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碳纳米管/羟基磷灰石/壳聚糖骨修复材料的制备及细胞相容性研究
目的 设计一种多壁碳纳米管/纳米羟基磷灰石/壳聚糖(MWCNT/n-HA/CS)复合材料的骨组织工程支架，并对这种支架进行理化性质检测及细胞相容性评价。 方法 采用溶液共混、冷冻干燥法制备MWCNT/n-HA/CS支架。通过扫描电镜、X线衍射和傅立叶红外光谱分析其微观形貌和组成;采用陶瓷试验系统进行支架的机械性能检测，并评价MWCNT的加入对支架的影响。使用第3代兔骨髓间充质干细胞( BMSCs)，使用扫描电镜检测支架对其粘附作用，采用MTT法检测细胞在支架上增殖，并评价碳纳米管的加入对支架的细胞相容性影响。评估设计的支架是否可用于骨组织工程。 结果 MWCNT/n-HA/CS支架具有明确的多孔结构，孔隙率高(87.26％)，碳纳米管的加入可明显提高断裂强度（提高66％），而对孔隙率无明显影响（下降3％），对HA、CS的理化性质无明显影响。BMSCs在支架上粘附、增殖正常，且MWCNT具有促进细胞增殖能力。 结论 MWCNT/n-HA/CS支架具有较好的机械性能、合适的孔径大小、良好的细胞相容性，有望用于骨组织工程。
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原子力显微镜在生命科学研究中的应用
原子力显微镜(AFM)是目前新的生物成像操纵技术之一,制样简单,可以在多种环境条件下原子分辨率三维成像以及进行生物分子之间力的测定及操纵调控.目前国际上AFM主要应用于组织、细胞微生物、生物大分子纳米水平形态结构功能研究及生物单分子相互作用、生物过程操纵调控等研究领域.虽然存在着针尖碳纳米管衍化、柔软生物样品硬化、结果解释待改进等局限性,但AFM必将成为生命科学研究的重要手段.
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碳纳米管在生物医药领域的应用及其安全性
碳纳米管包括单壁碳纳米管和多壁碳纳米管,是目前有应用前景的纳米材料之一.作为载体,其具有的独特中空结构和纳米管径,可运送生物活性分子及药物进入细胞或组织.作为一种新型生物材料,能促进骨组织修复生长、神经再生,减少神经组织瘢痕产生.然而,碳纳米管对人体也有一定的毒性作用,目前研究主要集中在肺脏毒性和细胞毒性,表现为可引起肺脏炎症、内芽肿和细胞凋亡、活力下降、细胞周期改变等.其毒力大小与碳纳米管的特性有关,如结构、长度、表面积、制备方法、浓度、剂量等,毒性作用机制可能与氧化应激有关.
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信号增强型电化学免疫传感器用于NT-proBNP高灵敏检测的研究
目的 构建用于人N末端前钠尿肽(NT-proBNP)高灵敏检测的电化学传感器.方法 采用自组装方法将牛血清清蛋白-碳纳米管复合物(BSA-MWNTs)固载在洁净的玻碳电极表面,结合共价交联固定化技术和亲和素-生物素信号放大技术,制得NT-proBNP高灵敏免疫传感器,优化实验条件,采用电化学方法对电极的响应特性进行研究.结果 在优实验条件下,该传感器对NT-proBNP响应的线性范围为1～30 ng/mL和30～150 ng/mL,检出限为0.03 ng/mL.结论 该方法可实现对NT-proBNP的超灵敏检测.
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碳纳米管在农药残留分析样品前处理中的应用
对近十年来碳纳米管在农药残留分析样品前处理中的应用进行了综述.碳纳米管(CNTs)比表面积大、热稳定性好、吸附能力强,已作为固相萃取等样品前处理的吸附材料,在农药残留分析样品前处理中的应用也越来越多.作者通过查阅国内外文献,主要综述了碳纳米管在蔬菜、水果、茶叶和环境水样等样品中的多种有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等农药残留分析样品前处理中的应用.尽管碳纳米管净化效果好,回收率高,但目前很少商品化碳纳米管固相萃取柱,其实验结果的重现性有待提高.
