納米金在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

王海青 寶雞文理學(xué)院

納米金在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

王海青 寶雞文理學(xué)院

納米金具有表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等物理特性，同時又兼具良好的生物相容性，因此其在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究中具有非常重要的價值。本文綜述了納米金理化性質(zhì)，并且對其在腫瘤治療等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了深入地探討，最后對納米金在生物領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

納米金 性質(zhì) 生物應(yīng)用 靶向放射治療

1 引言

納米金是指直徑為1-100nm的微小金顆粒，顆粒的尺寸可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。納米金具有表面效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)，生物相容性好、電密度高和優(yōu)異的光電性能等，被廣泛的應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。在生物領(lǐng)域，例如：DNA、蛋白質(zhì)、抗體共軛的金粒子在電光學(xué)顯微鏡下呈現(xiàn)出可見的顏色。利用納米金團(tuán)聚或分散產(chǎn)生的肉眼可見的顏色變化，將納米金顆粒制成生物探針，根據(jù)光譜技術(shù)測定光譜的變化檢測某種物質(zhì)等。納米金顆粒在生物檢測中得到廣泛的應(yīng)用。目前，惡性腫瘤已是一類嚴(yán)重威脅人類健康和生命的疾病，放射治療是醫(yī)學(xué)中治療惡性腫瘤的一種強(qiáng)有力的手段。為了降低放射治療的生物毒性、減弱副作用，靶向放射治療成為研究的熱點。納米金顆粒優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)、輻射敏化性質(zhì)等，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的靶向放射治療中具有很大的發(fā)展?jié)摿?。本文主要對腫瘤治療中的靶向放射治療中的應(yīng)用進(jìn)行探討，并對其發(fā)展方向進(jìn)行展望。

2 納米金的性質(zhì)

納納米金粒子的直徑很小，所以它的分子有許多特殊的表面效應(yīng)，它具有的物理效應(yīng)導(dǎo)致它有著與其他分子不一樣的特性，比如：小尺寸效應(yīng)在一定的情況下使它具有很強(qiáng)的吸附性等。同時，納米金因為自身共振產(chǎn)生的能量遷移出現(xiàn)了熒光特性在目前的研究中已經(jīng)廣泛被使用，此外，納米金是由金原子所組成，從化學(xué)反應(yīng)上來講，是一種比較穩(wěn)定的物質(zhì)，不容易被氧化，所以它具有強(qiáng)的抗氧化性。

3 納米金在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

3.1 納米金在靶向放射治療中的應(yīng)用

早期發(fā)現(xiàn)了X射線、放射性元素等，對其進(jìn)行研究，很快的放射線就被應(yīng)用在了疾病的治療尤其是癌癥的治療當(dāng)中，雖然放射治療的研究和效果都相對比較成功，但是它會給病人帶來無法避免的嚴(yán)重的副作用或治療后癌癥復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移的情況，面對這樣的困難，人們將放射治療的發(fā)展方向轉(zhuǎn)移到了開發(fā)低毒性、靶向性治療的方法。隨著人們研究發(fā)展方向的轉(zhuǎn)變，納米材料也將開拓新的方向，在靶向放射治療中納米材料特別是納米金材料起到了良好的作用：在腫瘤組織靶向的標(biāo)記上納米金材料，在其組織上積累，并且提高了放射治療的效率；同時，在靶向放射治療的研究中利用納米金自身良好的輻射敏化性和較強(qiáng)的光學(xué)性質(zhì)是一個不錯的選擇。上述我們講了納米金探針的設(shè)計，這個設(shè)計是把納米金顆粒進(jìn)行正向累積，累積到所研究的腫瘤組織中，然后根據(jù)它自身的特點導(dǎo)致了它所在區(qū)域的放射率的增強(qiáng)，而且它把自身吸收到的入射光的能量可以轉(zhuǎn)變成熱量，這種強(qiáng)大的熱量可以將區(qū)域中的癌細(xì)胞殺死，這時它表面的藥物也會釋放出來，進(jìn)而能夠大大的提高治療的效果。因此，納米金能夠作為輻射敏化劑應(yīng)用在輻射治療中也可以利用光熱效應(yīng)輔助放射治療。

3.2 納米金復(fù)合物在腫瘤診斷和治療中的應(yīng)用

納米金復(fù)合物是由直徑為1-100nm的金粒子經(jīng)過修飾和功能化后制備而成。納米金粒子的大小、形狀、結(jié)構(gòu)各不相同，隨之性質(zhì)也不同，根據(jù)不同的性質(zhì)可以將納米金復(fù)合物多方面應(yīng)用。在這里介紹兩種納米金復(fù)合物在腫瘤診斷方面的應(yīng)用：第一種，作為藥物載體的應(yīng)用，功能化的納米金材料可以作為藥物的載體將藥物靶向的傳輸?shù)侥[瘤部位，可以提高藥物在靶組織中的濃度、藥物的療效，同時減少了藥物的劑量、耐藥和全身毒副作用，也可用在轉(zhuǎn)移性腫瘤或多發(fā)腫瘤的治療中；第二種，光熱治療，納米金材料的光穩(wěn)定性和光熱轉(zhuǎn)化率都很好，納米金材料介導(dǎo)了的光熱治療，主要是用納米金符合進(jìn)行主動靶向或利用被動靶向的方式聚集在腫瘤部位，用近紅外激光進(jìn)行局部照射，納米材料的SPR效應(yīng)會將光能轉(zhuǎn)化為熱能，使腫瘤部位的溫度升高進(jìn)而達(dá)到殺滅腫瘤細(xì)胞的目的。目前，實驗證實了納米金材料介導(dǎo)了的光熱治療能夠有效的治療上皮癌、乳腺癌、結(jié)腸癌和前列腺癌等多種腫瘤。由于納米材料的自身特性，所以在診療一體化中，可以將納米金材料作為平臺，從而實現(xiàn)了診斷和治療的有機(jī)結(jié)合。

4 小結(jié)與展望

目前，納米金的特殊性質(zhì)和應(yīng)用等做了很多的工作，使納米金在生物醫(yī)療等方面有新的發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展。但是，目前對納米金的研究工作仍然處于初級階段，需要科學(xué)家對納米金進(jìn)一步的探索開辟更新的領(lǐng)域和更寬闊的研究范圍。

[1]艾桃桃.納米金在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用[N].陜西理工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版）,2010,26(4):63-68

[2]董守安,唐春.DNA識別、生物傳感器和基激光生因芯片中的納米金和銀粒子[J].貴金屬,2005,26(1):53-61

[3]姚翠萍.基于納米金光學(xué)性質(zhì)的分子檢測與應(yīng)用[N]物學(xué)報,2015(4):303-313

項目來源

校級項目ZK16137 DNA在微納通道中的特性研究。