目的:探讨石墨烯氧化物纳米颗粒负载NBDC6-神经酰胺(NPP/C)对乳腺癌细胞(Luminal A型)的抗肿瘤作用。方法:制备NPP/C为实验组，以荧光标记的神经酰胺(NBDC6-Ceramide)为对照组，转染人乳腺癌细胞(MCF-7)，荧光显微镜观察转运效率，细胞计数试剂盒(CCK-8)和克隆平板检测细胞增殖能力，Transwell迁移实验检测细胞移动能力，流式细胞术检测细胞凋亡，蛋白质印迹法(Western blot)检测相关凋亡蛋白，裸鼠皮下成瘤测量肿瘤增殖能力。组间比较采用 t检验分析。 结果:NPP/C转运释放的神经酰胺效能明显高于NBD C6-Ceramide。CCK-8显示实验组和对照组细胞在不同时间吸光度( A)值分别为0.20±0.03比0.17±0.04( t＝1.039， P>0.05)，0.41±0.05比0.26±0.02( t＝4.335， P<0.05)，0.52±0.04比0.38±0.03( t＝4.363， P<0.01)和1.25±0.06比0.59±0.07( t＝8.128， P<0.01)。细胞克隆平板结果示两组细胞数分别为(577.3±41.0)个和(962.7±74.5)个( t＝-7.850， P<0.01)。Transwell迁移实验提示实验组细胞移动能力明显低于对照组。流式细胞学检测两组细胞凋亡率分别为(79.29±8.44)%和(20.51±17.35)%( t＝5.284， P<0.01)。Western blot检测实验组中凋亡相关蛋白Caspase-3和聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)表达显著高于对照组，而B细胞淋巴瘤因子2(bcl-2)表达显著低于对照组( P<0.05)。裸鼠体内验证，两组皮下移植瘤体积分别为(942±73) mm 3和(1 472±109) mm 3( t＝8.265， P<0.01)；实验组移植瘤中增殖细胞核抗原Ki-67表达显著低于对照组，而半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)表达高于对照组( P<0.05)。 结论:NPP/C纳米颗粒可抑制乳腺癌细胞(luminalA型)的增殖和迁移能力。

氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)是石墨烯的氧化物,其特殊的sp2-sp3 杂化结构使其具有很多优异性能,在纳米电子、生物医学和能源储存等多个领域的应用研究较广、较深.近年来,氧化石墨烯又被发现能够促进植物的生长发育,因此,进一步引起了研究人员的广泛关注.本文系统总结了氧化石墨烯对不同植物生长发育的影响,分析了氧化石墨烯的作用机制,探讨了应用过程中可能存在的问题,以期为氧化石墨烯在农林业领域的应用研究提供借鉴,拓宽氧化石墨烯的综合利用途径,促进粮食生产和环境保护的可持续发展.

随着生物医学应用的发展,石墨烯已经成为了新一代的生物材料.它是一类仅有单原子厚度、二维蜂窝网状结构的纳米材料,它的出现吸引了整个科学界的关注并且迅速成为被研究较广泛的碳材料.自2004年被发现以来,石墨烯及其衍生物(氧化石墨烯和还原的石墨烯氧化物)因其独特的光学、机械、电子、热和磁特性受到了生物医学界的日益重视.例如,氧化石墨烯是石墨烯的水溶性衍生物,由于它的多官能化及与各种生物分子的高效表面负荷,得到了生物技术领域的广泛研究,这类生物相容的碳基材料可促进干细胞的生长和诱导其向各种细胞谱系分化.此外,石墨烯促进成骨细胞分化的能力使之成为了骨再生研究的一种新兴材料.本文综述了石墨烯和石墨烯氧化物在生物学领域中研究及应用的最新进展.

