中國(guó)粉體網(wǎng)訊 以往，人們對(duì)物質(zhì)的研究，是以厘米、毫米為單位的。所以，當(dāng)上世紀(jì)90年代，納米研究興起之后，引起了人們對(duì)于物質(zhì)微觀世界的無限好奇。
按照專業(yè)解釋，納米是一個(gè)長(zhǎng)度單位，是10-9米，形象地解釋，即把1米分成10億等份，每一份的長(zhǎng)度則為1納米。它非常微小，用一些科普作家的話來說，把一納米長(zhǎng)度的東西放在一個(gè)乒乓球上，其形成的對(duì)比，就相當(dāng)于把乒乓球放在地球上一樣。這樣的長(zhǎng)度，甚至曾經(jīng)被視為光學(xué)顯微鏡無法觀察到的極限，直到上世紀(jì)80年代，借助美國(guó)科學(xué)家羅雷爾博士發(fā)明的掃描隧道顯微鏡，人類對(duì)物質(zhì)的觀察才進(jìn)入了納米尺度。
如今，人們不僅可以在納米尺度對(duì)世界進(jìn)行觀測(cè)和解讀，甚至可以在此尺度上對(duì)物質(zhì)進(jìn)行調(diào)控。天津工業(yè)大學(xué)與中科院過程工程研究所、北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院相關(guān)課題組共同合作，通過組裝不同粒徑大小的金納米顆粒，得到了一維金納米鏈，并且，科研人員成功將其應(yīng)用到生物熱療領(lǐng)域。據(jù)悉，通過光照，這種一維金納米鏈可以用來殺滅癌細(xì)胞。
物質(zhì)可以在納米尺度被組裝
據(jù)研究的主要參與者、天津工業(yè)大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院教師尹振博士介紹，他們做這項(xiàng)研究的初衷，其實(shí)是想在微觀層次的納米尺度上進(jìn)行物質(zhì)調(diào)控。
“以前人們可能會(huì)想，在10-9米的尺度上對(duì)物質(zhì)進(jìn)行組裝，這怎么可能？但是我們?cè)O(shè)計(jì)出了這樣一種體系。簡(jiǎn)單來說，就是我們先把物質(zhì)做成納米級(jí)別的，然后在溶液中通過精確調(diào)控顆粒之間的相互作用力，組裝出我們想要的一維納米結(jié)構(gòu)。我們所用的溶液是NaCl和氨水溶液，通過調(diào)節(jié)溶液中無機(jī)鹽的種類和濃度，我們可以得到具有不同性質(zhì)的納米鏈�！币裾f。
尹振博士介紹說，所謂的一維，其實(shí)指的是一條線。“按照我們通常的理解，一個(gè)點(diǎn)被看做是0維的，線是一維的，平面是二維的。一維納米鏈，實(shí)際上就是由納米顆粒組成的鏈條。”尹振告訴記者，目前對(duì)于納米結(jié)構(gòu)體系的研究已經(jīng)成為熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，但人們并沒有找到有效的辦法得到結(jié)構(gòu)、性質(zhì)穩(wěn)定的一維納米結(jié)構(gòu)。所以，他們的研究成果得到了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，并以封面形式發(fā)表在國(guó)際某知名科學(xué)雜志上。
“后來，我們?cè)谘芯恐械玫搅朔�(wěn)定的一維金納米鏈，即由金的納米顆粒組成的鏈條。在最初的研究階段，我們并不清楚能否成功地構(gòu)筑穩(wěn)定的一維金納米結(jié)構(gòu)。然而，后來測(cè)試結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)具有非常良好的生物相容性和近紅外熱效應(yīng)，因此我們敏感地意識(shí)到它在腫瘤熱療方面可能會(huì)有潛在的應(yīng)用�！币裾f。那之后，他們開始了在腫瘤熱療領(lǐng)域的一系列實(shí)驗(yàn)。
一維金納米鏈可以用來殺滅癌細(xì)胞