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牙科复合树脂增韧用单壁碳纳米管的表面改性和微结构
为了使单壁碳纳米管(SWNTs)在牙科复合树脂中获得良好的单分散和牢固的界面结合,将其回流、氧化处理后,用APTE处理,然后用溶胶-凝胶法在其外侧壁包裹一层纳米SiO2颗粒,用硅烷偶联剂对包裹后的SWNTs进行化学改性,用红外光谱和透射电镜检测改性结果,发现透射电镜照片显示在SWNTs外壁上包裹了一层纳米级颗粒;红外光谱上出现SiO2的特征吸收峰;制备纳米复合树脂试件,用透射电镜观察,发现SWNTs镶嵌在树脂基质内的其他填料之间.
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碳纳米管场效应晶体管在生物传感器中的应用
随着禽流感、甲流和其他疾病的出现,发展快速、实时、免标记的生物传感器在早期发现和治疗各种疾病方面有重要的作用.由于单壁碳纳米管(SWNTs)具有独特的一维纳米结构、特殊的电性能、良好的生物相容性和尺寸相容性,这些优点使其在生物传感器领域有巨大的潜力.本文综述了近年来碳纳米管场效应晶体管(CNTFET)作为免标记的生物传感器在检测各种生物大分子,如蛋白质、酶、DNA、癌细胞、病毒、糖类物质等方面的应用.
关键词： 碳纳米管 碳纳米管场效应晶体管 生物传感器 -
碳纳米管进入细胞的机制及其在细胞中的定位研究进展
碳纳米管是一种非常重要的人造纳米材料,可以携带多种功能分子进入细胞,在纳米生物医学领域显示出多种独特的应用潜能.然而,由于在复杂的生物体系内检测和追踪碳纳米管非常困难,迄今对碳纳米管进入细胞的途径、机制以及在细胞中的定位了解仍十分有限,甚至一些研究还存在相互矛盾的实验结果.本文对近年来碳纳米管与细胞的相互作用、进出细胞的机制以及在细胞内的定位等研究结果进行了归纳和对比分析,并着重对碳纳米管进入细胞的途径和机制进行讨论,以期对碳纳米管与细胞的相互作用机制获得更为清晰的认识.
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碳纳米管及其复合材料在生物医学领域的研究进展
碳纳米管是一种新型碳材料,具有特殊的纳米结构和优异的力学、电学和磁学性能,在生物医学领域显示出诱人的潜在应用价值和前景,吸引了越来越多的研究者的关注.本文简要介绍了碳纳米管的基本结构与性能,并对近年来碳纳米管在生物大分子的修饰与特异性识别、细胞体外生长支架、植入性生物医学材料、生物医学传感器以及生物医学微电子器件等方面的研究进展和发展趋势进行了综合评述.
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原子力显微镜碳纳米管探针的制备及其生物学应用
原子力显微镜(Atomic force microscope, AFM)具有原子级分辨率,探针是决定其分辨率的核心部件.碳纳米管以其独特的结构和理化性质,成为理想的AFM探针.碳纳米管探针可用手工法和化学气相沉积法制备.在多种蛋白质、核酸、细胞的研究中,碳纳米管探针不仅能获得高分辨率的图像,还有助于判断特定的DNA序列及确定单元型,必将在生物学领域起到越来越重要的作用.
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碳纳米管携载顺铂逆转卵巢癌耐药性的实验研究
目的:研究以荧光标记的大孔径碳纳米管为载体,内载顺铂,作用于顺铂耐药的卵巢癌细胞株,逆转细胞耐药性,增加顺铂对细胞的杀伤作用.方法:携带荧光标记物的碳纳米管内载顺铂后与卵巢癌耐药细胞株共培养,通过荧光显微镜检测碳纳米管载体进入细胞内的量,流式细胞仪检测载体增加顺铂对癌细胞的杀伤性能,高效液相色谱法检测载体增加细胞内顺铂含量.结果:①荧光显微镜检测结果:随着单壁碳纳米管( SWNTs)浓度(6μg/ml、12.5μg/ml、25μg/ml、50 μg/ml、100 μg/ml、200 μg/ml)的增加,顺铂-SWNTs粒子进入卵巢癌耐药COC1/DDP细胞株的量也增加;②流式细胞仪检测:浓度高于1×10-3 mg/ml时,顺铂对细胞产生了明显的凋亡效应;③高效液相色谱法检测:作用2小时后,100μg/ml和50μg/ml浓度加载体组细胞内顺铂含量[(10.1478±1.2362)×10-6ng、(9.3208±1.4302)×10 -6ng]比不加载体组细胞内顺铂含量[ (4.2835±0.7728)×10-6 ng、(4.6852±1.0038)×10-6 ng]明显增多(P＜0.01).结论:功能化的碳纳米管有望成为新的化疗药物载体,携带抗癌药物,通过增加细胞内药物浓度,逆转肿瘤耐药性,降低化疗药物的毒副反应.
