纳米颗粒在抗癌药物可控靶向释放中的应用

近些年来癌症发病率不断攀升,引起了人们的普遍关注。由于传统诊疗方法存在弊端,因此开发新型的针对肿瘤组织的多功能的纳米颗粒(如金纳米颗粒、脂质体、聚合物、DNA等)药物输送系统越来越重要。基于生物体的EPR效应或经过表面修饰功能化后,纳米颗粒输送系统可被动或主动靶向到达肿瘤组织,并通过控制温度、pH、超声、光以及酶等激发条件在肿瘤区域实现可控释放。本文简单介绍了肿瘤治疗中常用的具有靶向性、可控释放的纳米颗粒载药系统,系统地描述了纳米颗粒在药物输送系统的最新研究进展,并对今后的发展方向作了展望。     

具有近红外光热转换性能的双层氧化硅包覆金纳米花复合材料的制备及体内代谢研究

采用种子生长法和改良Stber法制备了双层氧化硅包覆的金纳米花复合材料,并测试了其近红外光热转换性能,研究了其在裸鼠体内的生物毒性,并以种植了人口腔鳞癌CAL27细胞的荷瘤裸鼠为体内模型,应用光声成像方法研究了其体内分布、代谢和在肿瘤组织的被动靶向富集行为.结果表明,所制备的金纳米花复合材料在近红外光区具有良好的光热转换性能,无明显体内生物毒性,是一种良好的光声成像剂,其在荷瘤裸鼠体内主要经肝脏代谢至肠道排出体外,可通过EPR效应实现在肿瘤组织的靶向富集.本研究证明所制备的双层氧化硅包覆金纳米花复合材料可用于生物体内治疗,可作为包括口腔癌在内的恶性肿瘤近红外光热诊疗的理想介导材料.     

纳米颗粒与蛋白质分子的相互作用

纳米技术的快速发展和广泛应用前景,引起了人们对纳米生物效应和安全性问题的普遍关注。为保证纳米技术的健康持续发展,纳米颗粒与生物体的相互作用以及产生的生物学效应不容忽视。为充分了解纳米颗粒物产生的生物学效应,阐明纳米颗粒如何进入生物体以及与生物体相互作用的分子过程至关重要。在总结国内外相关研究的基础上,本文介绍了纳米颗粒进入机体的主要途径,并系统综述了纳米颗粒与蛋白质分子的相互作用及其表征方法,以及纳米颗粒与蛋白质相互作用对蛋白质结构功能和纳米颗粒生物效应的影响。     

生物医用纳米颗粒表面的两性离子化设计

生物医用纳米颗粒的表面设计对维持纳米颗粒稳定性和抑制蛋白质非特异性吸附从而实现体内长效循环等具有重要意义.具有细胞膜仿生结构的两性离子界面能通过离子静电作用形成高效水合层,不仅可有效增强纳米颗粒的稳定性和抗免疫清除能力,通过提高体内循环时间增强其"被动"靶向能力,而且当与环境响应性或生物活性分子复合后,还可有效实现纳米颗粒的"主动"靶向功能,因此"两性离子化"已经发展为纳米颗粒表面设计的新策略.本文主要概述了两性离子材料在生物医用纳米表面设计中的应用进展,包括小分子和聚合物两性离子对无机纳米颗粒的表面修饰、聚合物两性离子组装体用于抗肿瘤药物传递等,同时也介绍了混合电荷材料的一些特殊性质和应用.     

纳米氧化钛与小鼠乙酰胆碱酯酶的作用关系

纳米TiO₂已在各领域得到广泛应用, 由于其小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应等性质因而具有很强的生物学效应, 易进入人体内, 因而担心对人的健康构成潜在危害作用, 但其作用机制不明朗. 通过体内和体外实验相结合的研究方法, 运用光谱学的手段, 研究了纳米TiO₂颗粒与乙酰胆碱酯酶(AChE)结构-功能的作用关系. 结果表明, 在体内, 随着纳米TiO₂颗粒处理剂量的增加, AChE活性明显增加. 在体外, 一定浓度范围内纳米TiO₂颗粒对AChE有显著的激活作用. 光谱学分析证实纳米TiO₂颗粒与AChE直接发生结合作用, 强结合位点数为1.6个, 结合常数为2.56×10⁷ L•mol^－1, 而弱结合位点的结合常数为3.06×10⁶ L•mol^－1. 过多纳米TiO₂颗粒的结合将导致AChE去折叠并破坏其二级结构. 提示纳米TiO₂颗粒处理引起小鼠体内AChE活性的变化可能与纳米TiO₂颗粒结合后引起AChE的结构变化有密切关系.     

