來自中科院理化技術(shù)研究所納米材料可控制備應(yīng)用研究室的研究人員在唐芳瓊研究員的帶領(lǐng)下，在研發(fā)新型納米生物材料的同時(shí)一直致力于納米載體材料的生物安全性和生物學(xué)效應(yīng)研究。近期他們在不同形貌介孔二氧化硅的體內(nèi)行為方面的研究又取得了新進(jìn)展。研究成果在線發(fā)表在《ACS nano》雜志上。

    介孔二氧化硅納米材料作為藥物載體具有極高的載藥量和可控釋放行為，又可以作為一種多功能化的平臺，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域尤其是癌癥的診斷和治療方面已表現(xiàn)出巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值，有望成為新一代的藥物載體。然而，無機(jī)納米材料的生物安全性問題一直是其向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化的重要障礙。研究納米載體材料的生物安全性和生物學(xué)效應(yīng)，對解決無機(jī)納米材料的毒理學(xué)、健康及環(huán)境問題和推動納米材料的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用都具有重要的意義。

    為了研究形貌對介孔二氧化硅體內(nèi)行為的影響，研究人員設(shè)計(jì)了一系列不同長徑比的介孔二氧化硅納米材料，并選取長棒和短棒兩種具有代表性的材料，研究了它們靜脈注射后在小鼠體內(nèi)的代謝分布、排泄途徑和生物安全性。研究發(fā)現(xiàn)，形貌和表面性質(zhì)共同影響靜脈注射的介孔二氧化硅體內(nèi)的代謝分布和排泄。兩種材料主要分布在肝臟，脾臟和肺臟，都可以快速從尿液和糞便排泄。形貌不僅改變介孔二氧化硅在肝臟、脾臟和肺臟等器官中的分布規(guī)律，也影響介孔二氧化硅經(jīng)尿液和糞便從體內(nèi)排泄的速度。同時(shí)，臨床使用劑量的兩種形貌的介孔二氧化硅在體內(nèi)均具有良好的生物安全性。

    這一研究成果對于指導(dǎo)介孔二氧化硅納米材料以及非球形納米材料的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用具有重要的意義。審稿人認(rèn)為，該研究“關(guān)注了一個(gè)非常重要的領(lǐng)域，并取得了有意義的結(jié)果。如果分布和代謝問題能被解決，這些材料最終可用于臨床的成像和治療”。

    該研究獲得國家科技部“863”項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持。

    此外，不久前該研究室在酶生物傳感器研發(fā)中亦取得了突破性進(jìn)展，研究人員稱他們開發(fā)的新型生物傳感器可實(shí)現(xiàn)對乳酸脫氫酶（LDH）及血清中葡萄糖濃度的快速、高效檢測。此方法拓展了納米材料的應(yīng)用領(lǐng)域，為開拓生化檢測分析的新途徑提供了可供參考的實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)，促進(jìn)了酶生物傳感器的實(shí)用化發(fā)展。與該研究成果相關(guān)的2篇論文相繼發(fā)表在國際電化學(xué)與傳感器領(lǐng)域影響因子排名第一的雜志《生物傳感器與生物電子學(xué)》（Biosensors and Bioelectronics）上。相關(guān)工作已申請2項(xiàng)中國發(fā)明專利。