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．     

磁性纳米材料的生物医学应用进展

以四氧化三铁为代表的医用磁性纳米材料具有独特的磁学性能、表面易功能化、良好的生物学相容性等特点,在纳米医学相关领域展现出巨大的应用前景,特别是近年来它作为可介导外场的智能材料,在材料设计和生物医学应用方面均取得了突破性的进展.鉴于此,本文围绕磁性氧化铁纳米材料的生物医学应用,着重介绍近年来其在磁共振影像探针、磁热和磁力效应的生物医学应用、诊疗一体化以及纳米酶催化等领域的研究进展,并对磁性纳米材料在生物医学领域未来的发展方向进行了展望.     

铁科学(Ferrology):充满魅力的新型交叉学科

铁是地球含量最为丰富的元素,为微生物、植物、动物和人类等生命体所必需,对生命维护至关重要;铁离子介导的氧化压力是生命起源的原始动力.铁是血红蛋白、过氧化氢酶和过氧化物酶等众多关键蛋白和酶的活性成分.铁离子是氧化还原体系不可缺少的因子,在新陈代谢、生物催化、呼吸链电子传递、氧气运输、能量维持、免疫调控等方面都发挥重要作用.铁不仅是生命延续的必需元素,也是细胞程序性坏死-铁死亡的必要组分.铁稳态失衡是贫血、血色病、肿瘤、心脑血管疾病、糖尿病等众多疾病发生的关键病因.靶向调控铁离子稳态已成为防治众多重大疾病的有效策略,并有临床新药广泛使用.随着科学与技术的迅猛发展,铁离子对生命与健康的意义远比人类预测的更深远和复杂.近年铁死亡被广泛持续关注,成为全球生命医学十大热点之一.铁死亡和铁代谢的科学研究范式呈现出交叉性、多样化、多领域及集成式发展态势.因此,我们提出“铁科学(Ferrology)”,它是一门以铁元素为生命核心要素的新兴交叉新学科.该学科体系主要探索铁离子驱动生命起源及生命全过程的科学规律,并系统性研究涵盖铁离子从“分子-细胞-个体-群体”多层次到“全生命周期、多维度、跨物种间”个性及...     

纳米疫苗与疫苗用纳米材料

疫苗是一种用于有效预防或治疗多种疾病的生物制品,是遏制新型传染病传播的关键手段.与传统疫苗相比,基于纳米材料与技术制成的纳米疫苗,具有抗原装载效率高、靶向性好、毒性低、稳定性高、给药方式多样等显著优势.近10年来,纳米疫苗的研究与日俱增,具有应用潜力的纳米疫苗与材料不断涌现.根据纳米疫苗所添加抗原及其预防疾病的不同可将...     

纳米材料的应用

陶瓷领域 随着纳米技术的广泛应用．纳米陶瓷随之产生，希望以此来克服陶瓷材料的脆性．使陶瓷具有像金属一样的柔韧性和可加工性。许多专家认为．如能解决单相纳米陶瓷的烧结过程中抑制晶粒长大的技术问题．则它将具有高硬度、高韧性、低温超塑性、易加工等优点。     

纳米材料在污染水体和土壤修复中的应用

纳米材料由于其特有的理化性质,如强的吸附性能、高的催化效率,不仅克服了传统污染水体和污染土壤修复技术的不足,而且表现出更高的修复效率。因此,利用纳米材料对污染环境进行修复已成为当今环境领域的研究热点。本文对纳米Fe0、表面修饰的纳米材料、纳米螯合剂等纳米材料近几年在污染水体和污染土壤修复中的进展进行了归纳和总结,并且对其在环境科学与工程领域应用的研究重点进行了展望。     

来源于海绵的纳米生物硅材料及其相关酶研究进展

水生生物海绵的纳米结构的硅质骨针及其相关酶,在微电子、光纤及生物医学等方面具有诱人的前景,硅生物技术研究的发展有望成为纳米生物技术的一个新亮点。简要综述了海绵骨针的结构、组成及其形态发生过程,骨针合成代谢相关酶——硅聚合酶、骨针分解代谢相关酶——硅分解酶基因的克隆及表达影响因子,海绵骨针硅材料及其相关酶的获得、体外催化活性及潜在应用。     

中国科大利用特殊短肽为癌症的纳米材料诊疗提供新思路

近日,国际著名学术期刊《自然-材料学》（Nature Materials）在线发表了中国科学技术大学生命科学学院温龙平教授研究组题为“Tuning the autophagy-inducing activity of lanthanide-based nanocrystals through specific surface-coating peptides（通过特异性的表面结合肽调控稀土纳米材料诱导自噬能力）”的研究论文。     

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.     

硫化铜纳米粒子在肿瘤成像与治疗中的功能研究进展

硫化铜是一种二价铜的硫化物,可以作为半导体材料,化学式为CuS,呈黑褐色,溶解度极低。硫化铜纳米粒子(Copper sulfide nanoparticles, CuS NPs)是纳米尺度大小的硫化铜。近年来,CuS NPs因其结构的可塑性,良好的光热稳定性、生物相容性、突出的光热及光声转换性能,成为了当今纳米材料医学领域的研究热点,在肿瘤诊断和治疗领域中引起了广泛关注。CuS NPs本身可通过介质鳌合金属离子合成多功能纳米粒子,实现肿瘤多模式诊断,并且在光热治疗研究中体现出突出的治疗效果。本文综述了近几年CuS NPs在肿瘤诊断与治疗方面的研究进展,总结肿瘤治疗中的应用研究方法,对CuS NPs在生物医学领域应用中存在的问题进行分析,为解决实际操作过程所遇到的问题提供参考。