功能性聚氨基酸纳米凝胶

聚合物纳米凝胶具有稳定的三维结构、高载药效率、刺激响应性等特性,在药物递送、基因治疗和生物成像等多个生物医学领域应用前景可期。聚氨基酸纳米凝胶由于其优异的生物相容性、性能易于调节、降解产物安全无毒等特性,在生物医学领域获得了广泛的关注。特别地,具有内源性刺激(例如:还原性、活性氧、pH和酶)或外源性刺激(例如:光和温度)响应能力的功能性聚氨基酸纳米凝胶可通过适度的转变达到药物递送可控的目的。本文系统地介绍了不同功能性聚氨基酸纳米凝胶的制备、应用和面临的挑战。     

磁性纳米粒定量检测技术研究进展EI北大核心CSCD

磁性纳米粒(MNPs)具有独特的超顺磁性和磁操控性,在生物医学领域得到了日益广泛的应用。而磁性纳米粒定量检测技术因其在单分子检测、即时检测等方面展现出的独特优势,也日益为人们所关注。本文重点围绕磁传感器检测技术、磁感应检测技术以及间接检测技术3大类检测方法的原理以及研究进展,结合其生物医学定量检测应用进行了综述。最后展望了磁性定量检测在即时检测领域的应用前景。     

基于CRISPR的生物分析化学技术

CRISPR(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)技术是一种革命性的基因编辑和调控工具,问世之后迅速成为了生物医学领域的前沿热点,广泛用于基因功能研究和治疗。CRISPR具有优异的序列识别性质,核酸切割能力,并且易于编程设计改造,在生物分析化学领域展示出独特的魅力,在病毒检测、临床诊断和单细胞成像分析等方面都取得了突破性进展。目前基于CRISPR技术的检测方法种类繁多,本文综述了CRISPR-Cas分析检测方法的研究进展,并且展望了该技术的发展趋势。     

磁性纳米粒定量检测技术研究进展

磁性纳米粒(MNPs)具有独特的超顺磁性和磁操控性,在生物医学领域得到了日益广泛的应用。而磁性纳米粒定量检测技术因其在单分子检测、即时检测等方面展现出的独特优势,也日益为人们所关注。本文重点围绕磁传感器检测技术、磁感应检测技术以及间接检测技术3大类检测方法的原理以及研究进展,结合其生物医学定量检测应用进行了综述。最后展望了磁性定量检测在即时检测领域的应用前景。     

基于共价有机框架材料的纳米体系在生物医学中的应用

共价有机框架(Covalent organic frameworks, COFs)材料是通过动态共价化学法合成的一种高度有序的多孔晶态有机聚合物。COFs材料具有密度低、比表面积大、孔隙度可调、合成路线简单多样、功能单元和结构可设计、表面及孔道易功能化、物理化学稳定性高等主要特征,在分子吸附与分离、储能、光电、传感、催化、色谱材料、水处理材料和生物医学等方面受到了广泛关注。本文重点综述近年来基于COFs材料的体系在生物检测和成像、药物输送、光学治疗和联合治疗等生物医学领域的研究进展,并总结了目前COFs材料在生物医学领域所面临的挑战和未来的发展机遇。     

生命科学对分析化学的挑战

本文从生命科学的发展,论述了生命科学与分析化学之间密切关系。对生物分析及生命科学前沿领域中热点生物大分子分析(核酸、蛋白质等),生物小分子分析(神经传递物质多巴胺和儿茶酚胺等),生物医学分析(临床分析、生物无机分析等)进行了评论。     

金纳米粒子的表面修饰及生物应用进展

近年来纳米材料被广泛应用于生物医学、航空航天和精细化工等领域。构成纳米材料的纳米粒子具有小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等性质。其中金纳米粒子由于其独特的荧光特性、良好的生物相容性和表面等离子共振等性质,被广大科研人员进行深入研究。例如,在生物医学领域,科研人员构建了一系列新型的金纳米比色传感器、光学探针及各类载药体系等。然而,目前金纳米粒子仍存在水分散性差、肾清除效率低和量子发射产率低等问题,限制了其广泛应用。因此,研究人员对金纳米粒子表面进行多样化修饰,从而能有效克服上述缺点。本文就目前主流配体表面修饰金纳米粒子的研究进展进行了详细总结,着重介绍了功能化金纳米粒子在生物成像、生物检测、生物治疗三方面的应用,最后对金纳米粒子的临床治疗机制的探索以及商业化的应用进行了展望,希望能为相关领域的研究者们提供新思路。     

水滑石(LDHs)及其衍生物在生物医药领域的研究进展

生物医学涉及到人类健康相关的多个领域:临床医疗、公共卫生、医药研发等多个方面.其中在医药研发领域,基于插层结构的纳米药物载体的研发已经成为重要发展方向之一.水滑石(LDHs)及其衍生物具有成本低、合成简单、载药高效、细胞膜透过率高、生物相容性好、易降解等优点,在生物医药领域得到了广泛关注.本文主要介绍了LDHs及其衍生物的制备方法,以及在抗菌治疗、生物成像和肿瘤治疗等方面的应用.此外,还简述了LDHs材料的规模化生产方法和现状,进一步分析了LDHs的实际应用前景.最后,对LDHs材料在生物医药领域的未来发展方向进行了展望.     

