目的:探究铁钯纳米颗粒修饰的碳纳米管(FePd@CNTs)对人乳腺癌MCF-7细胞的放射增敏作用。方法:用化学还原法制备FePd@CNTs，并通过透射电子显微镜、能谱仪进行表征。CCK-8法检测FePd@CNTs对人正常乳腺上皮MCF-10A细胞的相容性。CCK-8法、流式细胞术和克隆形成实验评估FePd@CNTs对人乳腺癌MCF-7细胞的放射增敏作用。结果:FePd纳米颗粒成功地通过化学还原方法被修饰在CNTs的表面。FePd@CNTs对MCF-10A细胞显示低细胞毒性(IC 50＝738.3 μg/m)，同时可有效增强X射线对MCF-7细胞的杀伤(增敏比为1.22)。 结论:FePd@CNTs具有对乳腺癌的治疗作用与放射增敏的潜力。

目的:探讨碳纳米管地三维多孔骨组织工程支架材料制备方法及具体临床效果。方法:首先制备CNTs/PLA/CHI碳纳米管(CNTs)/聚乳酸(PLA)/甲壳素(CHI)三维多孔支架材料，然后对材料亲水性表征及动物实验效果进行观察。应用SPSS 20.0统计软件分析。结果:(1)甲壳素纤维的亲水性理想，可将复合材料的亲水性显著改善。对于本研究所使用的几种材料，唯有聚乳酸(PLA)/碳纤维(CF)复合材料亲水性最佳。与未含碳纳米管的对照组比较，加入少量的碳纳米管地low组的亲水性要显著降低，然而随着复合材料中所加入的碳纳米管(CNTs)逐渐增多，材料亲水性也稍增强。但是材料亲水性与是否交联无显著关系。当CNTs添加至PLA/CF复合材料中，会使得复合材料亲水性显著下降。当CNTs水平逐渐增大时，复合材料的亲水性能则出现一定的增强。(2)经X线片检查，各组术后骨缺损移植地人工骨材料均未发生移位以及断裂现象。在第4周时，实验组桡骨缺损区域能够发现存在非常明显的骨生成影像，呈现云雾状，且均匀分布于骨缺损区域，骨密度水平非常低，存在大量孔隙；第8周时，经X线检查，显示植入体已与缺损断端骨性愈合，骨缺损部位的骨密度水平显著增大，新骨阴影非常显著，有成骨出现，但皮质骨连续性较差；第12周时，实验组CNTs中剂量组以及高剂量组均显示，植入体已与骨缺损部位断端骨性愈合，皮质骨连续性比较理想，髓腔畅通性较好。4种不同含量的CNTs复合材料组中，随着CNTs含量逐渐增多，骨缺损愈合程度逐渐加大。(3)随着CNTs含量的逐渐增加，骨密度水平显著增大，低含量组、中等含量组与高含量组骨密度均分别显著高于对照组(低含量：4周： P<0.01；中等含量：4周： P<0.01，8周： P<0.01，12周： P<0.01；高含量：4周： P<0.01，8周： P<0.01，12周： P<0.01)，同组各时间节点骨密度水平两两均存在差异，有统计学意义(低含量：4周比8周： P<0.01，4周比12周： P<0.01，8周比12周： P<0.01；中等含量：4周比8周： P<0.01，4周比12周： P<0.01，8周比12周： P<0.01；高含量：4周比8周： P<0.01，4周比12周： P<0.01，8周比12周： P<0.01)。 结论:碳纳米管可有效促进新骨生成。

