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2019年第2期(发布时间: Jul 17, 2019 发布者:杨雨寒)  下载: 2019年第2期.doc       全选  导出
1   2019-05-13 13:52:54.887 雌性小鼠年龄对枸橼酸包覆磁性纳米颗粒生物分布及生物相容性的影响 (点击量:1)

背景:磁性纳米颗粒(MNPs)已成功地用于医学应用的几个目的。然而,关于纳米结构对老年生物体影响的知识非常缺乏。

目的:为了填补这一空白,本研究旨在研究涂有柠檬酸盐(NpCit)的磁性纳米颗粒在老年和年轻健康小鼠体内的生物相容性和生物分布。

方法:采用腹腔注射NpCit (2.4 mg铁),通过临床、生化、血液学和组织病理学检查,对其毒性进行28天评价。此外,还用光谱法(电感耦合等离子体发射光谱法)和组织学方法对其生物分布进行了评价。

结果:NpCit具有年龄依赖性作用,对幼龄动物的生化和血液学均有轻微而短暂的影响。这些变化甚至比衰老过程的影响更弱,尤其是那些与血液学数据、肿瘤坏死因子和一氧化氮水平有关的变化。另一方面,NpCit在老年人群中表现出一系列不同的结果,有时增强(淋巴细胞减少和单核细胞增多),有时抑制(红细胞参数和细胞因子水平)衰老的变化。老年组治疗后28天仍可见白细胞变化。在接受或不接受NpCit治疗的老年小鼠中发现了肝脏和免疫功能下降的轻微证据。值得注意的是,组织损伤或临床变化相关的老化或NpCit治疗没有观察到。在衰老检测方面,NpCit给药后,铁的生物分布规律有显著差异:到第28天,在老年(肝、肾)和幼龄(脾、肝、肺)小鼠的不同器官中检测到额外的铁。

结论:综合以上数据,NpCit是一种稳定、合理的生物相容性样品,尤其适用于幼龄小鼠,适合于生物医学应用。数据显示NpCit处理后与动物年龄有关的重要差异,这强调了需要在老年动物中进行进一步的研究,以适当地将纳米技术的好处推广到老年人群。

关键词:老年,纳米毒性,马氏体纳米粒子,超顺磁性氧化铁纳米粒子,SPIO,纳米安全,电感耦合等离子体发射光谱,ICP-OES

——文章发布于2019年5月8日

2   2019-05-08 16:35:57.317 DNA折叠成智能纳米胶囊用于药物输送 (点击量:1)

Jyvaskyla大学和阿尔托大学的新研究表明,由DNA分子构建的纳米结构可以编程起来作为pH响应的货物载体,为功能性药物输送载体铺平道路。

来自芬兰的Jyväskylä大学和阿尔托大学的研究人员开发出一种定制的DNA纳米结构,可以在类似人体的条件下执行预定义的任务。为此,该团队建造了一个类似胶囊的载体,可根据周围溶液的pH值进行打开和关闭。纳米胶囊可以装载或包装有各种货物,关闭以便输送,并通过微妙的pH增加再次打开。

DNA纳米胶囊的功能基于pH响应性DNA残基。

为了实现这一目标,该团队设计了一种类似胶囊的DNA折纸结构,用pH响应DNA链进行功能化。这种动态DNA纳米标记通常通过两个互补DNA序列的简单氢键来控制。在这里,胶囊的一半配备了特定的双链DNA结构域,可进一步形成DNA三螺旋 - 换句话说,螺旋结构由三个,而不仅仅是两个DNA分子组成 - 通过连接到合适的单个 - 在另一半搁浅DNA。

'只有当溶液的周围pH值正确时,才会发生三链体形成。我们将这些pH响应链称为“pH锁定”,因为当链相互作用时,它们的功能与它们的宏观对应物类似,并将胶囊锁定在闭合状态。我们在胶囊设计中加入了多个图案,以便根据闩锁的协作行为促进胶囊的打开/关闭。胶囊的开口实际上非常迅速,只需要在溶液中略微增加pH值,“该研究的第一作者,Jyvaskyla大学纳米科学中心的博士生HeiniIjäs解释道。

可以将纳米颗粒和酶加载并包封在胶囊内

为了利用纳米胶囊运输分子有效载荷或治疗物质,该团队设计了一个可容纳不同材料的腔体。他们证明金纳米粒子和酶都可以加载(高pH)并封装在胶囊内(低pH)并再次显示(高pH)。通过监测酶活性,研究人员发现货物在整个过程中保持完全的功能。