金属有机框架-核酸复合材料的构建及其在荧光生物医学传感中的应用

金属有机框架材料(metal-organic frameworks, MOFs)是一类由无机金属节点和有机配体自组装而成的新型多孔材料,因其具有可定制的结构和功能、大的比表面积及多功能化位点等诸多优点,在生物医学、生物传感等领域应用广泛.此外,核酸分子以其特有的分子识别和灵活的可编辑性,近年来在靶标识别、分子检测领域取得了令人瞩目的成就. MOFs与核酸的有机整合能够有效扩展两种单体的功能及应用范围,目前已成为化学及生物医学等领域的研究热点.本文综述了近年来MOFs-核酸复合材料荧光生物传感器的构建及其在生物医学领域中的应用进展.首先介绍了MOFs-核酸复合材料传感器的构建方法;其次,根据MOFs所发挥功能的不同,分别从基于荧光淬灭、发光以及刺激响应三大方面对MOFs-核酸复合材料在荧光生物医学传感中的应用进行了分类概述;最后分析了该研究领域目前面临的挑战,并对其未来发展进行了展望.     

二维过渡金属硫族化合物在生物医学中的应用

二维过渡金属硫族化合物(TMDs)是继石墨烯纳米材料发展之后一类新型的二维纳米材料. 由于其特殊的物理化学性质, TMDs二维纳米材料在能源、光电器件、催化反应等多个领域引起了人们广泛的研究兴趣. 近年来这类材料在纳米生物医学方面也得到人们广泛的关注. 这篇综述简单介绍TMDs二维层状纳米材料的制备、表面修饰、生物成像、肿瘤治疗和毒理学研究, 并对二维TMDs纳米材料未来在生物医学领域的发展做出展望.     

新型二维材料MXene在生物医学的应用

MXene是一类新型的二维过渡金属碳化物和氮化物的总称,通式为M_{n + 1}X_nT_x(n = 1~3),其中M为前过渡金属元素,X为碳或氮元素,T指键合在该材料表面的氟基、羟基或氧基等活性官能团。该类材料具有超薄的结构和出色的物理化学(电子、光学、磁性等)特性,从而吸引了各领域研究人员的广泛兴趣。目前,MXene在生物医学领域的应用逐渐拓展。这主要是由于其大的表面积和在近红外区域的强吸收,加之其可以通过容易的表面修饰与多种分子或者纳米颗粒结合。在这篇综述中,我们总结了MXene在生物医学应用中的最新进展。文章首先介绍MXene的相关制备方法和表面改性手段;之后重点围绕其独特的理化性质,依次介绍该材料在抗菌材料、生物成像、肿瘤诊断治疗和生物传感等生物医学领域中的应用进展;文章最后总结讨论了MXene在生物医学应用方面面临的挑战和新机遇。预期超薄MXene及精巧设计的纳米复合物将成为多种生物医学应用的最有吸引力的生物相容性无机纳米平台之一。     

多功能金属石墨纳米囊的生物医学应用进展

多功能金属石墨纳米囊由于其良好的稳定性和独特的理化性质, 在生物医学领域受到了广泛关注. 利用石墨烯外壳独特的拉曼散射特征峰作为拉曼标签或者内标, 结合等离子体纳米核优异的表面增强拉曼散射(SERS)和双光子发光(TPL)性能, 可实现SERS生物分析以及肿瘤细胞或组织的Raman/TPL双模成像. 利用表面积大的石墨烯外壳作为药物负载平台, 结合等离子体纳米核的近红外光吸收能力, 可实现光介导的病原菌杀灭以及肿瘤细胞或实体瘤的热疗与化疗的协同治疗. 此外, 利用石墨烯外壳优异的荧光猝灭性能, 还实现了生物分子的荧光检测; 利用磁性纳米核独特的磁学性能, 可实现生物样品的分离和富集、 细菌的原位磁共振成像检测以及磁靶向胃部口服药物的递送. 本综述首先介绍了金属石墨纳米囊的制备、 分类和性质, 然后概述了它们在生物检测、 生物成像和治疗3个方面的应用进展, 并进一步总结了它们的发展现状包括生物毒性和生物医学应用的优缺点, 最后对其在生物医学领域的发展方向做出了展望. 我们期望多功能的金属石墨纳米囊能够为今后的临床生物医学应用提供可靠的纳米平台.     