目的:探讨低剂量多壁碳纳米管（MWCNT）长期慢性染毒对人胸膜间皮细胞的毒性效应及可能机制。方法:于2016年，使用10 μg/cm 2 MWCNT对人胸膜间皮细胞MeT-5A反复持续染毒1年作为染毒组，每4周收集1次细胞并观察细胞形态和计数增殖情况。对照组细胞同期培养但不进行染毒处理。染毒后细胞经流式细胞仪测量细胞周期和细胞凋亡的改变；用Transwell小室测量细胞侵袭和迁移能力的改变；用Affymetrix clariom D芯片分析染毒后MeT-5A细胞基因表达谱的改变。部分差异表达基因经实时定量荧光PCR进一步验证其表达变化。 结果:与对照组比较，染毒1年组细胞增殖能力明显增强，增殖速度约为对照组2~3倍（ F=481.32， P<0.05）。MWCNT染毒1年和6个月组MeT-5A细胞均呈现细胞周期阻滞效应，表现为G1期增加，S期、G2期减少（ F=14.94， P<0.05）。染毒6个月组细胞凋亡率较对照组明显增加（ F=15.12， P<0.05），染毒1年组细胞的早期凋亡率和总凋亡率较对照组细胞均差异无统计学意义（ F=3.97， P>0.05）。对染毒1年组细胞进行基因芯片检测，差异倍数2倍、平均信号值>7的差异基因共2 878个，其中上调基因986个，下调基因为1 892个。表达变化的基因主要参与Wnt信号通路、VEGF信号通路和mTOR信号通路等途径，功能主要涉及细胞增殖、细胞迁移和细胞骨架调节等过程。其中与上述细胞表型改变密切相关的PIK3R3、WNT2B、VANGL2和ANXA1基因的表达改变经RT-PCR验证，结果与基因芯片趋势一致。 结论:长期反复染毒后MWCNT对MeT-5A细胞可能存在潜在恶性转化能力。

为探究激光参数、光声转换层厚度对光声换能器输出声压的影响,本研究通过COMSOL仿真软件建立了光声换能器的物理模型.首先,基于聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)和碳纳米管(carbon nanotube,CNT)分别建立CNT、CNT-PDMS转换层模型;其次,改变激光脉冲持续时间和转换层厚度,对转换层输出声压进行测量;最后,对激光脉冲持续时间和转换层厚度所引起换能器输出声压强度的改变进行分析.结果表明,当CNT和CNT-PDMS转换层的厚度均为 200 μm、激光脉冲持续时间分别在10～30 ns和50 ns左右时,换能器能输出较高声压强度的超声波.仿真结果对光声换能器的研究有一定的指导意义.

目的 建立金/多壁碳纳米管(Au/MWCNTs)修饰的玻碳电极检测人尿液中盐酸曲美他嗪(TMZ)的电化学方法.方法 采用微流控法,以氯金酸为金源、抗坏血酸为还原剂合成了金微粒(AuMPs,110nm),并用Au/MWCNTs修饰玻碳电极检测TMZ,对pH和扫描速度等条件进行优化.结果 优化条件为pH 3.0,扫描速度135mV·s-1.TMZ在8×10-8～8×10-6 mol·L-1与响应信号电流值呈现良好的线性关系,检测限为8×10-9mol·L-1.并实现了人体尿液中的盐酸曲美他嗪的加标检测.结论 本方法可用于兴奋剂的检测.

本研究旨在探索一种高灵敏度、高特异性检测循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs)的免疫检测新方法,以尽早地检出结直肠癌,提高该疾病的检出率.首先制备含有线性微柱结构的微芯片,通过在其表面孵育氧化石墨烯-链霉亲和素(graphite oxide-streptavidin,GO-SA)及偶联广谱一抗(antibody1,Ab1),即上皮特异性黏附分子(epithelial cell adhesion molecule,EpCAM)单克隆抗体以捕获 CTCs.运用羧基化多壁碳纳米管(carboxylated multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs-COOH)与结直肠癌相关抗体,即特异性二抗(antibody 2,Ab2)偶联制备抗体复合物.在捕获CTCs的微芯片上孵育该抗体复合物,构建以Ab1-CTCs-Ab2为主体的超级三明治结构,通过电化学工作站检测并验证其高灵敏度和高特异性.结果发现,在免疫传感器的构建中结合应用微纳技术,极大地提高了 CTCs 的检测灵敏度和特异性.本研究验证了该免疫传感器应用于临床血样检测的可行性,并通过该免疫传感器对结直肠癌患者外周血中 CTCs 进行检测和计数.结果表明,基于微纳技术的超级三明治式免疫传感器为 CTCs 的检测提供了新的途径,对临床工作中的疾病诊断及病情实时监控方面均具有潜在的应用价值.