目的 探讨载银氧化石墨烯(GO/Ag)纳米复合物对变异链球菌(S.mutans)生长及生物膜形成的抑制作用.方法 应用梯度稀释法检测GO/Ag、氧化石墨烯(GO)、纳米银(AgNPs)对变异链球菌的最小抑菌浓度(MIC);菌落形成单位计数法比较GO/Ag、GO、AgNPs对变异链球菌的抑制作用;采用结晶紫染色法和XTT法测定变异链球菌24 h生物膜的生成量和活性;激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)观察生物膜形态和计算24 h生物膜的活菌比例.数据以单因素方差分析(One-Way ANOVA)和LSD-t检验进行统计分析.结果 GO/Ag对变异链球菌的MIC为0.16 mg/mL.0.64 mg/mL GO/Ag对变异链球菌的抑菌率为(82.90 ± 4.87)%,与对照组间的差异有统计学意义(t=30.804,P<0.001).而GO和AgNPs材料浓度提升至2.56 mg/mL时,肉眼观察细菌仍未见明显减少.在0.16 mg/mL GO/Ag浓度下,变异链球菌生物膜生成量和活性的减少率分别为(25.12 ± 0.01)%和(38.90 ± 3.42)%,活菌比例为(42.76 ± 19.48)%,与空白对照组间的差异均有统计学意义(t生成量=7.274,P生成量<0.001;t活性=7.765,P活性<0.001;t活菌比例=10.412,P活菌比例<0.001).结论 与AgNPs和GO相比,GO/Ag新型纳米复合物对变异链球菌的生长具有较好的抑制作用,并能抑制其生物膜形成.

石墨烯是一种由碳原子sp2杂化轨道形成的六角型平面结构,只有一个碳原子厚度的薄膜材料.自2004年首次获得单层石墨烯以来,石墨烯材料因其独特结构和特殊性能,在电子、力学、光学、航天、生物医学等诸多领域备受关注,显示了广阔的应用前景.主要介绍石墨烯及其衍生物氧化石墨烯在抗菌方面的特性和机理,以及基于石墨烯与金属或氧化物复合材料的灭菌效果与机理的研究进展.

通过室内盆栽试验,在生活垃圾堆肥中按质量比添加1％氧化石墨烯(GO)和不同比例的纳米铁(nZVI,1％、3％、5％),研究了GO和nZVI对高羊茅生长和生理特性的影响.结果表明:单独添加GO及共同添加GO和nZVI促进了高羊茅种子萌发,发芽率和发芽指数均在GO+5％ nZVI处理达到最大.除1％ nZVI处理外,其他添加剂处理显著提高了高羊茅地上生物量和叶绿素含量,在GO+5％ nZVI处理达到最大,较对照分别提高25％和31％.添加3％、5％ nZVI显著提高了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,且随nZVI添加比例的增加而升高.与对照相比,单独添加nZVI以及联合GO处理过氧化氢酶(CAT)与丙二醛(MDA)含量显著降低,随nZVI添加比例的增加而减少,分别在GO+5％ nZVI和GO+3％ nZVI处理中达到最低,较对照分别降低52％和48％.高羊茅地上部重金属含量随nZVI添加比例的增加而降低,在共同添加GO和nZVI的处理中效果显著,均显著低于对照.可见,nZVI和GO两种材料对堆肥重金属具有固定作用,减少了植物对重金属的吸收,促进了草坪植物的生长.

目的 利用石墨烯纳米酶优良的类过氧化物酶活性,构建药物抗氧化活性测定新方法;并实际用于民族药醉马草抗氧化活性的测定.方法 在优化H2O2浓度和反应时间的基础上,对18批醉马草样品进行抗氧化活性测定.同时采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)法作为方法对照.使用Bland-Altman、Passing-Bablok回归法,对2种方法测定结果进行比较.结果 利用纳米酶法,测得18个批次醉马草的抑制率在37.28％～71.58％,平均值为50.87％,中位数为47.09％;利用DPPH法,测得的自由基清除率在36.06％～83.11％,平均值为54.89％,中位数为50.83％.统计结果显示,纳米酶法和DPPH法的测定值相近;2种方法之间存在线性关系,且可以通过Passing-Bablok回归法实现不同方法的相互转化.结论 成功将石墨烯纳米酶应用到抗氧化活性检测,避免了试剂光敏感问题,缩短了反应时间,减少了药材用量,且结果与经典DPPH法一致.同时也显示了醉马草具有抗氧化活性,为进一步探究其生物活性奠定了基础.

