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2019 - 10 - 30
納米生物醫學是納米科技與生物醫學的交叉融合,是利用納米技術(包括納米材料)研究生命體的特征,發現新的生命現象和規律,為人類健康和疾病診斷與治療提供新的理論和方法。隨著納米生物醫學的發展,尤其是納米材料的獨特物理、化學及生物特性的發現和應用,新的診療技術不斷出現,一些傳統醫療技術及認識被改變,這些納米材料本身已經成為重要的診療制劑(或藥物)。圖1. 基于金屬、聚合物、半導體量子點、碳基材料、脂質體的納米材料診療制劑在癌癥的診療中的應用[1]1           磁性納米材料具有非常豐富的磁學特性,如超順磁性、Neel弛豫、Brownian弛豫、磁滯效應、磁各向異性、磁偶極相互作用、交流磁熱效應、磁場梯度中的運動特性等,因而在生物醫學中發展了豐富的應用,如磁共振成像對比劑、磁靶向藥物載體、細胞與生物分子分離、生物傳感與檢測以及磁感應腫瘤熱療等。最著名的臨床應用包括美國Advanced Magnetic公司及德國Schering公司等開發出的磁共振造影劑產品,以及德國MagForce公司開發的基于納米氧化鐵磁性液體(Nanotherm®)神經膠質瘤磁感應熱療技術,這些FDA批準的納米產品在臨床上的實際應用極大地鼓舞了納米生物醫學的發展。2                  金屬納米材料 如金、銀納米顆粒,具有獨特的表面等離子體共振等光學特性,在基于表面增強拉曼散射的生物傳感與成像、生物標記暗場成像、金標免疫層析試紙條、腫瘤光熱治療等領域有重要應用。3                 半導體納米...
2017 - 07 - 31
生物傳感器是將物理化學轉能器與生物活性材料結合在一起對被分析物進行高選擇性識別的監控與檢測設備。近年來,納米材料已經被廣泛地應用于構建生物傳感器,提高生物傳感器的靈敏度、選擇性、重現性,在臨床診斷、環境監測、食品工業等方面得到了高度重視和廣泛應用。生物傳感器中最常用的納米材料包括:貴金屬納米粒子/納米陣列、磁性納米材料、碳基納米材料、半導體量子點等。采用納米材料構建生物傳感器,可以增加傳感界面的比表面積、改變傳感界面的性能,從而顯著增加傳感界面上生物活性材料的活性位點,提高傳感界面的信噪比。利用納米材料的吸附、信號放大、催化以及特殊的熒光信號與增強光譜信號性能,可以顯著增強傳統方法檢測的靈敏度與特異性[1]。基于納米技術所創造的傳感器具有尺寸更小、耗能更少、靈敏度更高、選擇性更好、無線操作、生物相容性等優點,可應用于疾病的早期診斷及監測;若將納米生物傳感器與DNA測序基因分析及篩選技術相結合,可為個性化治療提供可能性;納米生物傳感器還可以作為可調、可攜帶并可植入無線裝置的個體健康監護裝置在臨床和門診中使用。基于納米材料與技術可以發展多種生物檢測與傳感的方法與技術,其能顯著提升檢測的靈敏度、特異度、準確度等性能,并且具有小型化、便攜式、低成本等優勢,其交叉創新特點又為產品提升和建立自主知識產權提供了幫助,因此納米生物檢測領域得到了廣泛研究并被產業界關注和推崇。圖1. 納米生物傳感器在各種領域的應用東納生物具有自主研發,與國際產品水平相當的系列微納米磁性材料、金(銀)納米材料、熒光微球等產品,可以作為納米生物檢測的基礎材料,為廣大生物檢測研究領域的科研人員和工業界產品開發提供了強有力的工具,在磁分離、磁捕獲、磁標記、磁傳感、納米酶信號放大、電化學檢測、金標免疫層析、暗場免疫組化、表面增強拉曼檢測、表面等離子體共振檢測、熒光免疫層析、化學發光、分子診斷等領域被廣泛應用。另外東納生...