熔盐法合成NiO纳米微晶

纳米科技的基础是纳米结构材料的合成．它是纳米科技在分散与包覆、高比表面材料、功能纳米器件、强化材料等方面实现突破的起点。纳米颗粒（1-100nm）本身具有宏观量子隧道效应、量子尺寸效应、表面效应许多独特的性能．其制备研究日益得到广泛关注和重视．     

单分子荧光成像研究单颗粒纳米催化机制

纳米颗粒通常具有优异的催化性能,但由于其内在的异质性,宏观水平的表征难以确定单个纳米颗粒可靠的构效关系和潜在的催化反应机制.单分子荧光成像技术具有单分子灵敏度、高时空分辨率的优点,可以在单颗粒水平实现反应产物的超灵敏检测,因而在纳米催化领域得到了广泛应用.本文综述了单分子荧光成像的发展以及该技术在揭示单颗粒纳米催化反应机制中的应用,主要包括尺寸效应、晶面效应、表面缺陷、等离激元效应、双金属效应、活化能、纳米限域效应以及单颗粒催化通讯等方面.最后总结和展望了单分子荧光成像技术在纳米催化研究中的挑战与发展方向.     

单细胞水生生物金属纳米颗粒的定量分析

人类活动释放的金属纳米颗粒不可避免地进入水环境中。大量研究表明,金属纳米颗粒会对水生生物产生生殖毒性和遗传毒性等,金属纳米颗粒还可能沿着食物链传递,对环境生物和人类健康造成威胁。细胞内金属纳米颗粒定量分析是研究金属纳米颗粒生物效应的重要基础。此外,单细胞之间存在异质性,具有特殊生理特性的细胞个体可能影响细胞群体的命运。而基于细胞群体平均值的定量分析则忽略了细胞个体的异质性,遗漏了对群落具有重要功能的细胞群体信息。因此,在单细胞水平上定量分析水环境中底层营养级的单细胞微生物细胞内金属纳米颗粒,对认识金属纳米颗粒与水生生物的相互作用,评估其进入食物链的潜在风险至关重要。本文梳理了已用于单细胞水生生物体内金属纳米颗粒的单细胞定量分析方法,阐述了它们的工作原理和在相关研究中的应用,总结了各方法的优缺点,期望为今后相关研究的方法选择提供参考,最后展望了该领域未来的研究方向。     

肿瘤酸性微环境中长保留的铈基双模态成像造影剂研究

利用新型材料设计和制备高效、靶向性、多功能的诊疗一体化试剂是生物医学领域的研究热点.纳米颗粒可以通过在纳米尺度上调节特定的结构和组成来实现诸如控释、靶向、智能响应、生物相容和生物降解等多种功能的高效整合,作为多功能智能诊疗剂的集成载体提高诊疗试剂的性能和临床效果,并有望实现肿瘤的早期诊断、精确定位、原位治疗以及治疗过程...     

纳米颗粒-蛋白相互作用及其生物效应研究

纳米颗粒和蛋白分子的相互作用及其生物学效应是当今纳米生物领域的研究热点之一,对于正确评估纳米安全性,指导纳米颗粒的生物学应用具有重要意义.本文首先介绍了纳米颗粒和蛋白分子之间的相互作用,在总结国内外相关文献和课题组工作的基础上,重点阐述了纳米颗粒-蛋白冠对蛋白分子的结构和功能、纳米颗粒的生物相容性及细胞摄取等的影响,指出在进一步的工作中,应注重研究纳米颗粒-蛋白冠对某一具体生物学过程的影响,为设计具有不同生物学应用的纳米颗粒-蛋白冠提供基础.     

