纳米与粉体材料

智利开发出可用于癌症诊断的新型纳米材料 智利塔尔卡大学4月14日宣布，该校研究人员在运用纳米技术诊断癌症方面取得新的突破，他们研发出的一种新型纳米复合材料可用于癌症的早期诊断。     

具有自组装纳米结构的AIE光敏剂用于增强光动力治疗（英文）

基于具有聚集诱导发光(AIE)性质的2,3-双(4’-(二苯基)-[1,1’-联苯]-4-基]富甲腈(BDBF)分子,制备了三种纳米结构并用于图像引导光动力学治疗(PDT).普兰尼克F127可包封BDBF形成常见的球形纳米粒子(F127@BDBF NPs),该纳米粒子可发射红色荧光,荧光量子效率(FQY)为9.8%.此外, BDBF也可在水中自组装成纳米棒(BDBF NRs).与F127@BDBF NPs相比, BDBF NRs呈现出较强的橙色荧光,具有较高的荧光量子产率(23.3%),以及基本相同的单线态氧(1O2)产生能力.利用F127对BDBF NRs进行进一步修饰可得到BDBF@F127 NRs,该纳米粒子仍然保持了棒状形貌和较好的1O2产生能力.同时,与溶解态的BDBF相比,三种纳米结构的单线态氧产生效率增强.这些纳米结构在水溶液和生理条件下具有良好的稳定性.细胞的光毒性实验表明,三种纳米结构均能有效抑制肿瘤细胞增殖.因此,通过简单的自组装方法制备高荧光量子效率和较强单线态氧产生能力的纳米结构可作为一种有效的途径来增强光动力.     

百名专家启动百项纳米生物技术课题研究

纳米生物技术,是目前国际上竞相研发的关键性前沿技术之一。这一高新技术在生命医学上的应用,是通过纳米尺度研究生物大分子的精细结构及其与生命体功能的关系,获取生命信息的。研究表明,运用该技术可以制造出分子机器人,利用它可对身体各部位进行更准确的检测、诊断和治疗,还可以研发出纳米药物制剂,为癌症治疗开辟新途径。     

内源性双miRNA触发响应的DNA纳米结构动态自组装用于原位递送siRNA（英文）

通过多重miRNA触发的原位siRNA递送治疗策略可以有效提高对癌细胞的精确治疗.基于DNA纳米结构的可编程性、特异性分子识别、易于功能化修饰和良好生物相容性的特点,我们设计了一个3D DNA纳米治疗平台,用于实现双miRNA触发响应的siRNA原位递送.这种3D DNA纳米结构(TY1Y2)是由DNA四面体支架、两组Y型DNA(Y1和Y2)和EpCAM核酸适体通过自组装构建而成的.TY1Y2被特异性内化至靶标癌细胞后,能够被两个内源性miRNA (miR-21和miR-122)触发,从而产生强的荧光共振能量转移信号,用于双miRNAs成像.同时,治疗性的siRNA (siSurvivin和siBcl2)也可以通过链置换反应从TY1Y2中产生并进行原位释放,实现癌细胞的协同基因治疗.这种3D DNA纳米结构将内源性生物标记物的特异性成像和治疗性基因的原位递送整合为一个多功能纳米平台,在癌症诊断和治疗方面显示出广阔的应用前景.     

结构DNA纳米技术:利用链霉亲和素-生物素相互作用增强DNA纳米结构的稳定性(英文)

实现纳米尺寸物体的合理设计与组装是纳米技术与精密工程的主要目标之一.DNA因其双链相互作用和螺旋几何构型的可预测性而使其成为构建纳米尺度结构的优秀建筑基元.DNA纳米结构在溶液状况改变时易分解.为提高DNA纳米结构的稳定性,一个链霉亲和素-生物素复合单元被引入到该纳米结构中.凝胶测试与熔点测试均证实链霉亲和素-生物素复合有助于提高DNA纳米结构的稳定性.该方法可广泛用于解决结构DNA纳米技术中的类似问题.     

