综述——新型纳米生物材料的研发：磁性纳米材料：化学合成、功能化与生物医学应用

磁性纳米材料,由于其独特的磁学性能、小尺寸效应,被广泛应用于生物医学领域．本文总结了磁性纳米材料的化学设计与合成、表面功能化方法,及其在核磁共振成像、磁控治疗、磁热疗和生物分离等生物医学领域的应用进展．     

综述——新型纳米生物材料的研发：纳米酶的发现与应用

自2007年发现四氧化三铁纳米材料具有类似辣根过氧化物酶的催化特性以来,纳米酶研究领域迅速崛起．不同形貌、尺度和材料各异的纳米酶相继出现,同时其催化机制逐渐被认识．由于纳米酶具有催化效率高、稳定、经济和规模化制备的特点,它在医学、化工、食品、农业和环境等领域的应用研究便应运而生．纳米酶的发现,不仅推动了纳米科技的基础研究,还拓展了纳米材料的应用．本文将介绍纳米酶研究领域的最新研究进展．     

上转换纳米材料在生物应用中的研究进展

上转换发光纳米材料(UCNPs)具有荧光寿命长、潜在生物毒性低、穿透深度大、对生物组织损伤小且几乎没有背景光等显著优点,近年来,在光动力治疗(PDT)、生物成像及生物检测等领域已经得到广泛应用.但在应用的过程中存在一些缺陷,如在PDT中UCNPs与光敏剂之间能量转移效率较低、正常组织过热;在生物成像中,荧光强度较弱、光敏剂和激活剂有能量回流、成像模式单一等问题.科研人员针对上述问题研究出了很多解决的方法,如缩短UCNPs与目标物之间的距离、改变照射激光的强度、改变UCNPs的结构、将UCNPs作为新型多功能平台整合成像与治疗于一体等,使部分问题得到了很好的解决.本文重点综述了UCNPs应用在PDT和生物成像中所出现的问题及解决方法,并对UCNPs在生物医学领域的应用发展趋势进行展望.     

综述——基于纳米材料的生物检测与医学诊断技术：贵金属团簇探针用于细胞成像及体外检测

贵金属团簇(noble metal clusters)是近年来新兴的一类荧光标记材料．由于具有物理尺寸小、荧光可调及生物相容性等优异的性能使得其在生物成像及检测领域都有着广泛的应用前景．本文讨论了贵金属团簇的制备和荧光特性,重点论述了其作为标记材料在细胞成像方面及体外检测应用中的研究进展．     

综述——新型纳米生物材料的研发：聚乙二醇化磷脂胶束的纳米结构与功能

梁伟等采用一步自组装法制备粒径在20 nm左右、具有核-壳结构的聚乙二醇化磷脂(PEG-PE)胶束,药物装载后对胶束的粒径无明显影响,但显著提高了胶束的体内外稳定性,被装载的药物主要分布在胶束的核-壳界面处．研究表明药物的理化性质决定了其与载体之间的组装机制及体外药物释放的特性．在不影响细胞膜的完整性及通透性的情况下,PEG-PE胶束通过插膜提高了细胞膜的流动性,进而促进小分子药物的翻转过膜,增加药物的入胞量．与游离药物相比,装载化疗药的胶束可增强药物对肿瘤组织的渗透能力,显著抑制动物皮下移植瘤的生长,延长动物的生存时间．PEG-PE胶束还通过增加药物在淋巴组织中的分布,降低了动物转移模型中的淋巴转移,相应地减少了肿瘤的肺部转移．PEG-PE为美国食品药品管理局(FDA)批准的可用于人体的药物载体材料,具有良好的生物相容性与安全性．因此,PEG-PE胶束作为药物载体具有广阔的发展前景．     