八用新纳米颗粒问世

<正>《自然—通讯》上报道了一种可用于8种不同生物医学应用领域的灵活纳米颗粒设计。这项小鼠研究有可能进一步推进个性化纳米医学发展以及特定病人诊疗。纳米颗粒是很有前景的疾病诊疗工具,并逐渐进入临床领域。但在每次应用中,通常都要对纳米颗粒加以调整和优化,从而限制了单个纳米颗粒结构的用途。美国萨克拉门托加州大学戴维斯分校癌症中心Kit Lam及其同事报告了一种基于单一化学结构单元的简单纳米颗粒设计——纳米卟啉。这种纳米颗粒非常灵活,能实现8种不同的生物医学应用,但     

脉冲激光制备发光碳纳米颗粒

利用毫秒脉冲激光辐照石墨悬浮液制备了超细碳纳米颗粒, 经过有机聚合物PEG 2000N的表面修饰, 碳纳米颗粒发出了较强的可见光, 并具有双光子激发的特征. 利用硫酸奎宁作参比, 测得碳纳米颗粒的荧光量子产率为6.3%. 石墨颗粒通过吸收激光能量快速升温并升华, 形成了大量的碳蒸气; 在周围液体介质的冷却下, 通过凝聚形成了碳纳米颗粒. 由于尺寸量子限制效应, 经过有机聚合物修饰后, 碳纳米颗粒表面产生了能量势阱, 导致了碳纳米颗粒的可见光发射. 发光的碳纳米颗粒具有无毒、化学惰性和良好的生物相容性, 在生物医药领域具有重要的应用价值.     

聚合物胶束作为药物载体的研究进展

聚合物胶束是具有疏水核心和亲水壳的自组装纳米颗粒.作为一种新型的药物载体,聚合物胶束具有载药范围广、结构稳定、体内滞留时间长、毒副作用小等特点.可以通过肿瘤组织的高通透性和滞留效应被动地富集在癌组织中,也可以通过修饰聚合物胶束的表面基团来实现药物靶向给药.本文总结并分析了聚合物胶束作为药物载体的研究进展,包括聚合物胶束的功能特点、制备、应用和药物的包载.     

单纳米颗粒在超微电极上的碰撞电化学分析：微电极和纳米管电极

纳米颗粒的功能与其尺寸、电荷密度和表面化学性质等密切相关,因此研究其内在关系至关重要。近年来,基于纳米颗粒碰撞的电化学方法可以实现对单个纳米颗粒的尺寸、浓度和聚集状态快速检测,进而有效区分纳米颗粒的个体差异和探索单个颗粒活性-结构之间的关系。鉴于电极的尺寸、形状对单颗粒碰撞结果存在显著影响,本文将重点介绍不同颗粒（金属、半导体和绝缘体）与传统超微电极和纳米管电极之间的碰撞行为,并基于目前纳米电化学碰撞技术的不足,展望未来纳米电化学碰撞技术的发展方向。     

量子化尺寸纳米颗粒及其在生物体系中的作用

本文从胶体化学与物理化学的角度介绍了纳米颗粒的尺寸量子化效应。介绍了作者所进行的纳米颗粒在生物体系中的应用工作。纳米颗粒金和二氧化硅能显著地提高葡萄糖氧化酶的生物活性。纳米颗粒金能提高视黄醛仿生膜的光电响应电流和寿命。作者用纳米颗粒的吸附浓集效应、吸附定向效应、和量子尺寸效应来解释这些效应     

毫纳结构复合材料的制备、协同效应及其深度水处理应用

纳米材料具有较高的比表面积和较强的表面效应,在水处理领域展现出优异的净污性能,具有广阔的应用前景。将纳米颗粒负载于毫米级载体中制备毫纳结构复合材料,可有机结合纳米颗粒的高反应活性与载体的良好操作性,是突破纳米材料易聚团失活、难分离、稳定性差、潜在环境风险等工程应用瓶颈并实现规模化应用的重要技术手段。本文综述了毫纳结构复合材料的制备方法、结构特性及其在吸附和催化氧化除污性能及机制方面的研究进展,并从纳米颗粒的限域生长、限域吸附特性和限域催化氧化特性等方面阐述限域效应及载体-纳米颗粒的协同净污效应。最后,针对目前毫纳结构复合材料方向亟待解决的科学问题和实际应用挑战提出了展望,以期为推动纳米材料的实际应用提供一定的理论指导和技术参考。     

