纳米生物技术在水稻·玉米·大豆增产效益上的应用研究

[目的]研究纳米生物技术对玉米、水稻及大豆的增产效益,为纳米增效肥料的推广提供依据。[方法]在不同地区,设计不同的试验方案分别研究纳米增效肥料对玉米、水稻及大豆的增产效益。[结果]结果表明,与普通肥料相比,纳米增效肥料使水稻增产10.29%;使春玉米增产10.93%-16.74%,且有明显的促进玉米早熟的功能;使大豆增产28.81%,含油量增加13.19%,对我国培育非转基因高油大豆有重要意义。[结论]该研究是在多学科交叉的基础上进行的新的探索,开拓了纳米材料在肥料应用方面的新领域。

纳米生物技术促进蔬菜作物增产应用研究

2007年第一次将纳米生物技术用于农作物上,选用5～50纳米碳添加到肥料中,称为纳米增效肥料。两年来先后在萝卜、白菜、甘蓝、茄子、辣椒、西红柿、芹菜和韭菜等十几种蔬菜作物上进行了肥效试验,结果显示有20%～40%的增产效果;纳米增效肥料能促进蔬菜作物快速生长,可提早5～7 d上市,如白萝卜施肥后38 d长到83 cm,茄子施肥后20 d长到1.2 kg等;纳米增效肥料有节肥功能,同等产量水平可节肥30%～50%,如芹菜施用纳米增效碳铵比同等重量的尿素增产12%;纳米增效肥料能提高蔬菜的品质,如在辣椒维生素C含量上,纳米增效肥料比尿素提高1.5倍。经中国疾病预防控制中心检验,纳米碳属于实际无毒级物料。

我国纳米生物技术的医学应用及研究进展

纳米生物技术是纳米技术中的一个重要研究领域,在医学中有着广泛的应用前景。我国纳米生物技术的发展与先进国家相比,虽起步较晚,但近几年在生物医药领域的研究已取得一定的进展,主要集中在纳米药物载体、纳米诊断技术、纳米生物材料、纳米中药等方面。

纳米生物技术在外科的临床应用

纵观近几年来纳米技术的发展,纳米材料、纳米电子和纳米生物技术是纳米科学技术发展的三个主流方向。美国纳米技术的研究热点正由半导体芯片领域转向生物医学领域,纳米生物技术已经被列入美国的优先科研计划。我国纳米生物技术的发展,近几年在生物医药领域的研究已取得较大的进展,主要集中在纳米药物载体治疗与诊断技术、生物相容性材料、天然纳米生物材料、纳米中药等方面。目前纳米技术正处于取得重大突破的前夜,已经取得的令世界为之震动的系列成果,纳米生物技术也将高速发展,只有认识它、发展它,才有可能在未来的发展格局中占据有利地位。

表阿霉素α-聚氰基丙烯酸正丁酯纳米粒生物安全性的初步评价

目的进行新型抗肿瘤复合材料表阿霉素α-聚氰基丙烯酸正丁酯纳米粒(EPI-PBCA-NP)生物安全性的初步评价。方法使用SD大鼠进行慢性毒性试验,检查一般状态、血液学、心肌酶学、肝肾功能及重要脏器病理学以及可逆性观察等,判断EPI-PBCA-NP的生物安全性。结果低剂量EPI-PBCA-NP与对照组相比无明显差异,中、高剂量均表现出一定的毒性,随剂量的增加,毒性反应也更加明显。结论EPI-PB-CA-NP的生物安全需进行更深入研究,以确保临床使用和应用的安全。

纳米羟基磷灰石单壁碳纳米管复合骨材料细胞毒性实验研究

目的探讨纳米羟基磷灰石单壁碳纳米管复合人工骨材料的细胞毒性研究。方法MTT法检测正常对照组、HA/SWNT组、及阳性对照组(含0.64%苯酚的培养液)的细胞活性。结果复合材料各浓度浸提液与阴性对照组在同一时间比较,结果显示差异无显著性意义(P>0.05%),与阳性对照组比较差异有非常显著性意义(P<0.01)。结论HA/SWNT复合材料细胞毒性均在Ⅰ级以下,符合国家医用生物材料的细胞毒性要求。

生物可吸收可降解纳米材料的新进展

综述了可降解、可吸收性骨科材料的新发展。重点介绍了当前骨组织工程研究的热点,主要对自增强聚乳酸、珊瑚羟基磷灰石和天然氨基酸聚合物等可降解吸收骨科材料的性质、用途等做了较为详细的阐述。并对可降解吸收骨科材料的发展趋势进行了探讨。认为随着近年来“绿色化工”的发展以天然材料作为合成原料的骨科材料将是可降解可吸收骨科材料的发展趋势。

