荧光碳点在疾病诊治中的应用

荧光碳点作为一种新型的碳纳米材料,凭借其良好的理化性质在纳米技术领域得到了广泛关注。根据结构的不同,碳点可分为石墨烯量子点、碳纳米点和聚合物点。与半导体量子点相比,碳点的细胞毒性更低,环境友好性更佳,而且合成方法也更为简单,价格较低。碳点具有卓越的生物成像和生物传感功能,因此碳点也广泛用于各种疾病的诊治。本文主要聚焦于荧光碳点的分类及其在疾病诊治中的应用。     

医用纳米金属及其氧化物的制备、性能与抗菌应用研究进展

抗生素在临床抗菌中发挥越来越重要作用,然而,其滥用也带来了毒副反应、出现耐药病原、免疫力降低等问题,临床亟需新的抗菌方案。近年来,纳米金属及其氧化物由于广谱抗菌活性而受到广泛关注,纳米银、纳米铜、纳米锌及其氧化物等逐渐应用于生物医用领域。本文介绍了纳米金属材料分类和导电、超塑延展、催化、抗菌等基本性能;概述了物理法、化学法和生物法等常见制备技术;总结了细胞膜、氧化应激、破坏DNA和降低细胞呼吸等4种主要抗菌机理;并综述了纳米金属及其氧化物的尺寸、形状、浓度和表面化学特性对抗菌有效性的影响以及细胞毒性、遗传毒性、生殖毒性等生物安全性的研究现状。尽管目前纳米金属及其氧化物已在医用抗菌、癌症治疗等临床领域得到应用,但诸如绿色制备工艺开发、抗菌机理完善、生物安全性改进以及应用领域拓展仍有待深入探索。     

纳米银神经毒性研究进展

纳米银(sliver nanoparticles,AgNPs)性能优异,在肿瘤的早期诊断和神经系统疾病的诊治中应用广泛。然而纳米颗粒可经多种途径进入中枢神经系统,并可能在神经组织中蓄积,导致神经细胞功能紊乱和神经退行性病变。该综述阐述了纳米银的脑累积效应以及进入中枢神经系统的途径,主要包括嗅神经和血脑屏障途径;阐述了纳米银对中枢神经系统的影响和神经毒性作用机制,为进一步对纳米银的神经毒性作用机制研究及安全性评价提供参考依据。     

内质网在纳米材料毒性效应形成中的作用及机制

随着纳米材料在食品、药物、生物医学等多领域的应用,其在生产使用过程中对人类健康的影响引起了广泛关注.内质网是蛋白质折叠与加工修饰、脂质合成以及Ca~(2+)储存的主要场所,是维护细胞内稳态的重要细胞器.内质网作为纳米材料的主要靶细胞器之一,在纳米材料引起的毒性效应中起重要作用.本文结合近年来国内外相关研究进展,阐述了纳米银(Ag-NPs)、纳米金(Au-NPs)、纳米二氧化钛(TiO_2-NPs)、纳米氧化锌(ZnO-NPs)、纳米二氧化硅(SiO_2-NPs)、富勒烯(C_(60))、单壁与多壁碳纳米管(SWCNTs/MWCNTs)以及石墨烯与氧化石墨烯(GO)等典型纳米材料对内质网结构与功能的影响,并归纳总结了内质网在不同纳米材料诱导的毒性效应中的作用及其异同点.纳米材料可通过引起内质网应激诱导细胞凋亡、炎症反应以及细胞自噬,还可通过激活IP_3信号通路诱导内质网Ca~(2+)释放激活钙依赖的细胞凋亡.纳米材料可在内质网中积累造成结构损伤及功能障碍,还可诱导内质网自噬.     