综述——纳米材料在组织工程中的应用：磁性纳米材料在组织工程研究中的应用

磁性纳米材料因其独特的理化性质在组织工程研究中被广泛地应用．本文主要从磁性纳米材料的表面化学活性、磁学性质以及生物应用磁性纳米材料的主要合成方法等几方面,综述了近年来利用磁性纳米材料设计组织工程支架材料的相关研究进展,包括纳米条件下的生长因子及相关基因的包裹和释放、机械力学刺激、干细胞追踪以及细胞图案化．     

综述——新型纳米生物材料的研发：模板法制备羟基磷灰石纳米结构微球及其机制探讨

羟基磷灰石作为人体和动物骨骼的主要无机成分,被广泛应用于人体硬组织的修复和替换．而羟基磷灰石微球因具有比表面积大、流动性好等优点,成为生物医学领域的重要研究对象．本文重点论述了采用软/硬模板合成羟基磷灰石纳米结构微球的方法、原理,以及微球和纳米结构的形成机理．提出了羟基磷灰石纳米结构微球研究中存在的问题,并对其前景进行展望．     

综述——新型纳米生物材料的研发：医学纳米颗粒对类细胞膜作用的仿真研究进展

细胞膜是包围细胞质、维持细胞内部组分动态平衡的一个半透膜,参与细胞黏附、离子传导、信号传导等分子生物学过程．类细胞膜提供了有效的模型研究这些生物学过程,故而分子层面上研究医学纳米颗粒对类细胞膜的作用有助于评估纳米颗粒的生物安全性以及促进纳米颗粒的生物医学应用．本文初步探讨了医学纳米颗粒对类细胞膜作用的仿真研究进展,并在此基础上结合膜生物物理学的研究热点对后续的研究进行了展望．     

聚乙二醇连接荧光Cy5.5构建超小超顺磁性氧化铁成像探针的制备与表征

摘要 目的：以超小超顺磁性氧化铁颗粒为载体通过聚乙二醇连接荧光Cy5.5构建核磁/荧光分子探针并表征。方法：取Cy5.5-NHS荧光粉末溶于二甲基甲砜（Dimethyl sulfoxide,DMSO）溶液,将PEG四氧化三铁颗粒离心超滤之后用磷酸盐缓冲液（Phosphate Buffered Saline,PBS）重悬纳米颗粒改变PEG化四氧化三铁纳米颗粒溶液pH。将配置好的Cy5.5荧光加入到四氧化三铁颗粒中,恒温摇床孵育,通过离心过滤器去除较大铁离子与未结合的荧光,静置后检测水合粒径及Zeta电位,纽麦小核磁检测其驰豫率,CCK-8实验检测其细胞毒性,激光共聚焦显微镜观察探针被细胞摄取情况。结果：合成Cy5.5-PEG-FeO₄探针,透射电镜（Transmission electron microscope,TEM）显示探针粒径为16.8±2.4nm,纳米颗粒的水合径为43.4±17.6 nm,Zeta电位为-18.0 mV。驰豫率为39.5 mM^-1?s^-1,R²为0.98。细胞毒性实验结果显示对细胞有轻微毒性,且毒性与浓度呈依赖性。激光共聚焦结果显示此款探针可顺利被细胞摄取。结论：成功合成Cy5.5-PEG-FeO₄探针。     

综述——基于纳米材料的生物检测与医学诊断技术：功能化量子点在肿瘤活体成像中的应用

量子点表面经生物分子或药物分子修饰而具有生物功能．功能化量子点具有独特的光学性质和生物相容性,在生物医学光学诊断和治疗领域具有广泛的应用．本文简要介绍了功能化量子点制备及修饰方法,综合评述了量子点在肿瘤活体诊断和治疗中的应用,包括活体淋巴结成像、血管动态成像、肿瘤成像和抗肿瘤药物示踪等,讨论了功能化量子点在肿瘤活体诊断和治疗中的应用前景以及面临的挑战．     

