磁性纳米粒子作用于肝癌细胞的生物学效应的研究进展

磁性纳米粒子,是一类智能型的纳米材料,因其特有的性质,被广泛应用于生物医学领域,在肝癌的治疗方面也有大量的实验性研究和成果。研究和探索磁性纳米粒子治疗肝癌的新方法和途径,有着很大的现实意义。本文就磁性纳米粒子作用于肝癌细胞的生物学效应的研究现状和进展进行总结整理,从三个方面进行了综述:磁性纳米粒子直接作用于肝癌细胞,探索磁性纳米粒子的生物相容性、在肝癌细胞的分布方式以及磁性纳米粒子本身对肝癌细胞的生物学效应的影响;磁性纳米粒子协同外加磁场(稳恒磁场、极低频交变磁场和高频交变磁场)作用于肝癌细胞;磁性纳米粒子外加修饰(磁性白蛋白纳米颗粒、纳米磁流体、磁性脂质体等),作为药物载体作用于肝癌细胞。     

纳米级Fe3O4磁性粒子与人肝癌细胞HepG-2及人正常肝细胞L02作用的生物学行为的实验研究

目的:对纳米级Fe3O4磁性粒子与人肝癌细胞HepG-2及人正常肝细胞L02作用的生物学行为进行实验研究。方法:通过化学沉淀法制备粒径为10nm左右的纳米级Fe3O4磁性粒子,观察其表征;将不同浓度纳米级Fe3O4粒子加入培养液分别与HepG-2混合培养检测凋亡坏死率;将相同浓度粒子分别与HepG-2和L02混合培养,对两者作用的差异进行动态观察比较。结果:纳米级Fe3O4磁性粒子能在肝癌细胞HepG-2细胞内稳定存在72小时以上,有良好的生物相容性;透射电镜观察到Fe3O4磁性粒子主要分布于细胞的溶酶体及吞噬泡内。共培养1小时后即有较多的纳米磁性粒子进入HepG-2内,而3小时后才见L02细胞内有少量的磁性粒子进入。结论:此实验结果为磁性纳米粒子与肿瘤细胞微观结构的作用提供了有意义的实验数据,并可能对应用磁性纳米粒子治疗恶性肿瘤提供有价值的依据。     

人脐血CD133细胞的分离及其体外扩增的研究

目的:探讨免疫磁性纳米粒子分离人脐血CD133细胞的方法,了解分离出的CD133细胞在体外短期培养中的变化及其在体外扩增的可能性。方法:通过化学沉淀法制备具有超顺磁性的r-Fe_2O_3纳米粒子,在其表面包裹具有生物亲合性的二氧化硅,并在其表面通过化学修饰使其成为生物功能化的磁性纳米粒子。再通过一定的化学连接方法将单克隆抗体CD133连接到生物功能化的磁性纳米粒子表面使其成为免疫磁性纳米粒子,然后利用自制的免疫磁性纳米粒子从单个核细胞中分离出CD133细胞,并分别对单个核细胞和CD133细胞在体外短期培养中的动态变化进行了初步观察和比较。结果:经免疫磁性纳米粒子分离的脐血中CD133细胞平均数为(5±1．4)×10~7/ml,占单个核细胞数的(3±0．3)%;单个核细胞(对照组)和CD133细胞(实验组)分别进行红、粒系集落扩增培养14天、21天,实验组中两种造血祖细胞集落扩增倍数都明显高于对照组(P＜0．01)。结论:使用自制的免疫磁性纳米粒子能较好的分离脐血中的CD133细胞,分离与纯化出来的CD133细胞不仅细胞活力不受影响,而且与单个核细胞相比具有更强的增殖能力。     