异质结材料用于肿瘤诊断与治疗的研究进展

癌症是目前全球范围内引起死亡的主要疾病之一,受到人们的高度重视.然而传统的癌症治疗方法仍存在许多缺陷,严重影响了癌症治疗效果并给患者带来了许多不利影响.随着纳米材料的发展,光动力疗法(PDT)和光热疗法(PTT)等新型治疗方法有效弥补了传统治疗方法的不足.其中,将不同成分的纳米半导体材料组合成一个纳米结构的异质结在光动...     

作用于线粒体和细胞核的聚合物纳米材料及其在化疗/光热治疗联合抗癌中的应用

开发本身即具有线粒体靶向能力的亚细胞精准纳米诊疗试剂对于改善癌症治疗效果具有重要意义.本文使用可靶向癌细胞表面过度表达的CD44抗原的透明质酸、胆固醇-聚乙二醇-氨基和可作用于线粒体的花菁类染料IR825-NH2,构建了一种可实现光热治疗的自组装纳米材料(HA-IR825-Chol).相较于游离的IR825-NH2,该结构具有更好的光稳定性、更高的光热转换效率和对癌细胞的识别能力.HA-IR825-Chol可以有效靶向细胞线粒体,并可以在近红外激光照射下诱导线粒体损伤.此外,我们通过疏水作用包裹了化疗试剂10-羟基喜树碱(HCPT)(所形成的药物命名为HAIR825-Chol/HCPT).相关实验结果显示,包裹于纳米材料后HCPT被细胞摄取的效率显著提高,并能够同时分布于线粒体和细胞核中,从而诱导线粒体中细胞色素c的释放和细胞中cleaved caspase-3的上调,最终促进细胞凋亡与死亡.另外,HA-IR825-Chol/HCPT优异的体内肿瘤靶向能力为光化疗联合治疗消除肿瘤提供了必要保证.该工作实现了定位于线粒体的精准亚细胞药物递送,并发展了利用胆固醇提高药物摄取速率和效率的策略,预期将为提高纳米药物抗癌效果提供借鉴.     

催化剂附着碳纳米管可提高药品合成效率

日本微生物化学研究所研究人员通过将催化剂附着在碳纳米管上，大幅提高了催化剂性能，并使此前只能使用一次的催化剂可回收利用。该所科学家说，该技术有望提高药品合成效率，使一些昂贵药品的生产成本大幅下降，例如癌症治疗药物易瑞沙。在试验中，研究小组已经利用这种新方法高效合成了有望用于治疗高血脂的化合物。研究人员向混有碳纳米管的溶液中加入催化剂，使催化剂聚集在碳纳米管的缝隙中，形成数十纳米至两百纳米（1纳米为十亿分之一米）的团块。由于催化剂分散在碳纳米管的缝隙中，表面积变得很大，促进化学反应的效率是以前的6倍。此外，吸附在碳纳米管上的催化剂团块可以被过滤，从而能被回收利用。     

基于上转换荧光共振能量转移检测

设计了一种基于分子信标的新型生物检测模型,以上转化发光纳米粒子(UCPs)作为FRET能量供体,利用分子信标茎环结构的优势,有效减小供受体之间距离,从而增加FRET能量转移效率,提高猝灭效率和生物检测灵敏度,并将该模型用于目标DNA和凝血酶检测,得到了令人满意的结果。此外,将这种灵敏且结构简单的模型用于复杂基质中凝血酶的检测,显示出UCPs优越的抗干扰性能。     

科学家发现铁纳米颗粒有助于治疗癌症

正据俄罗斯"Informing"新闻网9月27日消息,科学家在《影响因子》发表观点称,铁纳米颗粒有助于治疗癌症。此前,美国利用铁纳米颗粒研制出一种药物,将被用于治疗贫血。科学家在检测其是否存在副作用时发现,铁纳米颗粒可促使巨噬细胞对癌症产生影响。巨噬细胞是人体免疫系统中清除"生理垃圾"的一类细胞。铁纳米颗粒可促使其对癌细胞产生反应并将其消灭。科学家还进行了一项动物实验并由此得知了铁纳米颗粒可助消灭癌细胞的特性。科学家给实验鼠植入了人工培育的癌细胞后,将实验鼠分为三组,其中一组为对照组。研究人     