GFP标记的肿瘤生长和转移的整体荧光成像

Fugene 6脂质体介导pEGFP-C1转染人源肺癌细胞(SPC-A1),经G418抗性筛选和96孔板有限稀释获得稳定高表达GFP的单克隆细胞株SPC-A1-EGFP。裸鼠腹腔注射SPC-A1-EGFP细胞建立自发转移模型;裸鼠尾静脉注射SPC-A1-EGFP细胞建立实验转移模型。利用整体光学成像系统(wllole-body optical imaging system)对荷瘤鼠整体荧光成像。结果表明,整体光学成像系统可实时非侵入监测腹腔肿瘤生长和扩散过程,通过胸腔皮瓣窗chest—wall skin-flap window)可低侵入检测肺转移。该研究为在体监测原位移植瘤的自发转移和发现抗肿瘤新药物提供了良好实验平台。     

基于上转换纳米材料的免疫检测技术应用

免疫分析法具有简便、快速、准确等特点，广泛应用于医学、食品、环境等领域检测，将免疫分析方法与纳米材料相结合可以提高免疫分析的性能。与传统纳米材料相比，上转换纳米颗粒（upconversion nanoparticles，UCNPs）具有光稳定性好、发光寿命长和狭窄及可调整的发射带等优秀的光学性质，与免疫分析相结合可显著降低背景噪声，提高分析灵敏度。本文简要介绍了UCNPs的发光机制，对UCNPs的合成和表面修饰方法进行了总结，并详细论述荧光共振能量转移、内滤效应、磁分离技术、上转化连接免疫吸附技术和上转换免疫层析技术五种基于UCNPs的免疫检测技术，最后对该技术所面临的挑战和前景进行总结和展望，以期为UCNPs免疫检测技术的发展提供理论指导。     

Fluorescent Nanoparticles for the Measurement of Ion Concentration in Biological Systems

Tightly regulated ion homeostasis throughout the body is necessary for the prevention of such debilitating states as dehydration.¹ In contrast, rapid ion fluxes at the cellular level are required for initiating action potentials in excitable cells.² Sodium regulation plays an important role in both of these cases; however, no method currently exists for continuously monitoring sodium levels in vivo ³ and intracellular sodium probes ⁴ do not provide similar detailed results as calcium probes. In an effort to fill both of these voids, fluorescent nanosensors have been developed that can monitor sodium concentrations in vitro and in vivo.^5,6 These sensors are based on ion-selective optode technology and consist of plasticized polymeric particles in which sodium specific recognition elements, pH-sensitive fluorophores, and additives are embedded.^7-9 Mechanistically, the sodium recognition element extracts sodium into the sensor. ¹⁰ This extraction causes the pH-sensitive fluorophore to release a hydrogen ion to maintain charge neutrality within the sensor which causes a change in fluorescence. The sodium sensors are reversible and selective for sodium over potassium even at high intracellular concentrations.⁶ They are approximately 120 nm in diameter and are coated with polyethylene glycol to impart biocompatibility. Using microinjection techniques, the sensors can be delivered into the cytoplasm of cells where they have been shown to monitor the temporal and spatial sodium dynamics of beating cardiac myocytes.¹¹ Additionally, they have also tracked real-time changes in sodium concentrations in vivo when injected subcutaneously into mice.³ Herein, we explain in detail and demonstrate the methodology for fabricating fluorescent sodium nanosensors and briefly demonstrate the biological applications our lab uses the nanosensors for: the microinjection of the sensors into cells; and the subcutaneous injection of the sensors into mice.     

综述与专论: 核酸适配体在肾癌中的应用

肾癌是泌尿系统最常见的肿瘤之一,发病率呈上升趋势。肾细胞癌作为肾脏肿瘤的主要类型,具有较高的局部浸润和远处转移的频率,约33%~50%的肾细胞癌患者在发现时已发生转移。由于肾细胞癌早期无特异性体征和症状,主要治疗手段是手术切除,对放化疗不敏感,治疗手段有限,因此肾细胞癌的早期诊断能够大大提高肾细胞癌有效治疗的机会,对于肾癌的有效治疗具有十分重要的意义。核酸适配体是通过指数富集的配体系统进化技术（systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX）,从核酸分子文库中得到的寡核苷酸片段,能够选择性地与小分子配体或高亲和力的蛋白质靶标结合,对靶分子或细胞具有较高的亲和力和特异性,目前已广泛应用于肿瘤影像学诊断及靶向治疗中。本文主要综述了与肾癌相关的核酸适配体,并对于适配体在肾癌诊疗中的应用进行了总结和讨论。     