两亲性双硫键双菁染料的合成及谷胱甘肽响应荧光性质研究

菁染料具有优秀的光学性质,常用于肿瘤组织的实时可视化荧光成像。但普通菁染料成像背景较高,对肿瘤组织的靶向能力差。将菁染料自组装成纳米粒子可使染料形成聚集并实现荧光淬灭（聚集淬灭效应）,降低其在普通组织的成像背景;同时,纳米粒子的高渗透长滞留效应（EPR效应）可提高染料对肿瘤组织的靶向能力。本文设计合成了一种双硫键双菁染料（SO₃Cy7-ss-Cy7.5）,该染料由于两亲性的特性易在水溶液中自组装成纳米粒子,荧光淬灭高达92%;当纳米粒子与谷胱甘肽（GSH）响应后,淬灭的荧光逐渐恢复,最终实现16倍的荧光强度增强。因此,该双菁染料具有良好的肿瘤组织高分辨成像潜力。      

动态变构纳米组装体的设计、合成及生物医药应用

纳米技术对生物医药学的发展具有重要的推动作用.如何构建新型纳米材料,实现其在疾病部位生物功能的最优化,是当今纳米生物医药领域的关键问题.智能型纳米组装体作为一类能够在特定刺激下发生响应性功能转变的纳米材料,在该领域中受到了极大的关注.尤其是在肿瘤等疾病的诊断与治疗中,结合肿瘤微环境特征,设计与合成能够根据体内过程调整结构的动态变构纳米组装体,以达到成像信号放大、治疗效果增强以及安全性提升的目的,为建立智能化诊疗方案提供了新策略.本文主要讨论了纳米组装体的常用制备策略,集中探讨了对内源性刺激响应(pH、酶、氧化还原等)的动态变构纳米组装体在肿瘤诊疗中的应用.     

纳米材料生物效应及其毒理学研究进展

纳米科学与信息科学和生命科学并列, 已经成为21世纪的三大支柱科学领域. 由于纳米材料独特的物理化学性质, 纳米尺度及纳米结构的材料乃至器件, 已逐渐走出实验室, 进入人们的生活. 这些具有独特物理化学性质的纳米材料, 对人体健康以及环境将带来的潜在影响, 目前已经引起科学界, 乃至政府部门的广泛关注. 文中分析综述了几种纳米材料(纳米TiO₂、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管及超细铁粉)目前已取得的部分生物效应及毒理学的研究结果, 包括纳米材料在生物体内的分布、作用的靶器官、纳米材料引起的细胞毒性、细胞凋亡等. 文中还评价了纳米颗粒的生物毒性. 纳米颗粒的尺寸越小, 显示出生物毒性的倾向越大; 尽管碳纳米管是由石墨层卷成的圆筒, 但是根据石墨的安全剂量来外推碳纳米管的安全剂量是不可行的, 碳纳米管的生物毒性远大于石墨粉; 表观分子量高达60万的水溶性纳米碳管, 在小鼠体内却显示出小分子的生理行为; 一种正在研究的磁性纳米颗粒在动物体内显示出迅速团聚、堵塞血管等现象. 纳米材料在生物体内呈现出的这些生理现象, 仅利用现有的知识尚无法解释. 最后还介绍了纳米物质生物效应(包括毒理学, 安全性)研究的部分实验方法; 展望了该新领域今后的发展方向和亟待研究的重要问题.     

纳米酶在抗肿瘤治疗中的应用

纳米酶是一类具有天然酶活性的纳米材料。相对于天然酶，纳米酶有着制备简单，成本低，稳定性高，易于保存等优点。自从2007年，我国科学家阎锡蕴院士首次发现Fe3O4纳米颗粒具有类过氧化物酶活性以来，对纳米酶的研究迅速崛起。纳米酶能够通过模拟天然酶，在生理环境或体内实现催化反应，改善肿瘤微环境，并通过产生活性氧实现肿瘤治疗。