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【新闻】银纳米粒子或可用于攻击肿瘤细胞毛苇谷草

发布时间:2020-10-18 20:53:01 阅读: 来源:家用机厂家

银纳米粒子或可用于攻击肿瘤细胞

据报道,近日美国加州大学圣塔芭芭拉分校的科学家们设计了一种具有一对独特且重要特性的纳米粒子。这种球形粒子的组成成分是银,它被包裹在一个涂满缩氨酸的壳内部,后者使得它能够攻击肿瘤细胞。此外,这个壳是蚀刻的,因此那些没有攻击到目标的纳米粒子会自行分解和消除。这项研究被发表在期刊《自然材料》(nature materials)上。

两个单独的银纳米粒子(红色和绿色)选中前列腺癌细胞为目标,纳米粒子的核心利用了一种名为电浆子光学(plasmonics)的现象。在电浆子光学里,纳米结构的金属,例如金和银,在被光线照射时会发生共振,且集中在靠近表面的地磁场。通过这种方式,荧光染料被增强,看起来比自然状态——也即没有金属存在时——要明亮10倍。但当核心被蚀刻时,这种增强效果会消失,粒子也就变得暗淡。

加州大学圣塔芭芭拉分校鲁奥斯拉蒂研究实验室发明了一种简单的蚀刻技术,利用了生物相容的化学制品快速分解和移除活体细胞外部的银纳米粒子。这种方法只会留下完整的纳米粒子用于成像或者量化,从而揭示了那些细胞被定位攻击目标,以及每一个细胞被内在化了多少。

“这种分解是创造针对特定刺激物做出反应的药物的一个有趣概念。”分子,细胞和发育生物学学院(mcdb)鲁奥斯拉蒂实验室的博士后研究员、斯坦福-桑福德伯纳姆医学研究所的盖里·博朗(gary braun)这样说道。“通过分解过剩的纳米粒子并通过肾进行清理,它能最小化偏离目标的毒性。”

这种移除无法渗透目标细胞的纳米粒子的方法非常独特。“通过关注那些真正进入细胞的纳米粒子,我们能够理解哪些细胞是目标,并从更细节的角度研究组织传输通道。”博朗说道。

有些药物能够独自穿透细胞膜,但很多药物,尤其是rna和dna基因药物,是带电的分子,它们会被细胞膜所阻隔。这些药物必须通过内吞作用进入细胞,在这个过程中细胞会吞没并吸收分子。“一般需要纳米粒子作为载体来保护药物并护送它进入细胞,”博朗说道。“而这正是我们所要测量的:通过内吞作用载体的内在化。”

由于纳米粒子有一个核心壳结构,研究人员可以实现不同的表面涂层并对比各自肿瘤目标选择和内在化的效率。通过使用不同的目标受体转换表面药剂从而实现不同疾病的目标选择——或者细菌的目标生物体。根据博朗表示,这一方法应该能够发展一种药物传输极大化的方法。

“这些新的纳米粒子拥有某些了不起的特性,在朝肿瘤传输目标药物相关的研究中它已经证明是一种非常有用的工具。”加州大学圣塔芭芭拉分校纳米医学中心和mcdb学院特聘教授埃尔基·鲁奥斯拉蒂(erkki ruoslahti)这样说道。“它们在治疗感染方面也有潜在的应用。由可抵抗所有抗生素的细菌导致的危险感染越来越常见,现在急需解决这类问题的新方法。银常被用作抗细菌药剂,而我们的目标技术或可能将利用银纳米粒子治疗体内任何地方的感染变为现实。”

新闻扩展:

纳米粒子可经水果等食物进入人体

随着纳米技术应用的日益广泛,越来越多的人开始关注纳米粒子可能对人体健康和环境带来的风险。据物理学家组织网日前报道,美国密苏里大学的研究人员日前发现纳米粒子残留能通过水果等食物进入人体,普通的清洗手段无法将其清除。相关研究发表在近日出版的《农业和食品化学》杂志上。

在过去的几年里,纳米材料在水处理、食品包装、农药、化妆品等行业的使用日渐增加。尤其是在农业和食品生产领域内的使用,更是让整个行业发生了翻天覆地的变化。这些纳米技术中有些能抑制有害微生物的生长,有些能让食物色泽更加诱人、口感更好,有些能让食品的保质期更长。

负责该项研究的密苏里大学食品科学副教授林孟石(音译)说:“市场上有超过1000种食品的生产都与纳米技术相关。但涉及纳米粒子对人体和环境的影响的相关研究却少之又少。我们的目标是找到识别和量化食品中的纳米粒子的方法,并尽快获取其毒性的相关信息。”

为此,林孟石和他的同事对能够穿透梨表皮的银纳米粒子残留进行了研究。首先,研究人员将梨浸入一种包含银纳米粒子的溶剂当中,之后再将其取出,以人们通常清洗水果的方式洗净。结果表明,虽然经过了彻底的清洗,但仍有不少银纳米粒子附着在果皮上,非但如此,一些体积更小的粒子还会穿过果皮进入到果肉当中。

林孟石说,这些纳米粒子对人体具有潜在的风险,因为它们有可能在人体消化环节再次迁移。当它们进入人体后,还有可能经血液和淋巴系统到达脾脏、大脑、肝脏和心脏等重要器官,这些潜在的危害不容忽视。

银纳米粒子可对有害细菌产生影响

新南威尔士大学的研究人员称,了解微生物是如何应对常被用于消费类产品中具有消毒性能的银纳米粒子是十分有必要的,该物质甚至在医疗和环保设备方面有一定作用。

南威尔士大学研究人员表示,尽管纳米银对某些病原体具有有效的抗菌性能,但过度使用银纳米粒子可导致有害生物的迅速适应,并得到其他潜在的有害生物。这一研究结果被发布在“small”杂志上,将银纳米粒子作为生物医学和环境设备的抗菌剂可产生巨大影响。

来自南威尔士大学化学工程学院的博士称,“我们发现,重要的天然能力在常见细菌中很广泛,这足以对纳米银的抗菌作用进行快速适应。这是证明这这种感应适应的首个证据”。

通过实验,新南威尔士大学的研究人员指出,纳米银对于抑制目标细菌(大肠杆菌)十分有效,但它的存在加速了细菌的适应性,并导致其他种类细菌的快速增长。

纳米银在抑制某些致病病原体方面的有效性是有据可查的,纳米银已经广泛被应用于医药领域,如被用于绷带和敷料中,它甚至被用于水的生态应用和空气净化系统中,以及被用于化妆品和洗涤剂中。

研究人员说:“纳米银抗菌活性并不是普遍的,这些产品的广泛应用应考虑到即将产生的不良后果”。研究人员称,这些不良影响在细菌芽孢中明显增加。

在相关论文中,科学家警告银纳米粒子广泛使用仍需要在抗菌机制适应度和保护细胞抗菌活性领域的深入研究。

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