聚噻吩及其衍生物在生物医学领域的应用

做为导电聚合物(CPs)中的重要一类,聚噻吩及其衍生物在电学和光学上显示出了同金属和无机半导体相似的性质.同时也显示出了不同于一般聚合物的特殊性质,如合成和处理容易等.本综述概述了近二十年来聚噻吩及其衍生物的研究进展,包括聚噻吩及其衍生物的合成、性质,以及其在生物医学领域,包括在神经探针和生物传感器中的应用.其中,对聚噻吩在神经探针方面的应用做了重点阐述.本文还对今后聚噻吩及其衍生物在生物医学领域的研究提出了一些具有挑战性的问题.     

聚乳酸类医用生物降解材料的研究进展

聚乳酸由于其突出的优点如生物相容性好、降解产物对人体无毒而倍受重视,并且在生物医学领域的应用中获得了很好的效果。本文对聚乳酸的合成及在医学方面的应用作了总结和评述,并对其在生物医学领域的应用前景作了进一步展望。     

单原子催化剂的生物医学应用

单原子催化剂(SACs)具有100%的原子利用率及充分暴露的原子金属活性位点,其催化活性和选择性更具优势,已广泛应用在化学、能源及环境等领域.近年来, SACs在生物医学领域也引起了广泛关注.本文综述了SACs在肿瘤治疗、抗菌、抗氧化和生物传感等生物医学领域的应用及研究进展,并简要总结了SACs未来应用的挑战和机遇,为合理设计多性能的SACs提供了可行策略.     

亲和型生物传感器在生物医学上的应用进展

近年来,生物传感器与纳米技术、流动注射和微流控等新技术的结合,获得了蓬勃而迅速的发展。 亲和型生物传感器是基于生物分子之间的特异的亲和性,即生物活性物质对底物的亲和与键合而建立起来的一种新型传感装置。 它具有特异性好、灵敏度高、成本低、能在复杂的体系中进行在线连续监测等优点,进而在生物医学领域,对生物医学标记物、核酸、蛋白质、病毒、细菌及毒素的检测、药物作用机理的研究、临床用药筛选等方面有着广泛的应用。 本文从光学、电化学、石英晶体微天平传感、表面等离子体共振等几个方面对近年来亲和型生物传感器,特别是用于检测肿瘤标记物的免疫传感器和基于核酸适体的生物传感器在生物医学领域的测定原理和应用现状进行了评述,并对其发展趋势进行了展望。     

MXenes的制备及其光热性能在癌症治疗中的应用

近年来，过渡金属碳化物和氮化物(MXenes)作为一种新型二维材料以其独特的晶体特征和结构特性受到越来越多的关注，尤其是在能源、催化、生物医学等领域得到广泛应用。MXenes独特的晶体结构和表面特性赋予其优异的电子、光学、磁性等理化性能。此外，MXenes较大的比表面积和较高的光热转换效率，使其在生物医学领域尤其是肿瘤治疗方面得到大量应用。本文主要介绍了MXenes的合成方法和光热特性，重点总结分析了MXenes的光热性能在癌症治疗中的应用等研究进展，并提出了MXenes在癌症治疗中存在的潜在挑战和前景。     

电活性导电聚合物在生物医学中的应用

以聚吡咯、聚噻吩和聚苯胺为代表的电活性导电聚合物(electroactive conducting polymers,ECP)已成为生物材料、组织工程及临床医学领域关注的焦点.目前研究主要集中在生物相容性、细胞及组织工程、蛋白质分离、DNA吸附修复、可控药物释放、生物传感器、神经探针等方面.ECP在神经细胞、脑细胞、心肌干细胞再生和功能调节,定向诱导组织器官的再生修复方面具有潜在的应用前景.本文主要综述了聚吡咯(PPy)和聚苯胺(PANi)在生物医学领域的研究进展,和电刺激对细胞生长和干细胞分化的影响,并建议了一些前景可观的相关研究方向.     

多功能脱氧核酶用于生物医学分析的研究进展

脱氧核酶(DNAzymes)是一类人工合成的通过指数富集式配体系统进化技术(SELEX)筛选得到的具有催化功能的单链DNA分子. 由于DNAzyme具有易于合成和修饰、 化学结构稳定及催化活性高等优点, 近年来在生物传感和医学诊断领域备受关注. 对DNAzyme的活性进行调控是挖掘其多方面应用潜能的关键, 灵活的活性调控方式将促进DNAzyme在不同领域的应用. 本文综合评述了一些调控脱氧核酶活性的主要方法, 并对其在生物医学分析领域方面的应用进行了简要介绍.     

生物可降解聚乳酸的改性及其应用研究进展

综述了近年来国内外关于生物可降解材料聚乳酸(PLA)通过共聚、共混、增塑和复合等方法得到聚乳酸改性材料的研究进展,以及对其在生物医学领域、纺织领域和包装领域中的应用作了广泛而深入的总结和评述,并预示了聚乳酸材料的研究开发前景。