阿霉素纳米脂质体的生物学效应研究

目的系统研究阿霉素纳米脂质体的生物学效应。方法通过形态学观察、MTT试验、检测阿霉素纳米脂质体作用后,体外培养的癌细胞增殖活性的改变来评价阿霉素纳米脂质体体外抗癌活性。建立移植肿瘤动物模型,观察阿霉素注射液和阿霉素纳米脂质体对肿瘤的抑制作用、对动物一般状态的影响,并检测肝功能和骨髓像改变以评价阿霉素纳米脂质体的体内抗瘤活性。结果阿霉素纳米脂质体在浓度为10.0μg/mL时,对体外培养的S-180细胞,其抑制率79%,对其他癌细胞也有不同程度的抑制作用。阿霉素纳米脂质体,对小鼠实体瘤S-180的抑瘤率可达83.3%,生命延长率可达132.8%。结论在体外,阿霉素纳米脂质体对多种癌细胞有一定的抑制作用且各浓度点比游离的阿霉素纳米脂质体的抑制率更高。体内抑瘤实验,阿霉素纳米脂质体与游离阿霉素无显著性差异。

我国纳米生物医学高端创新人才需求预测分析及政策建议

本文在对我国纳米生物医学高端创新人才现状进行分析的基础上。根据人才需求的历史数据,利用灰色预测GM(1,1)模型的理论和方法进行了预测分析,并进一步针对发展需求提出了人才培养对策。

半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒的急性毒理实验研究

目的研究半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒经外周静脉用药的药物毒性。方法将受试动物分为8个剂量组,观察静脉给药后的急性毒性试验,采用Bliss法计算LD50,统计分析其对大鼠的外周血细胞和生化指标的影响。给予腹腔注射3次后,再皮下注射,观察其有无过敏现象发生。结果半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒的动物半数致死量为515.5mg/kg,同时肝、肾功能的损害和心肌酶学的改变也明显减轻。20只动物进行过敏实验,观察到一只动物有过敏现象。结论半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒是一种很好的新型改进性药物,它经过修饰后,明显的减轻了药物对心脏,肾脏和心脏的毒性损害作用。有望批量生产,在临床上推广试用。

促进我国纳米生物医学高端创新人才培养的对策

该文针对我国纳米生物医学高端创新人才现状,从人才培养环境、平台建设、专业教育、质量保障与评价机制、激励机制、选拔机制等方面提出人才培养的对策。特别强调加快学科带头人的培养,重在培养年轻的高端创新人才。

半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒体对外肝癌细胞杀伤作用的实验研究

目的研究半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒在体外对人肝癌细胞系HepG2的杀伤作用。方法应用电镜下的形态学观察,DNA电泳以及MTT法检测杀瘤活性。结果形态出现明显改变,电镜证实出现细胞凋亡;白蛋白磁性阿霉素纳米粒联合磁场(MADM-NP+M)组和半乳糖化白蛋白阿霉素纳米粒(Gal-ADM-NP)组抑制率及半数抑制率剂量相似(P>0.05),半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒(Gal-MADM-NP+M)组抑制率明显提高,半数抑制剂量明显降低(P<0.01)。结论实验结果表明,白蛋白磁性阿霉素纳米粒联合磁场、半乳糖化白蛋白阿霉素纳米粒、半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒都具有明显抑制体外培养肝癌细胞生长增殖的作用。半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒对人肝癌细胞杀伤作用较白蛋白磁性阿霉素纳米粒及半乳糖化白蛋白阿霉素纳米粒组为强,作用机制可能与半乳糖配体的特异性介导和人肝癌细胞上半乳糖受体的识别内吞作用及联合外磁场有关。

载端粒酶反义核酸PLGA纳米粒的表征及生物学效应

目的检测载端粒酶反义核酸聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)纳米粒的表征及生物学效应,分析其粒径范围、载药量及生物相容性。方法以激光粒度分析仪测定纳米粒的粒径分布及平均粒径,紫外分光光度法测定反义核酸装载量,双室扩散法研究纳米粒的体外释药特性,核酸酶解法检测纳米粒对反义核酸的保护作用,MTT法研究纳米粒的细胞毒性。结果纳米粒的平均粒度为201nm;包封率为67.3%,载药量为3.66%。纳米粒体外释放开始阶段存在突释期,5d后释放量开始稳定,15d后仍有核酸释放。纳米粒中的核酸在37℃,经核酸酶消化1h后,仍然保持结构的完整、未被降解,而裸核酸在同样条件下30min即被完全降解。纳米粒对细胞的生长抑制与空白对照差异无显著性。结论制备的端粒酶反义核酸-PLGA纳米粒稳定性、生物相容性好,以PLGA纳米粒作为载体可保护反义核酸免受核酸酶的降解。但PLGA纳米粒的反义端粒酶核酸载药量偏低,需进一步改进制备方法,提高载药量。

阳离子氧化铁纳米粒作为基因载体的体外实验研究

目的探讨阳离子氧化铁纳米粒(Cationic IONPs)的制备及其作为体外基因载体的可行性。方法改进的共沉淀法制备Fe3O4纳米粒,利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)进行表面修饰。利用原子力显微镜,激光粒度分析仪,琼脂糖凝胶电泳等手段对Cationic IONPs的形貌、粒径、Zeta电位、DNA结合能力等进行表征。以增强型绿色荧光蛋白质粒(pEGFP-C1)作为靶基因,荧光显微镜和流式细胞仪分别观察和测定Cationic IONPs和脂质体体外转染效率。结果Cationic IONPs粒径为(32.1±1.8)nm,在pH=7条件下,Zeta电位为(13.5±1.6)mV,与质粒质量比为1:1时结合效率最高,可以携带pEGFP-C1进入细胞并获得表达,转染效率为(32.8±5.2)%,高于阳性对照组LipofectamineTM2000转染效率(28.8±5.6)%。结论氨基硅烷偶联剂修饰的氧化铁纳米粒是一种可用于体外转染的新型非病毒载体。