——文章发布于2019年4月29日

“关于DNA折纸胶囊最有趣的事情是,通过选择pH锁存器的碱基序列,可以完全调节打开和关闭发生的阈值pH。我们设计的阈值pH值为7.2-7.3,接近血液pH值。阿尔托大学兼职教授Veikko Linko说,未来,这种类型的药物载体可以进行优化,以选择性地在特定的癌细胞内开放,这可以维持比正常健康的癌症更高的pH值。

此外,胶囊在生理镁和钠浓度以及10%血浆中保持功能,并且可以在甚至更高的血浆浓度下继续发挥作用。总之,这些发现有助于为开发用于纳米医学的智能和完全可编程的药物递送载体铺平道路。

这项工作由Mauri Kostiainen教授的实验室进行,由Veikko Linko领导,他们都在阿尔托大学工作。

——文章发布于2019年4月29日

3   2019-04-23 18:29:07.32 新的自动化生物样本分析系统,以加速疾病检测 (点击量:2)

蒙特利尔理工学院的Thomas Gervais教授及其学生Pierre-Alexandre Goyette和ÉtienneBoulais与麦吉尔大学David Juncker教授领导的团队合作开发了一种新的微流体工艺,旨在通过抗体自动检测蛋白质。这项工作是Nature Communications的一篇文章的主题,指出了新的便携式仪器的出现,加速了生物实验室的筛选过程和分子分析,以加速癌症生物学的研究。

微流体是指微尺度设备中的流体操纵。通常称为“片上实验室”,微流体系统用于研究和分析非常小规模的化学或生物样品,取代用于传统生物分析的极其昂贵和繁琐的仪器。通过麻省理工学院技术评论,2001年将“改变世界的10项新兴技术”列入其中,微流体被认为是生物学和化学的革命性,因为微处理器已经用于电子和IT,它适用于巨大的市场。

今天,这个年轻的学科,在2000年代开始以微通道网络组成的封闭系统开始起飞,它本身正在被综合理工学院和麦吉尔大学的研究人员发现的根本改变,这加强了理论和实验基础。开放空间微流体学。

这种消除通道的技术与传统的微流体技术在某些类型的分析中具有良好的竞争优势。实际上,闭合通道微流体装置的经典配置提供了若干缺点:通道横截面的规模增加了细胞在培养时所经受的应力;它们与细胞培养标准 - 培养皿不相容,这使得该行业很难采用它。

Polytechnique和McGill大学研究人员探索的新方法基于微流体多极(MFM),这是一种同时流体吸入系统,通过非常小的表面上相对的微开口吸入系统,放置在厚度小于0.1 mm的狭窄空间内。 “当它们彼此接触时,这些流体喷射形成的图案可以通过用化学试剂染色来看到,”Gervais教授说。 “我们希望了解这些模式,同时开发一种可靠的MFM建模方法。”

优秀的视觉对称重现了艺术家M. C. ESCHER的作品

为了理解这些模式,Gervais教授的团队必须为开放的多极流开发一种新的数学模型。该模型基于称为共形映射的经典数学分支,通过将其简化为更简单的几何形状来解决与复杂几何相关的问题(反之亦然)。

博士生ÉtienneBoulais首先开发了一个模型来研究多流偶极子(只有两个开口的MFM)中的微喷射碰撞,然后依靠这个数学理论,将模型外推到具有多个开口的MFM。 “我们可以用象棋游戏进行类比,其中有一个版本有四个玩家,然后六个或八个,应用空间变形同时保持相同的游戏规则,”他解释道。

“当受到共形映射时,流体喷射碰撞产生的图案形成了对称的图像,让人想起荷兰艺术家M.C. Escher的画作,”这位对视觉艺术充满热情的年轻研究员补充道。 “但远远超出其美学吸引力,我们的模型允许我们描述分子在流体中移动的速度以及它们的浓度。我们为多达12个极点的所有可能系统配置定义了有效规则,以产生多种多样的流动和扩散模式。“

因此,该方法是一个完整的工具箱,不仅可以模拟和解释MFM中出现的现象,还可以探索新的配置。由于这种方法,现在可以实现开放空间微流体测试的自动化,这种测试到目前为止只是通过反复试验进行过探索。