神经胶质瘤是中枢神经系统中恶性程度与侵袭性最高的肿瘤之一,其难治性和高致死性亟需尽快开发新的诊疗方法.近年来,各种无机纳米材料独特的内在物化特性的探索应用,为神经胶质瘤的早期诊断和靶向治疗带来了新希望.该文系统地介绍了当前已应用于神经胶质瘤诊疗研究的一些重要无机纳米材料,包括纳米金、纳米银、超顺磁性氧化铁、石墨烯、碳纳米管、介孔硅、半导体量子点、上转换纳米材料、层状双氢氧化物以及二硫化钼.在神经胶质瘤诊断方面,超顺磁性氧化铁、量子点和上转换纳米材料等无机纳米材料,具有优异的肿瘤组织成像性能,能提高诊断的灵敏性,可实现对神经胶质瘤的早期诊断和实时监测;在治疗方面,大多数无机纳米材料进行功能性修饰后用作靶向药物载体,可加载多种抗癌的药物、基因和抗体等,提高靶向输送能力,以实现对胶质瘤的靶向治疗,延长药物在体内的半衰期,同时减少全身副作用;其中,纳米金和纳米银还可用于神经胶质瘤放射增敏治疗,碳纳米管和超顺磁性氧化铁可分别用于神经胶质瘤光热治疗和磁热治疗,达到安全特异的治疗效果.这些无机纳米材料尽管在体内降解、靶向可控性、个体化等技术性问题上还需要进一步解决,但其探索应用已为神经胶质瘤治疗研究提供了新的方向.

该研究通过向土壤中添加不同含量(1％、2％、3％、4％和5％)的氧化石墨烯(graphene oxide,GO),分析其对黑麦草根系生长及抗逆生理特性的影响.结果表明:(1)低剂量(1％和2％)的GO对黑麦草根系生长没有显著影响,高剂量(3％～5％)的GO处理显著抑制了黑麦草根系生长.(2)1％GO处理对根体积和根生物量没有影响,随着GO添加量的增加,黑麦草根体积和根生物量逐渐减小,在5％GO处理下,降至最低,根干重较对照降低了22.64％.(3)1％GO处理对黑麦草根保护酶活性与丙二醛(MDA)含量影响不显著,随着GO添加量的增加,过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著高于对照组,且MDA含量也显著增加,说明GO对黑麦草根系生长产生了氧化胁迫.(4)GO处理超过1％时黑麦草根系活力显著下降,并于5％GO处理下根系活力降至最小,较对照下降了35.07％.研究认为,低剂量(1％～2％)的GO对黑麦草的生长没有影响,而高剂量GO则会对根系产生明显的氧化胁迫,从而造成根系损伤.

目的 从氧化应激角度探讨石墨烯(GP)对大鼠肺损伤的作用机制.方法 选择96只健康Wistar大鼠,按体重随机分为阴性对照组、GP低剂量组(2.5 mg/kg)、GP中剂量组(5 mg/kg)和GP高剂量组(7.5 mg/kg),每组24只.各GP剂量组大鼠均采用一次性经口气管灌注不同浓度GP悬浊液.于术后24 h、3天和7天分别处死4组大鼠每组8只,腹主动脉取血,观察各组大鼠亚急性毒性期内血清中超氧化物歧化酶(SOD)活力、丙二醛(MDA)含量、一氧化氮(NO)及诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的含量.结果 GP染毒亚急性期各时间点4项氧化损伤指标的组间比较结果显示,组间比较差异均有统计学意义(均P＜0.01).仅术后第7天的GP中剂量组和低剂量组SOD水平与对照组比较差异有统计学意义(P＜0.05),其他时间点各剂量组SOD水平与对照组比较,差异均有统计学意义(均P＜0.01),且具有剂量-效应关系.除术后第3天GP低剂量组MDA含量与对照组比较,差异无统计学意义(P＞0.05),在各时间点中GP各剂量组与对照组比较,差异均有统计学意义(均P＜0.05).在3个不同时间点各剂量组的iNOS和NO含量与对照组比较,差异均有统计学意义(均P＜0.05),且iNOS和NO的含量变化始终保持同步升高的趋势.结论 在GP经气管滴注后的亚急性期内,各时间段大鼠血清中氧化应激指标SOD活力水平下降,MDA含量升高,NO水平和iNOS活力均同步提高,提示GP肺暴露后存在氧化损伤作用,并可能存在时间剂量反应关系.