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碳纳米管的性能及其在口腔医学领域中的应用
碳纳米管(CNT)是一种具有特殊结构和性质的新型一维纳米材料.CNT具有优异的力学性能,良好的导热性能和极好的场致电子发射效应等优点,引起各国研究者的广泛关注.近年来.CNT在口腔医学领域的使用也逐渐增多,显示出良好的应用前景.本文就CNT的主要性能及其在口腔领域中应用作一综述.
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氧化石墨烯PEG化后对L929细胞毒性的影响
目的 研究氧化石墨烯(GO) PEG化前、后对L929细胞毒性的影响.方法 将羧基化后的GO分子通过酰胺键与双端氨基聚乙二醇4000(NH2-PEG4000-NH2)结合,用细胞染色法来考察小鼠成纤维细胞(L929)与GO或GO-PEG一同孵育后生存率与黏附性的变化,从而比较GO分子PEG化前、后细胞毒性的变化.结果 成功制备了PEG化氧化石墨烯,在相同给药浓度与孵育时间的条件下,L929细胞与经过PEG4000修饰的GO分子孵育后的相对生存率与细胞毒性明显大于未经修饰者.结论 PEG化可显著降低GO的细胞毒性并减少对细胞黏附性的影响,其作用机制可能是因为PEG化可以通过拮抗细胞内氧化应激损伤而降低GO的细胞毒性.GO-PEG可以作为一种安全的药物载体运用于载药系统中.
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线性扫描伏安法测定克拉霉素含量
目的 研究克拉霉素(CAM)在多壁碳纳米管修饰玻碳电极上的电化学行为,建立一种直接测定CAM的电化学分析方法.方法 采用循环伏安法研究CAM在修饰电极上的电化学行为,以线性扫描伏安法对其含量进行测定.结果 在优化实验条件下,氧化峰电流与CAM浓度在5.0×10-7～1.0×10-4mol/L范围呈现良好的线性关系,检出限为1.0×10-7mol/L;对5.0×10-6mol/L CAM溶液平行测定10次的RSD为2.6％.结论 该方法简单、快速、灵敏,可用于CAM胶囊的质量分析.
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酒石酸泰乐菌素在多壁碳纳米管修饰电极上的电催化氧化及电化学动力学性质
目的 研究酒石酸泰乐菌素(tylosin tartrate,TT)在多壁碳纳米管修饰玻碳电极(MWCNT/GCE)上的电催化氧化及其电化学动力学性质.方法 用循环伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LSV)、计时库仑法(CC)和计时电流法(CA)等多种电化学方法进行研究.结果 在Na2SO4底液中,TT在裸电极上无明显氧化峰,而在MWCNT/GCE上于0.90 V附近出现一不可逆氧化峰.测得TT在MWCNT/GCE上电极反应动力学参数:电荷转移系数α=0.77,扩散系数D=8.18×10~(-5)cm~2/s,电极反应速率常数K_f=2.08×10~(-3)cm/s.结论 MWCNT/GCE对TT具有明显的电催化氧化作用,据此研究结果可建立TT的电化学定量测定方法.
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多壁碳纳米管修饰电极测定盐酸环丙沙星
目的 研究盐酸环丙沙星(CPLX)在多壁碳纳米管修饰玻碳电极上的电化学行为,建立一种直接测定CPLX的电化学分析方法.方法 循环伏安法与线性扫描伏安法等电化学方法.结果 在优化实验条件下,氧化峰电流与CPLX浓度在1.0×10~(-7)～7.5×10~(-5)mol/L范围呈现良好的线性关系,检出限为3.0×10~(-8)mol/L.对5.0×10~(-5)mol/L CPLX溶液平行测定10次的RSD为4.2%.结论 该方法简单、快速、灵敏,用于CPLX胶囊的测定,结果令人满意.