使用3D打印制作设备

MFM设备的设计和制造由Pierre-Alexandre Goyette完成。该设备是一种由树脂制成的小探针,采用低成本的3D打印工艺,并连接到泵和注射器系统。

“Juncker教授团队在固定在表面上的抗体检测蛋白质方面的专业知识对于管理该项目的生物学方面非常宝贵,”生物医学工程博士生说。 “通过分析获得的结果验证了我的同事Étienne开发的模型的准确性。”

该装置允许同时使用多种试剂来检测同一样品中的各种分子,这为生物学家节省了宝贵的时间。对于某些类型的测试,分析时间可以从几天减少到几个小时,甚至几分钟。此外,该技术的多功能性应使其可用于各种分析过程,包括免疫学和DNA测试。

走向微流体显示器?

Gervais教授的团队已经在考虑他的项目的下一步:开发一个显示化学图像的屏幕。

“这将是液晶显示器的一种化学等价物,”Gervais教授解释说。 “就像我们在屏幕上移动电子的方式一样,我们会发送各种浓度的流体射流,这些流体会与表面发生反应。它们会形成一个图像。我们很高兴能够推进这个项目,为此我们已获得临时专利。“

重新诊断程序和医疗处理后续行动

目前,该研究团队开发的技术针对的是基础研究市场。 “我们的工艺可以同时将细胞暴露于许多试剂中,”Gervais教授说。 “它们可以帮助生物学家大规模研究蛋白质和试剂之间的相互作用,从而增加分析过程中获得的信息的数量和质量。”

他解释说,随后,医药市场也将能够受益于这一发现所带来的筛选系统自动化的新方法。最后,它通过促进患者细胞培养和接触各种药物来确定哪些药物最佳反应,为药物发现开辟了一条新途径。

——文章发布于2019年4月17日

4   2019-04-04 11:05:43.027 聚多巴胺‐复盖双金属AuPt水凝胶能够为有机磷农药检测提供强大的生物传感器 (点击量:1)

摘要贵金属水凝胶/气凝胶具有密度极低、连续孔隙率大、比表面积大的宏观纳米组装体,不仅具有可调的物理化学性质,而且在催化和传感等领域具有广阔的应用前景,引起了人们的广泛关注。将反应温度升高与多巴胺诱导效应耦合起来,本文报道了一种具有加速凝胶化动力学的一步合成方法,用于合成多多巴胺包封的双金属AuPt水凝胶。多多巴胺表面功能化的三维多孔纳米线网络为固定化乙酰胆碱酯酶(AChE)和构建敏感检测有机磷化合物的酶基生物传感器提供了良好的生物相容性微环境。利用其良好的结构和组成,优化后的产品对乙酰硫代胆碱经乙酰胆碱酯酶催化水解生成的硫代胆碱具有较好的电化学活性。以有机磷农药对乙酰胆碱酯酶活性的抑制为基础,建立了对氧磷‐乙基酶活性的抑制模式,在0.5 ~ 1000 ng L−1范围内呈线性区域,检出限低为0.185 ng L−1。

——文章发布于2019年4月02日

5   2019-04-01 20:01:10.917 有机近红外‐II荧光团的分子工程,具有聚集诱导发射特性,用于体内成像 (点击量:1)

第二近红外窗口(NIR‐II, 1000-1700 nm)发射的新型荧光团的设计和合成促进了体内荧光成像的发展。有机近红外‐II探针因其良好的稳定性和生物相容性而备受关注,这有助于临床翻译。然而,有机近红外‐II荧光剂往往具有低量子产量和复杂的设计。在本研究中,已知的近红外‐I聚集‐诱导发射(AIE) luminogen (AIEgen)的受体单元是通过改变单个原子(从硫到硒)的分子工程,导致红移吸收和发射光谱。新制备的AIEgen制备后,所得到的AIE纳米粒子(简称L897 NPs)具有延伸至1200纳米的发射尾,其量子产率高达5.8%。在L897 NPs的基础上,实现了高信号背景比和深穿透的无创血管成像和淋巴成像。此外,L897 NPs具有较高的肿瘤/正常组织比例(峰值为9.0±0.6),可作为肿瘤成像和图像引导手术的良好造影剂。这项工作为设计和制造近红外‐II AIEgens提供了一个简单的策略,并展示了近红外‐II AIEgens在血管、淋巴和肿瘤成像方面的潜力。

