碳纳米材料在生物医学领域的应用

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1、碳纳米材料在药物/基因载体领域的应用摘要：纳米材料已发展成为一种新型材料，纳米材料曲于其独特的物理化学性质，如小尺寸效应、巨大比表面积、极高的反应活性、量子效应等，成为当今世界三大支柱科学之一。碳纳米材料主要包括碳纳米管、富勒烯、墨烯、纳米钻石及其衍生物等，是纳米材料领域重要的组成部分。由于其独特的理化特性，它们在生物医学领域具冇广泛的应用前景。另外，各种形式的碳纳米材料将以不同途径进入人们的生活，纳米材料的生物安全性问题也正受到世界各国科学家的广泛关注。本文综述了这四类碳纳米材料在药物/基因载体领域的应用现状，最后，讨论了该领域

2、未来的研究内容和方向。关键词：碳纳米材料碳纳米管富勒烯石墨烯纳米钻石载体ApplicationofCarbon-BasedNanomaterialsindrug/genecarrierFieldAbstract:Nanomaterialshasbecomeakindofnewmaterial,nanomatcrialsduetotheiruniquephysicalandchemicalproperties,suchassmallsizeeffect,hugespecificsurfacearea,highreactionacti

3、vity,quantumeffects,andbecomeoneofthethreepillarsofworldsciencetoday.Carbon-basednanomaterialsisanimportantpartinthefieldofnanomaterials,theirincludingcarbonrmnotubes,fullerenes,graphene,nanodiamondandtheirdcrivativcs.Duetotheiruniquephysicalandchemicalproperties,they

4、havebroadapplicationprospectsinthebiomedicalfield.Inaddition,variousformsofcarbon-basednanomaterialswillenterpeople"slifeindifferentways,andthebiologicalsafetyofnanomaterialsisalsobeingwidelyconcernedbyscientistsaroundtheworldThisarticlereviewsthepotentialapplications

5、ofallfourtypcsofcarbon-basednanomaterialsinthedrug/genecarrier.Inaddition,thebiosafetyissueisalsoreviewed.Keywords：carbon-basednanomaterials；carbonnanotubes；fullerene；graphene；rmnodiamond；carrier1引言当物质进入纳米尺度吋，会展现出特有的理化性质，如：小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等。随着纳米技术的不断发展，各种纳米

6、材料逐渐进入了我们的视野。碳纳米材料主要包括碳纳米管、富勒烯、石墨烯和纳米钻石及其衍生物，是冃就应用非常广泛的一类纳米材料，现有的研究结果表明，碳纳米材料在组织工程、跖物/基因载体、生物成像、肿瘤治疗、抗病毒/抗菌以及生物传感等生物医学领域中具冇潜在的应用前景。虽然，对于纳米材料的研究才刚刚起步，但其发展速度极快，将纳米材料与生物医学融为一体，为生物医学工程的进一步研究发展提供了更加广阔的空间和平台。2碳纳米材料的应用2.1药物载体碳纳米管是Lijima于1991年发现的一种新型纳米材料，是一种由碳原子sp?杂化形成的右墨烯片层卷

7、成的无缝、中空的管体。英独特的屮空结构和纳米管径，为容纳药物或生物特异性分了提供了有利的空间，但由于它不溶于任何溶剂，限制了它在生物医学领域的应用。所以，对其表面进行修饰，可以提高它的水溶性、生物相容性及靶向性。据报道，通过对单壁碳纳米管进行修饰，在其表面连接叶酸就可以靶向叶酸受体阳性的肿瘤细胞，在红外线的照射下特杲地杀伤肿瘤细胞，但对正常细胞不会造成不良影响。Liu等合成了可以作为抗癌药物紫杉醇载体的聚乙二醇修饰的碳纳米管，结果表明，与紫杉醇相比，碳纳米管载纱提高了药物的穿透性及在血液循环中的停留时间，对肿瘤的生长起到了很好的抑

8、制作用，但对正常细胞没冇毒副作用。欧忠敏等以SWCNTs为载体，将整合素avP3单克隆抗体作为肿瘤靶向分子标记在SWCNTs上，构建基于碳纳米管的新型肿瘤靶向探针，通过人脐静脉内皮细胞HUVEC和高度表达整合素avB3的人脑神经胶质瘤细胞U87MG