20:40 2020年10月26日
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俄羅斯國家研究型工藝技術大學的科研人員與莫斯科羅蒙諾索夫國立大學、俄羅斯庫爾恰托夫研究所、俄羅斯門捷列夫化工大學、倫敦帝國理工學院、日本金澤大學的科研團隊利用他們研制的納米電極找到了在活細胞中分析納米材料毒性的方法。尤其在治療癌症過程中,這種方法可以通過快速分析化療藥物毒性來預測患者的存活率。因納米電極法可以在活體單細胞中進行分析,而不需要使用動物實驗,所以該技術對藥物臨床研究具有重大意義。Scientific Reports雜誌發表了這一研究成果。

迄今,尚未有在不破壞細胞基礎上對細胞內部毒性進行分析的辦法。因此,國際科研團隊中來自俄羅斯國家研究型工藝技術大學的科研人員決定發明一種可以利用納米毛細管的方法,這種納米毛細管通常運用在離子掃描顯微術中。科研人員對納米毛細管進行了改造,用碳進行填充,同時在其端部塗上鉑。這樣一來,納米毛細管變為納米電極。這種納米電極不僅可以觸摸細胞,還可以進入細胞內部,而在細胞上形成的納米刺孔會在拔出納米電極時瞬間愈合。

通過對納米電極進行的反復測試表明,它可以測定活性氧含量、PH值、三磷酸腺苷值、葡萄糖及銅離子含量,同時也可以更廣泛地應用。例如,可以用來測量任何一種藥物在作用於活細胞時產生的毒素濃度。其中,科研人員將這一方法用於測量磁性納米粒子毒性,磁性納米粒子已被用於包括化療在內的臨床治療中。

磁性納米粒子廣泛用於靶向藥物傳遞、磁共振成像的造影劑、高溫療法(高溫清除內部腫瘤)及放射性核素治療。科研人員需要對過多使用類似粒子是否會對患者造成傷害進行評估。因此,研制可高效分析生物反應和預測毒性的方法就顯得尤為重要。

現已知磁性納米粒子在細胞內部形成活性氧。活性氧 — 是即可通過自然新陳代謝,也可通過電離輻射作用而形成的氧離子、自由基和過氧化物。細胞中活性氧含量的增高通常會導致氧化應激,使細胞因氧化受損。也就是說,細胞內活性氧含量的增加是細胞含有毒性的首要症狀之一。俄羅斯國家研究型工藝技術大學通過這一現象,依據對活性氧的測定來評估磁性納米粒子的毒性。

科研團隊成員,俄羅斯國家研究型工藝技術大學生物醫學納米材料實驗室首席研究員亞歷山大·葉羅費耶夫向俄羅斯衛星通訊社講述說,“我們在碳納米電子基礎上研制出了穩定的探子,碳納米電子在塗上催化活性鉑層後可測定細胞內部的活性氧。這一方法的靈敏性明顯高於標準的活性氧測定方法:原有的技術無法發現活性氧的相關差別"。

科研團隊稱,使用這一方法分別對氧化鐵納米粒子(大小為十納米)作用前後的癌細胞內活性氧含量進行了測定,測定結果發生較大變化。就是說,這種新方法可以作為快速分析化療效果的基礎。

科研人員強調指出使用納米電極進行分析的重要性和前景。他們認為,這種方法可以保證更快速、靈敏、經濟有效地評估單細胞中納米粒子的毒性。

關鍵詞
納米電, 俄羅斯
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