功能化磁性纳米粒子在固定化酶研究中的应用

酶是高效的生物催化剂,在生物技术领域有广泛的应用。然而,不可再生催化的高成本和酶的有效成分分离回收,是实现大规模工业化应用需要解决的关键问题。磁性纳米粒子(magnetic nanoparticles,MNPs)具有优异的磁回收性质。通过设计和制备功能化MNPs作为固定化酶的多功能载体,是解决这一问题的有效途径之一,可为酶的工业化大规模应用提供条件。近年来,功能化磁性纳米粒子在酶的固定化领域基于载体性质、固定化方法和应用有广泛研究。文中重点介绍了近年来各种功能化磁性纳米载体,特别是Fe3O4纳米粒子,在固定化酶中的应用。根据功能化试剂的差异分类,实例讨论了不同功能化修饰的磁性纳米载体对酶的固定化,包括硅烷修饰的磁性纳米载体、有机聚合物修饰的磁性纳米载体、介孔材料修饰的磁性纳米载体以及金属-有机骨架材料(metal-organic framework,MOF)修饰的磁性纳米载体。同时,结合可持续工业催化的发展要求,对磁性复合载体固定化酶的发展前景进行了展望。     

基于超声驱动磁性纳米粒子的肿瘤细胞灭杀

磁性纳米粒子肿瘤热疗技术是目前国际上肿瘤研究的热点.本文提出了一种基于超声驱动磁性纳米粒子(UDMNP)运动进行肿瘤细胞灭杀的新技术,实现磁性纳米粒子的肿瘤治疗.系统研究了肝癌肿瘤细胞HepG2的治疗效果,在一定超声频率下,改变超声功率和超声作用时间,UDMNP具有明显灭杀效果.实验结果显示,较小超声功率下,肿瘤细胞损伤较小,随着超声功率增加,UDMNP对肿瘤细胞表现出明显的灭杀作用.同时,随着作用时间增加,同一超声功率驱动下UDMNP对细胞的灭杀效果也明显提高,光学显微镜观察到细胞形态发生明显变化.本文提出的UDMNP肿瘤细胞灭杀方法的显著优势是减少了化学毒性和有害辐射,是一种物理性机械损伤技术,对促进磁性纳米粒子的临床医学应用有重要意义.     

磁性纳米微粒分离中药蛋白质的实验研究

目的:探讨并研究磁性纳米微粒对不同种生物样品中蛋白质的分离方法及效果。方法:磁性纳米微粒与AEAPS反应后,表面修饰并连接-NH2制成蛋白质分离器,通过氨基与羧基的结合及外磁力作用分离蛋白质。结果:MNP-NH2对BSA的结合呈现直线相关(r=0.9942,p<0.001)。对几种来源不同的生物样品中可溶性蛋白的分离结果显示,各实验组数值与对照组比较,均具有显著性差异(P<0.05～0.001)。结论:MNP-NH2对于分离生物样品中蛋白质具有较好的分离效果对蛋白质活性影响较小。     

荧光磁性纳米粒子标记间充质干细胞靶向胃癌研究

目的:探索一种高效的早期胃癌诊断体系.方法:荧光磁性纳米粒子与间充质干细胞共培养,不同时间点检测干细胞存活率.利用荧光显微镜、普鲁士蓝染色、透射电子显微镜等方法观测干细胞被标记情况;建立裸鼠的胃癌模型,并将标记后的干细胞尾静脉注射入裸鼠体内,14d后用动物成像仪和核磁共振成像仪检测.结果:荧光磁性纳米粒子在低于 100μg/mL浓度下对间充质干细胞没有毒性作用,荧光磁性纳米粒子与干细胞共培养6h后,荧光显微镜、普鲁士蓝染色、透射电子显微镜检测结果显示粒子被内吞后定位于细胞质中,动物实验显示通过检测肿瘤部位的荧光信号和核磁信号,被标记的干细胞能够准确定位到胃癌的发生部位.结论:这种双模式检测体系为胃癌的早期诊断与治疗提供一种新的方法.     