“我們把得到的一維金納米鏈配置成溶液，其顏色是偏藍(lán)色或者偏紫色的，非常漂亮。然后，我們將這種溶液注射到細(xì)胞溶液中，在低氧環(huán)境中，用紅外光照射細(xì)胞的局部。通過測(cè)試，照射后金納米鏈的溫度可以達(dá)到五六十?dāng)z氏度，甚至70攝氏度，很快就把癌細(xì)胞殺死了。除此以外，我們還在一維金納米鏈外面包了一層具有生物相容性的氧化硅材料，如此一來，不但將金的生物毒性大大降低，而且極大地增強(qiáng)了一維結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，這是別人沒有做過的。通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，我們確定這種治療方法是簡(jiǎn)單有效的，但接下來還要做活體實(shí)驗(yàn)，如小白鼠實(shí)驗(yàn)，之后再進(jìn)行臨床試驗(yàn)，才有可能真正將其應(yīng)用到臨床治療中。這中間，還有很遙遠(yuǎn)的路要走�！币裾f。
尹振告訴記者說，手術(shù)、放療、化療和生物療法是目前治療腫瘤的常見方法，其中，放療和化療在殺滅癌細(xì)胞的同時(shí)，會(huì)對(duì)正常的細(xì)胞和組織造成損傷。在這種情況下，副作用更小的熱療逐漸受到重視。
“和普通細(xì)胞相比，腫瘤細(xì)胞對(duì)熱的耐受性比較低，正常細(xì)胞可以耐受42攝氏度到43攝氏度的高熱，但是癌細(xì)胞在42攝氏度時(shí)，差不多兩個(gè)小時(shí)就可以被殺死。所以，腫瘤熱療的最低溫度一般被設(shè)定在42.5攝氏度�！币裾f：“腫瘤熱療的歷史可以追溯到公元前5000年，埃及的一位醫(yī)生用加溫的方法治好了乳腺腫物。1866年，德國(guó)一位醫(yī)生首次在論文中，提到了高燒殺死癌細(xì)胞的案例—一個(gè)小孩兒的面部腫瘤，在這個(gè)孩子高燒后消失了。雖然腫瘤熱療很早就出現(xiàn)了，但因?yàn)榭萍疾话l(fā)達(dá)導(dǎo)致的加溫方法簡(jiǎn)單等問題，腫瘤熱療直到這些年才被重視起來。”
近些年，因?yàn)榫哂刑厥獾男再|(zhì)，納米材料在腫瘤熱療中被越來越廣泛地應(yīng)用—上世紀(jì)90年代，德國(guó)醫(yī)生曾經(jīng)嘗試用氧化鐵納米材料治療癌癥，美國(guó)科學(xué)家則用納米金殼進(jìn)行治療。這些嘗試，都收到了不錯(cuò)的效果。
據(jù)尹振說，與可以在熱療領(lǐng)域應(yīng)用的一維金納米鏈相比，他們的研究方法也許更為重要—這不僅提供了一種普適的方法用于制備穩(wěn)定的一維金納米結(jié)構(gòu)，而且可以促進(jìn)其在光學(xué)、電子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域更廣泛的應(yīng)用。
按照專業(yè)解釋，納米是一個(gè)長(zhǎng)度單位，是10-9米，形象地解釋，即把1米分成10億等份，每一份的長(zhǎng)度則為1納米。它非常微小，用一些科普作家的話來說，把一納米長(zhǎng)度的東西放在一個(gè)乒乓球上，其形成的對(duì)比，就相當(dāng)于把乒乓球放在地球上一樣。這樣的長(zhǎng)度，甚至曾經(jīng)被視為光學(xué)顯微鏡無法觀察到的極限，直到上世紀(jì)80年代，借助美國(guó)科學(xué)家羅雷爾博士發(fā)明的掃描隧道顯微鏡，人類對(duì)物質(zhì)的觀察才進(jìn)入了納米尺度。
如今，人們不僅可以在納米尺度對(duì)世界進(jìn)行觀測(cè)和解讀，甚至可以在此尺度上對(duì)物質(zhì)進(jìn)行調(diào)控。天津工業(yè)大學(xué)與中科院過程工程研究所、北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院相關(guān)課題組共同合作，通過組裝不同粒徑大小的金納米顆粒，得到了一維金納米鏈，并且，科研人員成功將其應(yīng)用到生物熱療領(lǐng)域。據(jù)悉，通過光照，這種一維金納米鏈可以用來殺滅癌細(xì)胞。
物質(zhì)可以在納米尺度被組裝
據(jù)研究的主要參與者、天津工業(yè)大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院教師尹振博士介紹，他們做這項(xiàng)研究的初衷，其實(shí)是想在微觀層次的納米尺度上進(jìn)行物質(zhì)調(diào)控。
“以前人們可能會(huì)想，在10-9米的尺度上對(duì)物質(zhì)進(jìn)行組裝，這怎么可能？但是我們?cè)O(shè)計(jì)出了這樣一種體系。簡(jiǎn)單來說，就是我們先把物質(zhì)做成納米級(jí)別的，然后在溶液中通過精確調(diào)控顆粒之間的相互作用力，組裝出我們想要的一維納米結(jié)構(gòu)。我們所用的溶液是NaCl和氨水溶液，通過調(diào)節(jié)溶液中無機(jī)鹽的種類和濃度，我們可以得到具有不同性質(zhì)的納米鏈�！币裾f。