光触发增强葡萄糖氧化酶催化活性的等离子体囊泡用于程序化光热-饥饿疗法

在肿瘤的饥饿治疗及协同治疗中,基于葡萄糖氧化酶(GOx)的纳米诊疗剂展现出具大的应用前景.自组装等离子体金囊泡(GV),由于具有独特的光学性能、巨大空腔和强局域表面等离子体共振等特性,可作为协同治疗的多功能纳米载体.本文中,我们开发了一种装载GOx的GV(GV-GOx)用于光触发释放GOx,同时增强GOx的催化活性,从而实现程序化光热-饥饿治疗.在近红外激光照射下,由于GV具有等离子体耦合效应, GV-GOx可以产生很强的局部高热,引起封装的GOx释放,同时高热可提高GOx催化活性,从而增强肿瘤的饥饿效应.此外,高光热效应可促进细胞对GV-GOx的摄取,并可通过活体光声/光热双模态成像对协同治疗进行有效监测.令人印象深刻的是,协同光热/饥饿疗法能完全消融4T1荷瘤小鼠的肿瘤,抗肿瘤效果明显优于单一疗法,且没有明显的系统毒性.本工作展示了一种光触发的纳米平台,可用于癌症协同治疗.     

厦大研制高效隔热纳米多孔SiO2气凝胶

厦门大学材料学院日前研制出纳米多孔超轻质高效隔热SiO2气凝胶材料。该材料具有极高的孔隙率、比表面积,极低的密度、声传播速度、介电常数等优异性能。该材料阻燃性好,高温使用不分解,可有效解决传统保温隔热材料不能解决的问题,用于太阳能热水器的储水箱、管道和集热器上可将现有太阳能热水器等集热效率提高1倍以上,而热损失将降至现有水平的30%。     

类阳极氧化铝纳米结构LED的研究

LED具有高效、节能和环保等优势,广泛应用于照明领域,提高LED的发光效率一直是该领域的研究难点与热点。为了降低GaN材料与空气界面的全反射现象,提高光提取效率,本研究探讨了类阳极氧化铝AAO(Anodic aluminum oxide)纳米结构LED器件的制备和性能。通过电感耦合等离子体(Inductively coupled plasma, ICP)刻蚀工艺的调控,在p-GaN层表面制备了大面积有序孔洞纳米结构阵列,可获得孔径250～500nm,孔深50～150nm的准光子晶体结构,从而大幅提高了LED的发光强度,其中孔径400 nm、深度150 nm的纳米阵列LED相比于没有纳米阵列的LED发光强度提高达3.5倍。     

精准测量推动诊疗技术的发展

<正>更先进的超声技术带来更有效的癌症诊断与治疗作为一种用于诊断和治疗癌症的技术,超声技术已经存在了几十年。超声技术使用什么样的规程才能确保病人得到最好、最准确的诊断?哪些剂量水平是有限度的?在哪种情况下使用最合适?英国物理研究院(NPL)多年来致力于寻找这些问题的答案,确保技术安全,目前正在支持利用超声实现新的,更好的诊断和治疗方法。NPL声学研究团队展示了最新的,在NPL计量帮助下从实验室     

压电半导体纳米材料在声动力疗法中的应用进展

随着纳米医学的发展, 利用纳米材料在外源超声波的刺激下催化产生过量的活性氧物种(Reactive Oxygen Species, ROS)以治疗疾病的方法, 被称为声动力疗法(Sonodynamic Therapy, SDT), 已引起人们的广泛关注。目前, 开发可用于SDT的高效声敏剂用于提高ROS产率, 仍然是当前研究和未来临床转化的最大挑战之一。近年来, 得益于压电电子学和压电光电子学的兴起, 基于压电半导体纳米材料的新型声敏剂在SDT中崭露头角, 显示出良好的应用前景。本文从压电半导体的结构出发, 介绍了压电半导体纳米材料应用于SDT的机理研究, 以及利用压电半导体纳米材料作为声敏剂在声动力学癌症治疗及相关抗菌性能方面所取得的研究进展。最后, 本文对该领域存在的问题以及未来的发展趋势进行了展望。     