2019 - 10 - 31
分子影像(Molecular Imaging)是運用影像學手段顯示組織水平、細胞和亞細胞水平的特定分子,反映活體狀態下分子水平變化,對其生物學行為在影像方面進行定性和定量研究的科學。由于分子影像技術既突破了傳統醫學影像技術只能顯示生物活體解剖結構變化的局限,又改變了傳統離體方法不能在體連續觀測藥物作用機理及治療效果的局面,這為探索疾病的發生、發展和轉歸,以及評價藥物的療效,起到了連接分子生物學與臨床醫學的橋梁作用。因此,分子影像不僅對于提高重大疾病的臨床早期精確診斷和個體化有效治療有著重要的應用價值,也對于重大疾病的基礎生物醫學研究和探索有著重大意義。由于分子/納米探針的濃度只有納克或皮克量級,因而對分子探針的性能和探測儀器靈敏度提出了很高的要求。在目前醫學影像及小動物顯微影像設備的基礎上,通過高性能分子/納米探針設計、多模式化及采用合理的信號放大策略,是進一步提高分子成像特異性、敏感性和信噪比的關鍵和重要方向。由于納米材料與生物大分子可比的尺寸及其獨特的物理化學特性,納米材料和技術的發展為此提供了重要的解決方案,并且取得了許多重要的研究進展,如,磁性納米粒子作為MRI探針大大提高了影像對比度,半導體量子點為光學影像提供了多色高亮度熒光標記,以納米粒子為平臺構建多模式納米探針可以進行多模態分子成像。多模態對比劑是指通過一次注射一種對比劑,便可同時進行CT、MRI、熒光等兩種或兩種以上影像設備聯合成像的對比劑。借助不同的納米技術平臺將兩種或多種對比劑整合為一,形成一些新型的聯合對比劑,即多模態對比劑,可同時用于不同影像設備的檢測,實現多種顯像模式的優勢互補。這種all-in-one的納米粒子平臺的設計思路在醫學診斷中具有非常重要的現實意義。多模態造影劑的應用,一方面能夠得到更全面更為真實的診斷疾病信息,有效提高診斷準確度,另一方面可減輕病人用藥的痛苦,減少多次用藥帶來的毒副作...
2019 - 10 - 31
“診療(Theranostics)”一詞最早見于2002年,Funkhouser 在其文章中描述 “theranostics” 為 “material that combines the modalities of therapy and diagnostic imaging”。現在theranostics通常用來指圖像引導的治療方法,或者指將診斷成像和治療功能結合為一體的制劑或藥物。納米診療(Nanotheranostics)則是將納米技術應用到診療中,即使用納米粒子作為載體實現診斷成像和治療的結合。圖1. All in One納米診療平臺臨床上相對分離的診斷與治療方式存在一些不足,如在治療過程種不能同時跟蹤治療效果。納米載體,尤其是一些無機納米載體具有良好的光學、電學、熱學、磁學、放射學等特性,可以在X射線、磁場、超聲、可見-近紅外光、放射性核素等刺激響應下呈現出與組織不同的影像學現象,可以用于研究藥物載體在體內的靶向輸運、分布、富集和代謝過程,對腫瘤進行靶向成像,以及優化治療方案等。另外,一些具有光熱轉換能力或含有高原子序數的多功能納米藥物載體可作為光熱治療試劑或放療增敏劑。這些集整合藥物靶向運輸、活體示蹤、藥物治療和預后監測等功能于一體的多功能納米藥物載體將提高藥物的利用效率,減輕藥物毒副作用。[1-2]納米診療將成為個體化醫療(精準醫療)的重要工具,是為了使醫生能夠同時監測藥物的體內分布和釋放,并對治療效果進行無損和實時的評估,從而進一步根據每個患者的個人反應和需求,制定個體化治療計劃,提高治療效果并降低毒副作用。納米診療一體化中最核心的部分就是構建具有靶向/成像/治療多種功能于一體的納米載體。納米載體的物理性質、成分、表面化學、以及所選擇的靶向分子均會影響納米載體在生物傳感、生物成像、藥物遞送、活體安全性、藥物活體釋放等方面的性能差異。南京東納生物科技有限公司經...
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