探究多壁碳纳米管在水蕨配子体发育及孢子体产生中的作用,以期为濒危蕨类植物的保护和繁育奠定基础.以蕨类模式植物水蕨(Ceratopteris thalictroides)为供试材料,设置0(对照)、0.5、1.0、2.5、5.0 mg·L-1多壁碳纳米管5个处理组,采用光学显微镜观察不同质量浓度多壁碳纳米管对水蕨配子体发育及孢子体产生的影响.结果显示:与对照组相比,0.5～2.5 mg·L-1多壁碳纳米管处理可使水蕨孢子萌发提前约15 d,其中,0.5 mg·L-1多壁碳纳米管对水蕨孢子萌发的促进效果最好,0.5～1.5 mg·L-1多壁碳纳米管对丝状体和片状体产生的促进效果最好,2.5 mg·L-1多壁碳纳米管对原叶体和孢子体产生的促进效果最好.高质量浓度(5.0 mg·L-1)多壁碳纳米管处理会导致部分配子体出现畸形,精子器退化,细胞中叶绿体出现失绿现象,部分发育出的孢子体上的细胞也出现叶绿体失绿等衰退现象.此外,多壁碳纳米管的加入促进了水蕨雄配子体的产生.综上所述,0.5～2.5 mg·L-1多壁碳纳米管处理可以明显促进水蕨配子体发育和孢子体的产生,且精子器数量明显增多,有雌雄同株和雌雄异株配子体同时出现,高质量浓度多壁碳纳米管处理会使水蕨配子体发育出现"高浓度抑制"现象,在实际应用过程中应根据具体的需要选择相应的添加量.

背景:虽然神经导管为周围神经修复提供了潜在的治疗手段,但传统神经导管只能为修复过程提供机械通道支持,治疗效果仍有待提高.碳纳米材料具有良好的理化性质,在电化学及组织工程等领域有着广阔的应用前景.负载碳纳米材料的神经导管,在经过适宜的功能化修饰后,有望进一步提升神经修复质量.目的:对近年来负载碳纳米材料的神经导管/支架应用于周围神经修复的研究进展作一综述.方法:在PubMed、Web of Science、中国知网和万方数据库中检索在周围神经再生方面应用碳纳米材料导管的相关文献,英文检索词为"carbon nanomaterials,carbon-based nanomaterials,nerve conduit,nerve guidance conduit,scaffold,nerve regeneration,peripheral nerve repair,peripheral nerve injury",中文检索词为"碳纳米材料,碳材料,石墨烯,碳纳米管,神经导管,神经支架,神经修复,神经再生,周围神经损伤",最终纳入69篇文章进行综述.结果与结论:①碳纳米材料主要通过激活钙离子通道及诱导胞内钙活动发生的方式恢复受损神经生物电信号传导,不同神经导管设计策略的应用提高了神经修复的效果.②神经内血管化是修复周围神经损伤的前提,碳纳米材料生成的活性氧及活性氮触发了后续相关信号通路,促进神经内新生血管形成.③M1和M2型巨噬细胞的比例变化会影响周围神经损伤的修复,碳纳米材料在损伤早期通过促进巨噬细胞向M2型极化以发挥抗炎和促神经再生作用.④部分碳纳米材料在胞内诱导过量活性氧生成,可能具有不利于神经修复的细胞毒性,但合适的功能化修饰能够改善碳纳米材料产生的不良作用.⑤碳纳米材料虽然能够恢复周围神经损伤微环境,发挥促进周围神经再生的积极作用,但由于固有的细胞毒性及不明确的体内转归降解途径,碳纳米材料距离临床应用仍有距离.未来研究可以通过如功能化改性等方法提高碳纳米材料的生物相容性,而经过改良的碳纳米材料在神经组织工程领域有着较好的应用前景.

随着纳米技术的发展,研究人员开发了许多可应用于近红外(NIR)区域生物成像的多功能纳米复合材料.其中包括有机染料、量子点和碳纳米管等[1-2].然而,这些纳米复合材料存在一些不足,如稳定性差、生物安全性低等.稀土纳米晶因其优异的荧光性能、较窄的发射带、较长的荧光寿命和稳定的化学性质而受到广泛关注[3-4].