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聚醚醚酮/碳纳米管/生物活性玻璃复合材料的成骨细胞相容性研究
目的:探讨新型聚醚醚酮/碳纳米管/生物活性玻璃(PEEK/CNTs/BGs)复合材料的体外成骨细胞相容性.方法:体外培养小鼠成骨细胞MC3T3-E1,通过噻唑蓝法、吖啶橙荧光染色法研究PEEK/CNTs/BGs复合材料对成骨细胞增殖的影响.应用扫描电镜(SEM)观察MC3T3-E1细胞在PEEK/CNTs/BGs复合材料表面的黏附生长情况.结果:MC3T3-E1细胞在PEEK/CNTs/BGs复合材料表面的增殖能力较聚醚醚酮和聚醚醚酮/碳纳米管(PEEK/CNTs)复合材料强.SEM实验结果表明,PEEK/CNTs/BGs复合材料表面有利于MC3T3-E1细胞黏附、铺展和生长.结论:PEEK/CNTs/BGs复合材料具有良好的成骨细胞相容性,有望作为新型骨科材料.
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pH敏感磁靶向纳米给药系统的构建及其对HepG2肿瘤细胞的作用
目的:构建一种新型的磁性靶向pH敏感控释纳米给药系统并考察其对HepG2肿瘤细胞的抑制作用.方法:将四氧化三铁(Fe3O4)衍生至碳纳米管(CNTs)表面,使用聚乙烯亚胺/聚乙二醇对载体进行修饰,利用聚乙烯亚胺具有的丰富的氨基末端与阿霉素(DOX)结合,通过具有pH敏感的腙键相连构建CNTs-Fe3O4-PEI/PEG-DOX给药系统;分别使用透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、磁强计(VSM)对给药系统进行相关表征分析,考察给药系统热疗升温、载药及pH敏感释放情况;将培养的HepG2肿瘤细胞分为空白对照组、CNTs-Fe3O4-PEI/PEG组、PTT热疗组、DOX组、DOX联合PTT热疗组、CNTs-Fe3O4-PEI/PEG-DOX组、CNTs-Fe3O4-PEI/PEG-DOX联合PTT热疗组、CNTs-Fe3O4-PEI/PEG-DOX磁性靶向联合pTT热疗处理组,使用MTT法检测以上8组中HepG2细胞的抑制率.结果:成功构建CNTs-Fe3O4-PEI/PEG-DOX纳米给药系统,DOX的载药率为65.04％,pH值降低时,DOX的累计释放率明显迅速升高;该给药系统的磁化强度为19.92 emu/g,具有明显的磁性靶向性;CNTs-Fe3O4-PEI/PEG-DOX在近红外光照射下可在5 min内迅速升温至(58.7±2.5)℃,具有明显的热疗升温作用;给药系统联合热疗对肿瘤细胞具有明显的抑制作用.结论:CNTs-Fe3O4-PEI/PEG-DOX是一种新型的具有磁性靶向、pH敏感控释以及热疗作用的多功能智能化的给药系统,对HepG2肿瘤细胞有较强的抑制率.
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硝苯地平在多壁碳纳米管修饰电极上的电化学行为及伏安测定
目的:研究硝苯地平在碳纳米管修饰电极上的电化学行为及测定.方法:制备碳纳米管修饰电极,以此为工作电极,用线性扫描伏安法测定硝苯地平.结果:与裸玻碳电极相比,多壁碳纳米管修饰电极能显著提高硝苯地平的还原峰电流.在优化实验条件下,还原峰电流与硝苯地平浓度在7.5×10-8～2.5×10-5 mol·L-1有良好的线性关系,检出限为2.5×10-8 mol·L-1.对1.0×10-6 mol·L-1硝苯地平溶液平行测定10次的RSD为4.6%.结论:该方法简单、快速、灵敏,可用于硝苯地平的药剂分析.
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磺胺脒在多壁碳纳米管修饰电极上的伏安法测定
目的:制作碳纳米管修饰电极,并比较磺胺脒在裸玻碳电极和多壁碳纳米管修饰电极上的电化学行为差异.方法:循环伏安法.结果:与裸玻碳电极比较,多壁碳纳米管修饰电极能显著提高磺胺脒的氧化还原峰电流并减小其氧化还原峰电位的差值.氧化峰电流与磺胺脒的浓度在5.0×10-7～1.0×10-4 mol·L-1范围内呈线性关系,检出限为1.0×10-7 mo1·L-1.结论:多壁碳纳米管修饰电极对磺胺脒的电化学氧化还原具有很高的催化作用.
