylene glycol (PEG) or bovine serum albumin (BSA) could greatly attenuate their toxicity, as independently evidenced by several different assay approaches. On the other hand, although GO can be gradually degraded through enzyme induced oxidization by horseradish peroxidase (HRP), both PEG and BSA coated GO or reduced GO (RGO) are rather resistant to HRP‐induced biodegradation. In order to obtain biocompatible functionalized GO that can still undergo enzymatic degradation, we conjugate PEG to GO via a cleavable disulfide bond, obtaining GO‐SS‐PEG with negligible toxicity and considerable degradability, promising for further biomedical applications.

The development of new antibacterial agents that are highly effective are of great interest. Herein, we present a recyclable and synergistic nanocomposite by growing both iron oxide nanoparticles (IONPs) and silver nanoparticles (AgNPs) on the surface of graphene oxide (GO), obtaining GO-IONP-Ag nanocomposite as a novel multifunctional antibacterial material. Compared with AgNPs, which have been widely used as antibacterial agents, our GO-IONP-Ag shows much higher antibacterial efficiency toward both Gram-negative bacteria Escherichia coli (E. coli) and Gram-positive bacteria Staphylococcus aureus (S. aureus). Taking the advantage of its strong near-infrared (NIR) absorbance, photothermal treatment is also conducted with GO-IONP-Ag, achieving a remarkable synergistic antibacterial effect to inhibit S. aureus at a rather low concentration of this agent. Moreover, with magnetic IONPs existing in the composite, we can easily recycle GO-IONP-Ag by magnetic separation, allowing its repeated use. Given the above advantages as well as its easy preparation and cheap cost, GO-IONP-Ag developed in this work may find potential applications as a useful antibacterial agent in the areas of healthcare and environmental engineering.