碳纳米管在生物分子运输中的应用

时间:2019-03-26 01:06:26 来源:科尔沁左翼中旗资讯网 作者:匿名



1控制释放药物分子

纳米科学(纳米技术)是指研究粒径在1到100nm之间的物质的物理和化学性质和功能的科学,并且直接操纵单个原子和分子来组装和创建特定的功能研究领域。对于药物的研究,可以适当放宽纳米技术中粒度级的概念。在药房中,纳米颗粒的粒度范围通常为1至1000nm,包括高于100nm的亚微米离子。所谓的纳米药物传递系统通常包含两个方面。:首先,根据病理变化将药物输送到指定的病灶,并发挥药物的最大作用,并使对正常组织的损伤最小化。其次,药物受到控制。释放速率允许将血液浓度控制在安全有效范围内,从而减少给药剂量,减少或避免毒副作用。简而言之,它是一种药物传递系统,它结合了制剂的特异性和药物释放的可控性。该药物递送系统的优点是增强的药物功效,降低的药物毒性和改变的药物体内过程。纳米药物可以口服,局部或非胃肠道方式给药,并且特别适合作为癌症化学疗法的抗肿瘤药物的载体,递送抗生素以治疗细胞感染,以及递送肽和蛋白质药物。等,或作为疫苗递送的证据。

除了药物分子在碳纳米管表面上的吸附外,多壁纳米管在末端(直径在2到10nm之间)提供的孔可以携带适当大小的生物分子,这减轻了药物的运输分子。由于免疫系统和酶在体内的影响,它在到达作用部位之前会降解。研究已经证实,小分子的蛋白质,如内胺,可以进入碳纳米管的空腔。同时,内部丑陋氨基酶的催化作用在酞菁水溶液中的比较酶蛋白中没有变化。这些事实证明碳纳米管不会在进入它们的生物分子中引起显着的结构变化。 DNA也可以进入碳纳米管,荧光检测检测到DNA确实被纳米管传输。因此,纳米管的传输功能已经产生了实际应用。由于一般生物体不吸收波长为700-1100nm的近红外光,因此单壁碳纳米管在该范围内具有强吸收。因此,一旦纳米管可以选择性地转运DNA,它们可以通过长时间强烈的热辐射杀死纳米管中的核酸来选择性地治疗癌症。蛋白质也可以通过纳米管运输。产碱链球菌(临床上用于抗癌的蛋白质,缩写为SA)由于细胞渗透性而不能自发地进入人白细胞早幼粒细胞(HL60)和T淋巴细胞。实验表明,一旦将碳纳米管添加到系统中,该过程可以成功地发生。科学家们继续扩大该系统,将蛋白质扩展到蛋白质A(SpA),牛血清白蛋白(BSA)和细胞色素c(cyt-c),而细胞则成为人宫颈癌细胞(HeLa)和成纤维细胞(NIH)。 -3T3成纤维细胞)这些粘性或非粘附细胞。结果仍然相同,在添加碳纳米管传输载体材料后,蛋白质自发地进入细胞。2在生物传感器中的应用

生物传感器是使用生物学原理来检测或测量化合物的装置。通常,待测物质扩散到生物活性物质中并被生物活性单元(例如,酶,抗原,抗体,核酸,细胞,组织等)识别。发生生物亲和反应或生物催化反应,然后通过相应的物理或化学传感器将产生的信息转换为可量化和可处理的电信号,然后通过二次仪器放大并以选择性,高灵敏度输出到生物传感器,复杂系统中的快速分析速度,低成本和连续在线监控,特别是其高度自动化,小型化和集成,使其近几十年蓬勃发展。

碳纳米管被用作传感器电极材料,不仅是因为一维纳米材料的物理和化学性质,而且还因为碳纳米管具有的独特性质,例如高表面活性,大比表面积和各种各样的特性。表面修饰。官能团等可以提高碳纳米管电极处的生物活性单元的定影效率,并且是理想的电极材料。与传统的固态碳传感器相比,碳纳米管制造的传感器具有高响应速度,高灵敏度和宽检测范围。因此,碳纳米管的应用为生物传感器的发展带来了新的机遇。目前根据生物敏感材料分类,基于碳纳米管的生物传感器可分为:酶传感器,免疫传感器,微生物传感器,细胞传感器,光生物传感器和组织传感器。

酶生物传感器是研究最多的,用于基于碳纳米管的生物传感器,是生物传感器最典型的代表。酶传感器主要由固定化酶膜和换能器组成。:在化学电极的敏感表面上组装固定的酸性膜。固定化酶膜可以选择性地“识别”检测到的物质,产生酶促反应并产生电极活性。物质;换能器将发酵促进反应中的底物或产物的变量转换成电信号,然后由仪表显示。响应信号和基板浓度之间存在线性关系,从而测量被检测物体的浓度。

免疫传感器是通过利用抗原和抗体之间的特异性和亲和力将抗体或抗原与电极组合的检测装置。免疫传感器更适合开发连续,可重复使用的毒物监测设备。使用抗体和抗原的特异性结合,检测在膜上产生抗体和抗原的复合物的潜在变化,从而获得不同的反应。免疫测定是高度选择性的,例如,抗体只能识别一种毒性剂,并且可以区分具有相似性质的同源物,异构体甚至立体异构体。此外,抗体具有比酸更好的特异性,并且抗体和抗原的复合物相对稳定并且不易分解。因此,对基于碳纳米管的免疫传感器的研究也受到广泛关注。引用:

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[关键词]药物分子控释,生物传感器,酶生物学,AOC官方网站

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