微生物应用于纳米生物合成技术研究进展

基于发展纳米材料"绿色合成技术"重要性,生物合成纳米材料已成为纳米合成技术研究热点。微生物具有廉价、易培养、繁殖快等优点被应用于多种纳米材料的生物合成研究,成为生物合成纳米材料的重要生物类群。本文综述了细菌、放线菌、酵母菌以及真菌等微生物应用于纳米生物合成技术的发展;着重评述了纳米材料微生物合成生物方法、纳米材料微生物合成相关机制、纳米材料形貌和尺寸微生物调控合成方法以及应用研究进展;并对纳米材料微生物合成技术未来发展趋势进行了展望。     

纳米载体固定化脂肪酶及其在生物柴油转化中的应用进展

随着全球能源需求量的不断上升和日益加剧的环境压力,固定化脂肪酶在可持续生物柴油合成中的应用受到广泛关注。纳米材料,包括纳米粒子(磁性和非磁性)、碳纳米管和纳米静电纺丝,具有比表面积大、结构稳定、易于功能化修饰等优势,是固定化脂肪酶领域的重要载体之一。综述了纳米材料作为载体在脂肪酶固定化中的应用,重点介绍这类生物催化剂在生物柴油合成中的最新进展,并对纳米材料固定化脂肪酶发展前景进行展望,旨在为固定化脂肪酶的研究和工业化应用奠定基础。     

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．     

银纳米粒子的生物医学应用研究进展

银纳米粒子作为一种新兴的功能纳米材料,在生物医学领域有着广泛的应用。本文首先对银纳米粒子的合成方法进行简要的综述,然后对银纳米粒子的光学性质及其在光学成像和检测方面的研究进行介绍,最后重点综述银纳米粒子在生物医学方面的应用,特别是人们日益关注的生物安全性研究现状。     

纳米材料在蛋白质分析中的应用

纳米材料因具有易与蛋白质结合而不影响其生化性质,可用于多种中间体的合成,可与酶、抗体结合而提高其性能等独特的优势而在蛋白质分析中得到了广泛的应用,尤其是与生物技术结合后,对纳米材料在蛋白质分离、富集和检测等方面的作用的研究已成为当前的热点。本文综述了纳米金、石墨烯、碳纳米管和碳纳米球在蛋白质分析中的应用,并对其未来的发展前景进行了展望。     

光及光热纳米材料在生物传感、药物靶向运输和生物成像中的应用

纳米材料是纳米科学技术的重要发展方向之一。纳米材料的结构赋予了其独特的光学性质,纳米尺寸方便其经EPR效应或表面修饰靶向肿瘤组织,并且部分纳米材料可吸收外部光源能量,将其转化为热能。因此,纳米材料在光学传感器、生物成像、药物靶向运输及肿瘤光热治疗中的应用十分广泛。综述主要分类介绍了光学纳米材料和光热纳米材料的优异特性,阐述了其在以上领域中的应用;最后,对纳米材料未来的发展作出了展望。     

医用金属及金属氧化物纳米材料的毒性研究

随着纳米科技的发展,纳米材料在各领域的应用日益增多。金属及金属氧化物纳米材料因其独特的物化性质,为多种疾病的诊治提供了崭新的解决途径。其中,贵金属金、银及应用最为广泛的铁所形成的纳米材料在医学领域应用甚广。纳米金及纳米银具有优异的抗菌效能,广泛用于伤口敷料、化妆品、食品等的制造中。除此之外,纳米金、纳米银及含铁的磁性纳米颗粒也用于疾病诊治方面,如肿瘤的诊断和治疗、生物传感器、生物成像等。但是,大部分金属纳米材料可对机体产生不良作用,因而了解金属纳米材料的毒性显得非常重要。为了在医学应用中更有效地利用金属纳米材料,必须探究其大小、表面化学、特殊性质及毒性。本文总结了这几种金属纳米材料的医学用途,概述了它们的体内外毒性,并分析了可能的毒性作用机制。     

磁性纳米磁珠在微生物学检测中的应用

磁性纳米材料因具有磁响应性和可修饰等特点,被广泛地应用于生物技术各领域。本文介绍了磁性纳米材料的主要合成方法和表征,对其在生物医学领域的应用,特别是在微生物检测中的应用进行了综述。     

基于微生物生物合成纳米颗粒机制的研究进展

纳米粒子的合成方法多种多样,包括物理法、化学法和生物合成法,其中生物合成法是以生物为基体的绿色合成方法。由于微生物易于培养、生长快、廉价易得,已成为纳米粒子生物合成法的重要生物类群。微生物和纳米材料的多样性决定了其合成机制的多样化。本文结合国内外的科研报道,着重介绍了目前纳米粒子生物合成机制,并对纳米粒子微生物合成技术未来发展趋势进行了展望。     

纳米生物技术在医学中的应用

近年来纳米材料和纳米生物技术在临床治疗及临床诊断方面的应用越来越广泛,纳米药物、纳米医用材料、纳米芯片技术、体外诊断试剂逐渐开发并取得了重要进展。主要从纳米医疗和纳米诊断这两方面对纳米材料和纳米生物技术的现状及其发展前景进行了阐述。     

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.     

