一种新型高效生物可降解ε-多聚赖氨酸修饰阳离子聚合物抗菌剂的合成与性能（英文）

目前临床上使用的大多数抗生素杀菌或抑菌的主要机制为:选择性的作用于细菌细胞核酸和蛋白合成系统的特定环节,妨碍细菌生命活动,导致细菌死亡.然而,细菌形态结构完整性仍然保持,导致细菌产生耐药性.最近研究发现大肠杆菌和金黄色葡萄球菌感染是一些慢性疾病发生的重要因素.纳米颗粒能够选择性的作用于微生物表面,破坏细菌结构完整性,抑制细菌耐药性的产生.本文设计并合成一种生物相容性好且生物可降解ε-多聚赖氨酸修饰阳离子聚合物(EPL-PCL).该多聚物能够自主装形成单分散的纳米颗粒,且对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌具有广谱的抗菌活性.相比于ε-多聚赖氨酸,EPL-PCL纳米颗粒具有更强的抗菌活性.进一步研究发现,EPL-PCL纳米颗粒抗菌作用的主要机制为:(1)带正电的EPL-PCL纳米颗粒与带负电的细菌表面相互作用并穿透细胞壁和细胞膜,破坏细菌表面完整性,抑制细菌耐药性的生成;(2)EPL-PCL纳米颗粒暴露显著提高细菌内ROS水平;(3)ROS水平升高显著的破坏细菌细胞代谢,例如提高碱性磷酸酶活性破坏细菌磷的稳态平衡.因此,本文合成的可降解ε-多聚赖氨酸修饰阳离子纳米聚合物可以作为一种有效且广谱的抗菌剂,特别是用于病原菌感染的疾病.     

纳米生物效应与纳米毒理学中的剂量与表面化学效应关系（英文）

生命过程是由一系列发生在纳米尺度上的程序化、多级次、多步骤的化学、物理或生物学过程组成.有趣的是,在构成细胞的亚细胞器中或它们之间发生的这些复杂过程,很多需要对生物分子(如蛋白质、核酸等)进行纳米尺度空间上的精确调控,以维持生命过程的正常进行.因此,理解在纳米尺度下物质与生命体系的相互作用,对生命科学与纳米科学、化学、材料科学、医学、环境健康科学和毒理学等领域的交叉和融合,将提供独特的视点和启迪.本文从纳米化学的角度,系统归纳影响纳米材料在体内的生物蓄积、作用器官(或靶器官)和体内毒性的关键因素,主要集中在纳米表面化学修饰和剂量效应.由于已有的纳米材料很多,本文重点分析了碳纳米管、金属相关(金属和金属氧化物)纳米材料以及量子点在生物体内的蓄积规律、作用器官选择性及其体内毒理;它们的剂量效应;以及纳米表面化学修饰对其体内蓄积规律、作用器官选择性及其体内毒理的调控作用.最后,我们从纳米化学的角度讨论这个领域具有挑战性的科学问题以及建立概念性知识框架尚需要深入研究的方向.这篇综述是我们将纳米毒理学领域的知识系统化的持续努力的一部分.     

中华鳖病原维氏气单胞菌的分子鉴定及分子分类学研究

气单胞菌是一类人和水产经济动物的严重致病菌,用分子进化手段鉴定一株分离自红脖子病甲鱼病灶部位的菌HBJY01,同时探讨气单胞菌的进化地位.克隆HBJY01的16S rRNA和gyrB基因,鉴定该菌的属种.用16S rRNA和gyrB基因通过构建系统进化树和计算序列两两间遗传距离的方法,探讨气单胞菌的进化地位.HBJY01的16S rRNA和gyrB基因与维氏气单胞菌的相应基因同源性最高,经分子鉴定为维氏气单胞菌.气单胞菌应独立于弧菌科,单独形成一个科,即气单胞菌科(Aeromonadaceae).     

用于肿瘤血管栓塞治疗的智能型DNA纳米机器人

恶性肿瘤(癌症)是危害人类健康的一大杀手.肿瘤的快速增殖高度依赖于肿瘤血管的形成及血液供应,因此堵塞肿瘤血管饿死肿瘤细胞成为继放化疗、手术及免疫治疗之后的又一有效治疗策略.凝血酶(thrombin)可以高效地激活血小板并将纤维蛋白原转化为纤维蛋白,进而诱导血栓形成.而游离的凝血酶在血液中的半衰期很短,并且会引起非特异性的血栓形成,造成健康组织的损伤,大大地限制了该分子在肿瘤栓塞治疗中的应用.寻求可以将凝血酶精准递送到肿瘤组织局部的新方法,实现特异性肿瘤血管栓塞成为亟待解决的难题. DNA纳米折纸技术的快速发展使这一问题得以解决.本团队近期构建了智能响应性纳米机器人,将凝血酶精准高效地递送到肿瘤局部,诱导血栓形成,实现高效抑制肿瘤生长和转移的目的.本文将对该领域近年来的国内外研究进展和本实验室的研究成果进行简单概述,并对该技术领域的发展方向和前景提出一定的展望.     