——文章发布于2019年3月29日

6   2019-03-25 11:14:06.597 基于蛋白质- bipt纳米ochain@石墨烯氧化物混合制导单罐自组装策略的高性能集成酶级联生物平台 (点击量:1)

纳米酶为促进下一代人工酶级联平台提供了新的机遇。然而,基于纳米酶的高性能集成人工酶级联(IAEC)生物平台的制备仍然是一个巨大的挑战。一个简单而有效的自我装配策略,构建一个IAEC系统基于一种无机/蛋白质混合nanozyme,β酪蛋白应承担的必经BiPt nanochain@GO (CA量BiPtNC@GO) nanohybrid具有独特的表面物理化学性质和层次结构,介绍了在这里。由于蛋白质、氧化石墨烯和Bi3+的协同作用,该杂交种可作为高度适应性的构建块,在不损失酶活性的情况下直接和非共价地固定天然酶。同时,CA‐BiPtNC@GO纳米杂化物表现出出色的过氧化物酶模拟活性,并与天然氧化酶很好地协同工作,从而在催化级联反应方面具有突出的活性。因此,提出的IAEC生物平台具有良好的灵敏度,线性范围为0.5×10‐6到100×10‐6 m,葡萄糖检测限为0.05×10‐6 m。精心设计具有独特物理化学表面性质的具有独特层次结构的纳米酶,可以提供一种简便、高效的方法,利用自组装而不是化学过程来固定和稳定自然酶,并填补了开发具有强大功能的纳米酶触发IAEC系统的空白,该系统可应用于环境、传感和合成生物学。

——文章发布于2019年2月05日

7   2019-03-22 11:58:53.607 肿瘤微环境反应性药物染料肽纳米组装用于增强肿瘤靶向性、穿透性和光化学免疫治疗 (点击量:1)

由治疗学构建的纳米药物在生物医学应用中具有独特的、不可替代的优势,尤其是在癌症治疗药物传递方面。然而,用于构建具有肿瘤微环境因子响应性的治疗学纳米药物的策略仍然很复杂。本研究采用一种简单易行的操作方法构建了一个基于治疗学的纳米系统,该系统具有活性肿瘤靶向性、增强穿透性、刺激反应性药物释放行为以及程序性细胞死亡‐1/程序性细胞死亡‐配体1 (PD‐1/PD‐L1)阻断介导的免疫调节以增强肿瘤免疫治疗。基质金属蛋白酶‐2反应肽与Lyp‐1序列的存在有助于肿瘤主动靶向的成功和增强纳米颗粒在肿瘤组织中的渗透。所得到的纳米系统在第一个24小时内明显抑制了原发肿瘤的生长(超过97.5%的肿瘤细胞受到抑制),结合光热治疗可达到完全抑制。IR820作为治疗药物的载体,被用作光热疗法的光敏剂。d‐肽是PD‐1/PD‐L1阻断的拮抗剂,进一步缓解了远端肿瘤的进展和侵袭性。因此,提供了一种治疗学构建的多功能纳米系统来实现组合治疗策略,以提高治疗结果。

——文章发布于2019年3月20日

8   2019-03-12 15:45:03.653 超组装生物催化多孔骨架微马达,具有可逆、灵敏的pH‐在超低生理H2O2浓度下的速度调节 (点击量:1)

合成纳米/微马达是一种新兴的材料,具有广阔的应用前景,从环境修复到纳米医学。这些发动机的动力通常由可获得燃料的浓度控制,因此,工程速度调节机制,特别是使用生物触发器,仍然是一个持续的挑战。在这里,通过一个可逆的、生物相关的pH响应调节机制来控制超组装多孔框架微马达的运动。Succinylatedβ乳球蛋白和过氧化氢酶在多孔框架superassembled粒子,β乳球蛋白应承担的是渗透在中性ph渗透性允许燃料(过氧化氢)来访问过氧化氢酶,导致纳米马达的自治运动。然而,在温和的酸性pH值,succinylatedβ乳球蛋白应承担的经历一个可逆的凝胶化过程,防止燃料访问到过氧化氢酶所在纳米马达。据我们所知,这项研究是第一个具有快速、可逆pH响应运动的化学驱动电机的例子。此外,多孔骨架显著提高了过氧化氢酶的生物催化活性,允许在生理条件下开发超低浓度的H2O2。人们设想,同时开发这种纳米系统的pH值和化学势,可能会有潜在的应用,作为刺激反应性药物递送载体,受益于复杂的生物环境。

——文章发布于2019年3月11日