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．     

细胞对纳米材料的胞吞及其胞内定位相关机制的研究进展

纳米材料具有独特的理化性质,其在纳米生物医药技术中得到广泛的研究,有着良好的应用前景。纳米材料的尺寸分布在纳米级。使其入胞途径和转运方式与一般尺寸的物质略有不同。细胞可通过网格蛋白介导胞吞、陷窝小泡介导胞吞、吞噬作用和巨胞饮等胞吞方式摄取纳米颗粒。吞噬的方式及后续的转运和定位受细胞的类型、状态,以及纳米颗粒的理化性质如元素组成、尺寸、形状、电荷、表面修饰等多种因素共同影响。     

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。     

关于纳米二氧化硅毒性研究中实验方法问题的探讨

纳米二氧化硅在生产生活各个领域均有广泛的应用前景,人们暴露于纳米二氧化硅的机会越来越多,其毒性作用也受到了广泛关注。大量关于纳米二氧化硅毒性作用的研究已经开展,但目前依然没有国际公认的关于纳米材料毒性的评价标准,各个研究组因所用实验方法的不同导致研究结果相互不能比较、借鉴,甚至出现研究结论互相矛盾。本文就纳米二氧化硅毒性研究中实验方法的问题进行探讨,旨在为更科学、准确地评价纳米二氧化硅的毒性作用提供理论基础。     

纳米酶的抗菌作用及其机制研究进展

抗生素类药物的发现和使用给人类提供了抗击细菌感染的强大武器。但是,抗生素长期使用导致的细菌耐药问题限制了其在临床上的应用。开发新型的基于纳米酶(Nano-Enzyme)的新型抗菌剂为解决上述问题提供了新思路。将纳米酶可以归为两大类:一类是酶和纳米材料的复合材料;另一类是纳米材料本身具有类酶活性。因为银(Ag)纳米粒子是历史最悠久且研究最广泛的纳米抗菌剂,而且其抗菌机制多样化,因此将Ag纳米粒子的抗菌机制和最新进展单独论述。纳米抗菌剂可以组合多种抗菌机制协同抗菌,从而提高其抗菌性能。因此,在这篇综述中系统介绍了Ag纳米粒子和上述2种类型纳米抗菌剂的最新研究进展和抗菌机制,重点介绍了纳米材料的物理性质对抗菌活性和生物安全性的影响。最后,该综述还强调了该领域目前面临的问题和挑战,并对该领域的发展前景进行了展望。     

生物基分子介导纳米金属材料的制备及其应用

纳米金属材料具有纳米晶强化效应、光吸收率大、较高的表面能和单磁畴性能等优点,因其在医药、化学催化、抗菌抑毒等方面发挥着越来越重要的作用而受到人们广泛关注。近年来,随着全球石化资源消耗与日俱增,环境污染加剧,基于可再生资源的生物基分子介导纳米材料的制备研究方兴未艾。生物基分子是指直接或间接来源于生物质的小分子或大分子物质,它们多数具有生物相容性好、低毒、可降解、来源广泛、价格低廉等优点。且由于生物基分子多数具有独特的理化性质,如具有生理活性的旋光性、酸碱两性、亲水亲油性以及易与金属离子络合等,其介导合成的纳米材料还兼具其独特功能性,比如消炎、抗癌、抗氧化、抗病毒以及降血糖血脂等,进一步拓宽了纳米金属材料的应用领域。文中对近年来基于生物基分子介导纳米金属材料的制备及应用进行全面综述,为开展相关研究提供参考。     

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.     

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。     

铁蛋白纳米颗粒应用于生物医疗领域的研究进展

在漫长的进化过程中,生物系统中出现了多种多样的纳米粒子。其中铁蛋白纳米粒子广泛存在于所有生物体内,是参与生命活动的重要功能蛋白。近年来,铁蛋白自组装纳米粒子特殊的理化性质使其在生物医学领域应用中呈现出巨大的优势和应用前景。铁蛋白纳米笼的应用主要包括微量血清铁蛋白的临床检查、作为营养物质补充机体铁需求、纳米生物材料平台和纳米材料的生物呈递等。综述了铁蛋白纳米粒子在疾病诊断与治疗以及药物呈递与疫苗开发上的应用,并对铁蛋白纳米粒子在生物医学领域的应用前景进行展望。