DNA纳米机器药物递送研究进展

 天然分子机器是细胞正常功能（包括DNA复制、细胞内物质运输、离子平衡和细胞运动等）的重要执行者。受天然分子机器的启发,人工分子机器的概念被提出并逐步实践。DNA分子独特的理化性质使得其可作为自组装基元用于构建分子机器类纳米结构。DNA纳米结构具有形状可设计性、精确的可寻址性、结构动态响应性及良好的生物相容性,可以作为一种良好的药物递送载体材料。通过可寻址的负载特定功能元件从而构建DNA纳米载体和治疗型DNA纳米机器,可以靶向性地将药物传递到病变组织和细胞,响应性地释放药物,提高药物的细胞摄取率并降低其毒副作用,有望成为优秀的药物递送系统。基于DNA纳米结构的药物载体已经被用于递送小分子药物、寡核苷酸类药物和蛋白药物。以每类药物分子中的典型药物为例,介绍了DNA纳米载体和DNA纳米机器药物递送系统的研究进展,并讨论了其所面临的挑战及可能的发展趋势。     

利用表面化学修饰实现纳米结构电子发射性质的周期性调控

国家纳米科学中心&中科院高能所纳米生物效应与安全性联合实验室对碳纳米材料的修饰与基础性质及其生物效应研究方面进行了系列研究。2005年,他们与北京大学第三医院、国家纳米科学中心、中科院化学所研究人员合作,将金属钆(Gd)原子包含在一个约1nm左右的全封闭碳笼内,然后在碳笼外表进行适当化学修饰制成[Gd@C82(OH)22]n纳米颗粒,并利用动物实验、体外细胞实验和生化实验研究了它们的生物效应。结果发现这些纳米颗粒对肝癌细胞的生长抑止效果远远好于目前临床上使用的抗肿瘤药物———顺铂和环磷酰胺。而且他们发现,该纳米颗粒并不直接杀…     

不同AM真菌对矮菜豆抵抗臭氧胁迫的影响

高质量浓度O3(70μg/L)胁迫对矮菜豆的生长发育有明显的影响,它使矮菜豆株高降低26.1%,使开花期滞后1.7 d左右,同时使单株豆荚重显著降低53.0%.AM真菌对矮菜豆的生长发育有一定的促进作用,它可以缓解由于臭氧胁迫对矮菜豆的生长发育造成的不良影响,其中幼套球囊霉对矮菜豆株高生长抵抗臭氧胁迫能力比较强,株高显著高于对照,提高了15.4%.摩西球囊霉、根内球囊霉、地表球囊霉、聚丛球囊霉和幼套球囊霉分别使矮菜豆的单株平均产量比在高浓度臭氧熏气条件下未接种AM真菌的对照增加了30.4%,22.7%,15.6%,23.8%和30.6%.     

新型纳米药物克服肿瘤化疗抗药性

癌症是当今严重威胁人类健康的重要疾病之一。化学治疗(简称化疗)作为临床治疗癌症的重要手段,成为目前临床治疗恶性肿瘤最直接而有效的方法。然而由于肿瘤药物的高毒性和重复使用导致肿瘤细胞对化疗药物产生耐药性,这严重影响着临床化疗的效果,甚至最终导致化疗的彻底失败,90%以上肿瘤患者死于不同程度的耐药。耐药性问题一直是肿瘤化疗的最大瓶颈之一。逆转肿瘤细胞的耐药性,提高肿瘤细胞对化疗的敏感性,对肿瘤治疗意义重大。迄今为止,科学家一直在致力于提高化疗敏感度,克服肿瘤细胞的耐药性,但50年过去了并未解决根本问题,效果不佳。我们的最新研究发现,利用纳米颗粒容易进入细胞的特点,适当表面修饰的金属富勒烯纳米颗粒,不仅可以促进肿瘤细胞对顺铂的内吞,而且可以高效逆转肿瘤细胞对顺铂的耐药性,为克服肿瘤化疗的耐药性问题提供了全新的解决方案。     

纳米毒理学与安全性中的纳米尺寸与纳米结构效应

纳米生物效应与安全性是纳米科学中既具有基础科学意义, 又事关纳米科技应用前景的关键问题, 是纳米技术可持续发展的核心. 国际上普遍认为, 纳米技术的未来发展取决于两大主要瓶颈能否取得突破: 一是纳米尺度上的可控加工与大规模生产技术; 二是纳米安全性知识体系与评价方法. 针对后者, 欧洲和美国都提出了“没有安全数据, 就没有市场”(“No Data,No Market”)的方针. 为了保障科技和市场的优先权, “科技要领先, 产品要安全”已成为发达国家的国家战略. 为此, 在短短5 年内已经形成纳米毒理学这个新兴学科, 阐明在纳米尺度下物质的毒理学效应. 本文重点分析纳米毒理学与纳米安全性中的纳米尺寸效应、纳米结构效应这两个重要的科学问题及其研究结果, 同时简单讨论剂量-效应关系这个传统毒理学的中心法则在纳米毒理学中的变化情况, 讨论未来的相应研究内容和方向, 同时也帮助读者更为科学、理性地认识和理解物质在新的纳米尺度下所固有的生物学特性, 包括毒理学特性.     

纳米尺度物质的生物环境效应与纳米安全性

纳米尺度的物质进入生物、环境以后,与生命体和环境的相互作用过程以及所产生的生物环境效应,是一个新兴的、典型的学科交叉领域。本文主要介绍了纳米生物环境效应的科学问题,并结合国内外已有的实验结果分析了纳米尺度物质可能产生的新的生物效应以及对生物环境健康与安全的潜在影响。本文认为:纳米生物环境效应的研究必须与纳米科学技术的发展同步进行;纳米技术有可能成为人类第一个在其可能产生负面效应之前,就已经过认真研究,引起广泛重视,并最终能安全造福人类的新技术。