磁性多肽纳米探针的新法制备及其在细胞分离中的应用

通过静电自组装方法,在磁性纳米颗粒表面依次修饰带正电的聚二甲基二烯丙基氯化胺(Poly(diallyldimethylammoniumchloride),PDADMAC)和带负电的聚丙烯酸(Poly(acrylicacid),PAA),获得羧基化的磁性纳米复合粒子。进而将PAA上的羧基在1-乙基-3(3-二甲基胺基丙基)碳二亚胺盐酸盐(1-ethyl-3(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide,EDC)活化下与多肽LyP-1(CGNKRTRGC)上的氨基发生反应,从而使多肽LyP-1成功地连接到磁性颗粒表面,获得的磁性多肽纳米颗粒可靶向分离肺腺癌SPCA-1细胞,但不识别正常人胚肾293细胞。     

磁性纳米颗粒固定化乙醇脱氢酶的研究

本研究采用3-丙氨基三乙氧基硅烷(APTES)和戊二醛修饰包裹有SiO2磁性Fe3O4纳米颗粒表面,将其作为固定化载体固定化乙醇脱氢酶,研究固定化条件对固定化效率的影响,并对固定化酶性质进行分析。研究发现,当Fe3O4@SiO2纳米颗粒修饰上氨基和醛基后依然具有良好的水分散性和胶体稳定性,适合作为固定化载体。通过单因素优化,发现当最适给酶量为11. 3U/100 mg,搅拌转速为150 r/min,固定化p H和固定化温度分别控制在6. 5和5℃～15℃,固定化时长为45 min时,具有较好的固定化效果,固定化率可达到60. 2%。在此条件下制备得到的固定化酶与游离酶相比,固定化酶具有良好的耐高温和耐碱性。所得固定化乙醇脱氢酶在连续使用8次后,固定化率仍保留在57%左右,表明该固定化酶具有较好的操作稳定性,可为连续生产NADH提供技术依据。     

碳包铁纳米粒子作为磁性靶向药物载体的物理性能研究

一种全新的磁靶向纳米药物载体——用直流碳弧法制备的碳包铁纳米粒子,它具有独特的纳米结构,在石墨碳层中完全包裹进铁纳米颗粒,实现在纳米碳包围中的纳米磁性粒子分散状态,其中的纳米碳具有大的比表面积和较高的化疗药物吸附量,达到每毫克吸附160μg的表阿霉素。铁纳米粒子磁场强,靶向效果好,有较佳的磁靶向发热效应,在动物病灶局部放置0.1g碳包铁纳米粒子将能使发热温度平均升到52℃;而将碳包铁纳米粒子均匀与猪肝混合也有明显的产热效果:含量0.4%碳包铁纳米粒子的一组猪肝能将温度升到42℃,而含量0.6%碳包铁纳米粒子的一组猪肝能将温度升到48℃。X射线衍射表明借助于碳的包裹,碳包铁纳米粒子有好的抗氧化性和稳定性。碳包铁纳米粒子有可能作为一种全新的磁性靶向药物载体用于癌症治疗。     

六种藓类植物茎的比较解剖学研究

通过对6种藓类植物,即褶叶青藓(Brachythecium salebrosum(Web.et Mohr.)B.S.G.)、湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum(Lindb.)Kop.)、侧枝匐灯藓(Plagiomnium maximoviczii(Lindb.)Kop.)、大凤尾藓(Fissidensnobilis Griff.)、大羽藓(Thuidium cymbifolium(Doz.et Molk.)B.S.G.)和大灰藓(Hypnum plumaeforme Wils.)嫩茎和老茎的石蜡切片和显微观察发现,同一藓类植株的嫩茎和老茎,茎结构稳定,不同种藓类植物茎横切面具有不同特征.植物体茎横切面形状、表层细胞的层数、细胞大小和细胞壁厚薄、皮层细胞大小和形状、中轴的有无以及比例等特征可以作为藓类植物的分科分类依据之一.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.