半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒对肝癌细胞株侵袭力的影响的实验研究

目的研究半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒对肝癌细胞株HepG2侵袭力的影响。方法应用半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒于HepG2细胞,并设A组:RPMI-1640对照组、B组:普通盐酸阿霉素组(ADM)、C组:磁性白蛋白阿霉素纳米粒联合磁场(MADM+M)组、D组:半乳糖化白蛋白阿霉素纳米粒(Gal-ADM)组、E组:半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒联合磁场(Gal-MADM+M)组。药物作用后以β-actin基因作为参照,半定量的逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测Cathepsin B-mRNA的表达差异,应用Transwell小室检测体外侵袭力的变化,并用裸鼠肝癌皮下转移模型检测对体内侵袭力的影响。结果半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒作用HepG2肝癌细胞后Cathepsin B-mRNA表达降低较其他各组更为明显且有显著性,侵过小室滤膜细胞数目减少于其他各组且差异有显著性(P<0.01),裸鼠肝癌生长明显受到抑制(P<0.01)。结论半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒抑制肝癌细胞株HepG2的侵袭力的作用较阿霉素、磁性白蛋白阿霉素纳米粒和半乳糖化白蛋白阿霉素纳米粒为强。

半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒静脉给药的急性毒理实验

目的研究半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒(Galactosed human serum Albumin Magnetic Adriamycin Nanoparticles, GAMANP)经外周静脉用药的药物毒性。探索其半数致死量,比较其与阿霉素对大鼠血液生化和外周血细胞的影响及用药后心、肝、肺、肾、肠的病理表现。反复给药观察动物对该药物有无过敏反应。方法将给GAMANP的动物分为8个剂量组,每组SD大鼠10只,观察静脉给药后急性毒性试验LD50。同时设定的空白对照组和阿霉素(Adriamycin ADM)组(6组),每组10只。观察给药后各组实验大鼠的生存情况,外周血细胞的改变和血液生化及心、肝、肺、肾等脏器的病理学变化。采用Bliss法计算LD50。SPSS(11.5)统计软件统计GAMANP和阿霉素对大鼠的外周血细胞和生化指标(肝、肾功能、心肌酶学)的影响。另选同批大鼠20只分为2组,每组10只。腹腔注射GAMANP 3次后,再次皮下注射GAMANP,观察有无过敏现象发生。结果GAMANP的动物半数致死量为515.5 mg/kg(相当阿霉素22.84 mg/kg)。阿霉素半数致死量为10.38 mg/kg。前者较后者有明显的增高。同时肝、肾功能的损害和心肌酶学的改变也明显减轻。光学显微镜下的病理损害表现也明显的减轻。20只动物进行过敏实验,观察到一只动物有过敏现象。结论GAMANP是一种很好的新型改进性药物。

2005年美国纳米科学技术大会会议及征文通知（美国内华达洲 拉斯维加斯2005，12．9～12．11）

由美国纳米科学技术协会（American Association of Nanoscienceand Technology，AANT）、中德纳米生物技术协会（Sino-German Association of Nanobiotechnology，SGAN）、中国卫生部纳米生物技术重点实验室联合举行的“2005美国纳米科学技术大会”，将于2005年12月9日至12月11日，在美国内华达洲拉斯维加斯举行。

聚乙二醇-聚乙烯亚胺/四氧化三铁纳米磁流体的毒性及其生物相容性

背景:为实现纳米基因药物在治疗肿瘤中实现高靶向性,课题采用聚乙二醇和聚乙烯亚胺修饰的磁性四氧化三铁纳米粒(PEG-PEI/Fe3O4)作为基因药物载体,在提高载体载药能力的同时,使载体具有超顺磁性,增加药物靶向性能。目的:评价PEG-PEI/Fe3O4纳米磁流体体外和体内毒性。方法:对制备的PEG-PEI/Fe3O4纳米磁流体进行表征达到纳米材料水平后,过滤稀释5～20倍培养7702细胞和HpG2细胞,进行体外MTT毒性试验;通过体内溶血试验和微核试验测定生物相容性和体内毒性。结果与结论:MTT结果显示,PEG-PEI/Fe3O4纳米磁流体对7702细胞毒性0～1级,对正常肝细胞无害;PEG-PEI/Fe3O4纳米磁流体对HpG2细胞有轻微的旁观者抑制效应;PEG-PEI/Fe3O4纳米磁流体溶血率为0.372%,远小于5%;微核试验结果表明PEG-PEI/Fe3O4纳米磁流体无致畸、致突变作用。