综述——基于纳米材料的生物检测与医学诊断技术：循环肿瘤细胞富集和检测的纳米技术

循环肿瘤细胞(CTC)是肿瘤转移过程中在血液循环系统中存活的肿瘤细胞,该细胞的生成被认为是肿瘤发生转移的必要前提．CTC的存在与否及数量多少是肿瘤预后判断、疗效监控和肿瘤转移评估的一个重要检测指标．近年来,纳米材料、纳米结构表面以及可操控微量液体的微流控技术广泛应用于CTC的富集和检测,本文对CTC富集、检测纳米技术的最新进展进行综述,希望能够为肿瘤的诊断和治疗提供帮助．     

A Synthesis of New Rigid Fluorescent Bichromophoric Probes for Studying Mechanisms of Donor-Donor Energy Migration

Three new fluorescent probes were synthesized for improving the method of studying donor-donor energy migration (DDEM). Each probe has two identical fluorescent 7-diethylaminocoumarin-3-carbonyl groups attached to a rigid bisteroid dodecacyclic spacer through additional inserts. In two probes, the inserts are β-Ala and L-Ser residues, which provide for a different nearest environment of the fluorophores. The third probe has identical β-Ala inserts.__________Translated from Bioorganicheskaya Khimiya, Vol. 31, No. 3, 2005, pp. 331–334.Original Russian Text Copyright © 2005 by Boldyrev, Molotkovsky.     

A Rapid and Convenient Method for in Vivo Fluorescent Imaging of Protoscolices of Echinococcus multilocularis

Human and animal alveolar echinococcosis (AE) are important helminth infections endemic in wide areas of the Northern hemisphere. Monitoring Echinococcus multilocularis viability and spread using real-time fluorescent imaging in vivo provides a fast method to evaluate the load of parasite. Here, we generated a kind of fluorescent protoscolices in vivo imaging model and utilized this model to assess the activity against E. multilocularis protoscolices of metformin (Met). Results indicated that JC-1 tagged E. multilocularis can be reliably and confidently used to monitor protoscolices in vitro and in vivo. The availability of this transient in vivo fluorescent imaging of E. multilocularis protoscolices constitutes an important step toward the long term bio-imaging research of the AE-infected mouse models. In addition, this will be of great interest for further research on infection strategies and development of drugs and vaccines against E. multilocularis and other cestodes.     

含Dsred类似生色团的红色荧光蛋白的发展及应用

自从绿色荧光蛋白(GFP)被发现以来,荧光蛋白在生物医学领域已经成为一种重要的荧光成像工具．随着红色荧光蛋白DsRed的出现,各种优化的DsRed突变体和远红荧光蛋白也不断涌现．其中荧光蛋白生色团的形成机制对改建更优的荧光蛋白变种影响很大,对于红色荧光蛋白而言,大多数的红色荧光蛋白的生色团类型为DsRed类似生色团,在此基础上又出现了Far-red DsRed类似生色团．目前,含DsRed类似生色团的荧光蛋白主要有单体红色荧光蛋白、光转换荧光蛋白、斯托克斯红移蛋白、荧光计时器等．这些优化的荧光蛋白作为分子探针可以实现对活细胞、细胞器或胞内分子的时空标记和追踪,已经在生物工程学、细胞生物学、基础医学领域得到广泛应用．本文综述了含DsRed类似生色团的荧光蛋白的研究进展及其应用,以及由此发展起来的远红荧光蛋白在活体显微成像技术中的应用,并展望了荧光探针技术研究的新方向．