尹振博士介紹說，所謂的一維，其實(shí)指的是一條線。“按照我們通常的理解，一個(gè)點(diǎn)被看做是0維的，線是一維的，平面是二維的。一維納米鏈，實(shí)際上就是由納米顆粒組成的鏈條。”尹振告訴記者，目前對(duì)于納米結(jié)構(gòu)體系的研究已經(jīng)成為熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，但人們并沒有找到有效的辦法得到結(jié)構(gòu)、性質(zhì)穩(wěn)定的一維納米結(jié)構(gòu)。所以，他們的研究成果得到了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，并以封面形式發(fā)表在國(guó)際某知名科學(xué)雜志上。
“后來，我們?cè)谘芯恐械玫搅朔�(wěn)定的一維金納米鏈，即由金的納米顆粒組成的鏈條。在最初的研究階段，我們并不清楚能否成功地構(gòu)筑穩(wěn)定的一維金納米結(jié)構(gòu)。然而，后來測(cè)試結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)具有非常良好的生物相容性和近紅外熱效應(yīng)，因此我們敏感地意識(shí)到它在腫瘤熱療方面可能會(huì)有潛在的應(yīng)用�！币裾f。那之后，他們開始了在腫瘤熱療領(lǐng)域的一系列實(shí)驗(yàn)。
一維金納米鏈可以用來殺滅癌細(xì)胞
“我們把得到的一維金納米鏈配置成溶液，其顏色是偏藍(lán)色或者偏紫色的，非常漂亮。然后，我們將這種溶液注射到細(xì)胞溶液中，在低氧環(huán)境中，用紅外光照射細(xì)胞的局部。通過測(cè)試，照射后金納米鏈的溫度可以達(dá)到五六十?dāng)z氏度，甚至70攝氏度，很快就把癌細(xì)胞殺死了。除此以外，我們還在一維金納米鏈外面包了一層具有生物相容性的氧化硅材料，如此一來，不但將金的生物毒性大大降低，而且極大地增強(qiáng)了一維結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，這是別人沒有做過的。通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，我們確定這種治療方法是簡(jiǎn)單有效的，但接下來還要做活體實(shí)驗(yàn)，如小白鼠實(shí)驗(yàn)，之后再進(jìn)行臨床試驗(yàn)，才有可能真正將其應(yīng)用到臨床治療中。這中間，還有很遙遠(yuǎn)的路要走�！币裾f。
尹振告訴記者說，手術(shù)、放療、化療和生物療法是目前治療腫瘤的常見方法，其中，放療和化療在殺滅癌細(xì)胞的同時(shí)，會(huì)對(duì)正常的細(xì)胞和組織造成損傷。在這種情況下，副作用更小的熱療逐漸受到重視。
“和普通細(xì)胞相比，腫瘤細(xì)胞對(duì)熱的耐受性比較低，正常細(xì)胞可以耐受42攝氏度到43攝氏度的高熱，但是癌細(xì)胞在42攝氏度時(shí)，差不多兩個(gè)小時(shí)就可以被殺死。所以，腫瘤熱療的最低溫度一般被設(shè)定在42.5攝氏度�！币裾f：“腫瘤熱療的歷史可以追溯到公元前5000年，埃及的一位醫(yī)生用加溫的方法治好了乳腺腫物。1866年，德國(guó)一位醫(yī)生首次在論文中，提到了高燒殺死癌細(xì)胞的案例—一個(gè)小孩兒的面部腫瘤，在這個(gè)孩子高燒后消失了。雖然腫瘤熱療很早就出現(xiàn)了，但因?yàn)榭萍疾话l(fā)達(dá)導(dǎo)致的加溫方法簡(jiǎn)單等問題，腫瘤熱療直到這些年才被重視起來。”
近些年，因?yàn)榫哂刑厥獾男再|(zhì)，納米材料在腫瘤熱療中被越來越廣泛地應(yīng)用—上世紀(jì)90年代，德國(guó)醫(yī)生曾經(jīng)嘗試用氧化鐵納米材料治療癌癥，美國(guó)科學(xué)家則用納米金殼進(jìn)行治療。這些嘗試，都收到了不錯(cuò)的效果。
據(jù)尹振說，與可以在熱療領(lǐng)域應(yīng)用的一維金納米鏈相比，他們的研究方法也許更為重要—這不僅提供了一種普適的方法用于制備穩(wěn)定的一維金納米結(jié)構(gòu)，而且可以促進(jìn)其在光學(xué)、電子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域更廣泛的應(yīng)用。