链状纳米碳酸钙的合成与影响因素探讨

研究了碳化法制备链状纳米碳酸钙的工艺,通过加入晶形控制剂,在夹套反应釜中制备出短径20nm左右,长径比大于15,粒径分布均匀,分散性良好的链状纳米碳酸钙.初步探讨了晶形控制剂在链状纳米碳酸钙形成过程中所起到的作用.     

静电纺制备耐水抗菌性姜黄素纳米纤维膜及其性能研究

姜黄素(Cur)在医药上有着很广泛的应用，可用于抗癌、抗菌、抗病毒、抗炎等。制备了一种聚乙烯醇/聚丙烯酸(PVA/PAA)载姜黄素纳米纤维材料，可用于伤口敷料，能有效抗菌，可促进伤口愈合。首先采用二甲亚砜将姜黄素溶解，再将含有姜黄素的溶液与PVA/PAA水溶液共混，利用静电纺丝技术制备出纳米纤维膜后对其进行高温热交联处理使其提高耐水性。对纳米纤维膜的表面形貌、化学结构、抗菌性能、溶胀性能以及透湿性能进行表征与分析。结果表明：PVA/PAA载姜黄素纳米纤维膜具有一定的抗菌效果，并且透湿性以及吸液性能良好。     

离子束轰击诱导硅表面纳米结构和铁纳米条纹

研究了氩离子束轰击诱导硅表面自组装纳米结构和铁纳米条纹的形成规律.在单晶Si(100)表面水平放置直径为2mm的铁棒,采用3 keV氩离子束垂直轰击硅样品表面.扫描电镜观察表明:在金属铁棒周围由近及远,硅表面形成纳米条纹和纳米点阵,纳米条纹向纳米点阵的过渡形貌为链状纳米椭圆结构;并在铁棒区域自组装出金属铁纳米条纹.通过阻尼Kuramoto-Sivashinsky方程对离子束作用下固体表面纳米结构的形成机理进行了合理的诠释与讨论.     

线性-树枝状嵌段共聚物用于蛋白质药物的递送

线性-树枝状嵌段共聚物(telodendrimer)是由线性高分子与树枝状嵌段通过化学键连接而成的一类特殊拓扑结构的共聚物。这类共聚物具有高度可调的化学组成及结构,其可根据需求设计成为与蛋白质药物具有多重杂化超分子相互作用力的大分子,以用于蛋白质药物的稳定封装及靶向输送。线性-树枝状嵌段共聚物作为一种理想的蛋白质药物载体,可实现以下4个方面的功能:(1)其可有效封装蛋白质分子从而形成尺寸在30 nm以下的纳米粒子,并通过被动靶向作用将蛋白质运送至肿瘤部位。(2)其可与类脂质(lipidoid)形成复合纳米粒子用于截短型白喉毒素(DT390)的细胞内传递及原位脑瘤的有效治疗。(3)其可结合计算机虚拟筛选技术从而根据蛋白质药物的结构进行聚合物纳米载体的定制化设计,并应用于胰岛素的递送进而实现对血糖值的有效控制。(4)其可作为可移除型保护层与阳离子聚合物复合,在有效进行蛋白质胞内传递的同时降低阳离子聚合物引起的细胞毒性、溶血性及非特异性吸附或聚集。总结了基于线性-树枝状嵌段共聚物的蛋白质药物递送系统的研究进展,并讨论了其对疾病的治疗情况。     

英国帝国理工学院首提黄金纳米粒子有助提高癌症化疗效果

正英国帝国理工学院日前发布的一项新研究显示,微小的黄金纳米粒子能提升癌症化疗的效果,并降低化疗对病患的副作用。黄金纳米粒子,是黄金的纳米级颗粒,可用于医学成像技术、肿瘤检测等。帝国理工学院下设的国家心肺研究所研究人员发现,黄