天然水环境中纳米银的来源、分析与转化

纳米银(AgNPs)作为当前应用最广的金属纳米材料之一,可通过各种途径进入水土环境,对水生生物产生毒性,从而破坏水体生态环境.天然水体成分复杂,纳米银具有纳米材料特殊的理化性质,使得其在水体中的转化过程变得尤为复杂,因此理解纳米银在水环境中的转化与归趋,对于水质管理与生态环境保护极其重要.现代科技的发展为更好地研究纳米银在进入环境中后的溶解、聚凝等一系列转化过程提供了可能.本文概述了环境中纳米银的来源和环境风险,分析了pH、溶解氧、离子强度等环境因素及粒径、涂层等自身因素对其在水体环境中转化的影响,并归纳了对纳米银的粒径、电位及形貌等分析的主要技术手段.最后指出了当前研究中存在的主要不足,并对今后的研究方向进行了展望.     

纳米材料在生物医学检测中的应用

纳米技术的兴起,对生物医学领域的变革产生了深远的影响。纳米材料是纳米技术发展的重要基础,它具有许多传统材料所不具备的独特的理化性质,因此在生物医学、传感器等重要技术领域有着广泛的应用前景。对几类常见的纳米材料包括纳米金、量子点、磁性纳米粒子、碳纳米管和硅纳米线在蛋白质、DNA、金属离子以及生物相关分子检测方面的应用进行综述。     

模板法金纳米簇的制备及其在生物分子检测中的应用

金纳米簇(AuNCs)作为一种新型荧光纳米材料,是由几个到约一百个金原子组成的分子聚集体,因制备简单、光学性质优异以及毒性低等特性,近年来在生物传感领域得到了广泛应用。本文首先对以巯基化合物、树枝状化合物、多肽和蛋白质、寡核苷酸DNA等为模板制备AuNCs的模板法及其优点进行阐述,对AuNCs的紫外吸收、荧光及电化学性质进行介绍,之后重点总结基于荧光AuNCs的生物传感器在生物大分子及小分子检测中的应用,最后对AuNCs应用于生物传感领域所面临的挑战进行分析,并对其应用前景进行展望。     

糖纳米材料的研究进展

纳米材料在电子学、光学、磁学和生物医药等方面有着广泛的应用。在过去的20年,金属纳米微粒已经成功地与多肽、蛋白质和DNA结合,但糖类物质直到2001年才被引入到纳米科学中。糖纳米微粒能够很好地构建类似细胞表面糖类表达的生物细胞模型,成为糖生物学、生物药学、材料科学中十分出色的研究工具。随着研究的深入,糖纳米材料由于其制备简便,具有独特的物理、化学和生物性质,其在生物医学成像、诊断及治疗等方面有着广泛的应用前景。     

纳米生物催化的研究现状和发展态势

纳米生物催化领域包括:(ⅰ)利用纳米技术或纳米材料调控生物催化剂的效率;(ⅱ)直接利用纳米材料或技术实现生物催化功能,并拓展生物催化在非友好环境及疾病诊疗中的应用.纳米生物催化已成为纳米生物学重要的研究领域,主要涉及纳米载体固定化酶和纳米材料人工模拟酶(纳米酶).一方面,可以借助纳米技术或材料所具有的特殊纳米效应来增强生物催化剂的效率和稳定性.另一方面,从模拟酶的理念出发,借助纳米材料自身所具有的催化能力,直接实现对生化反应的催化,这类具有酶学特性的纳米酶被视为新一代人工模拟酶.近年来,基于纳米载体固定化酶和纳米酶技术的纳米生物催化已在疾病诊断和治疗、化工制药、环境处理等领域得到了广泛研究,并展示了其具有重要的应用价值.本文简要综述了纳米载体固定化酶和纳米酶的发展历程及应用进展.     

壳聚糖及其在金属纳米材料制备中的应用

基于来源丰富、独特的理化性质及生物学特性的壳聚糖与金属复合成为纳米材料的研究,引起了研究者广泛的关注。人们利用生物分子或生物有机体合成的金属纳米材料反应条件温和、产物形貌可控、重复性高等特点,结合金属纳米材料的"尺寸效应"与生物分子的自身特性来提高两者的协同功能,进一步拓展研究与应用领域的发展。以下针对近年来壳聚糖、壳聚糖体系金属纳米材料的研制及应用等领域进行简要的总结、评述和展望。