碳纳米管在药物和基因转运领域的应用
碳纳米管的合成及其在药物释放和基因转移中的应用
碳纳米管的合成及其在药物释放和基因转移中的应用一、碳纳米管的合成方法碳纳米管是由碳原子组成的管状结构，可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管两种，具有许多独特的物理化学性质，如高比表面积、高拉伸强度、良好的导电和导热性能等。
因此，碳纳米管在药物释放和基因转移等生物医学领域应用广泛。
目前，碳纳米管的合成方法包括气相沉积法、电化学氧化还原法、高温热解还原法、碳燃烧法、水热法等多种方法。
其中，气相沉积法是最常用的方法之一，是通过在高温下，将石墨等碳质物质“热解”生成碳纳米管。
电化学氧化还原法则是通过将碳质电极在电解质溶液中加电，使得碳纳米管从电极上析出。
高温热解还原法则是利用金属化合物、石墨等材料的化合物，在高温下热解还原，产生碳纳米管。
碳燃烧法则是在高温和高压下氧化石墨等碳质材料，产生碳纳米管。
水热法则是通过水热反应，将碳质物质加热到高温，并在有机化合物的存在下，形成碳纳米管。
二、碳纳米管在药物释放中的应用碳纳米管在药物释放方面的应用，主要是利用其高比表面积、良好的生物相容性和良好的药物吸附性能，作为药物载体。
传统的药物释放系统，如聚合物凝胶、生物纳米粒、脂质体等，存在着吸药量小、释药速度慢、药物稳定性差等问题。
而碳纳米管作为药物载体，具有多面的优势，在药物释放中具有广阔的应用前景。
碳纳米管作为药物载体主要有两种方式，一种是利用其孔道、大比表面积等特性直接吸附药物，另一种方式则是通过修饰表面或结构，使其具有药物选择性，而达到药物局部释放的效果。
碳纳米管用于药物载体，在制备过程中对其物理化学性质的调节对于后期的药物负载和释放性能有较大影响。
因此，在制备过程中，也应该对其形成适当的孔洞结构，以便于药物分子的尽可能地吸附和释放。
碳纳米管的药物载体应用极大地促进了新型给药系统的发展，其广泛的应用前景已得到广泛的关注。
三、碳纳米管在基因转移中的应用基因转移是治疗遗传性疾病和慢性疾病的一个重要研究方向。
基因转移技术目前主要有四种，分别是生物法、物理法、化学法和共价化法。
碳纳米管在生物医学中的应用研究
碳纳米管在生物医学中的应用研究碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs）是一种由碳原子构成的纳米材料，拥有极高的力学强度和导电性能，同时表现出许多独特的物理和化学特性。
由于这些特性，碳纳米管被广泛应用于各个领域，其中生物医学领域是近年来的研究热点。
本文将介绍碳纳米管在生物医学中的应用研究，包括生物成像、药物传递、组织修复等方面。
一、生物成像生物成像是生物医学领域对生物体的图像化技术，主要用于检测和诊断相关疾病。
碳纳米管通过其高度的吸收特性和荧光发射特性，成为一种用于生物成像的重要材料。
目前有许多研究表明，无论是单壁碳纳米管还是多壁碳纳米管，都可以用于生物成像。
其中较常用的是单壁碳纳米管，因其天然的荧光发射和吸收在可见光和红外光范围的性能。
在生物成像中，碳纳米管的应用主要有以下几个方面：1.荧光探针：将荧光标记的碳纳米管作为带有特异性的探针，能够用于对特定生物区域进行高强度荧光成像。
2.磁共振成像：将具有磁性的碳纳米管（如磁性单壁碳纳米管）注射到生物体中，利用磁共振成像技术获取相关图像，可用于诊断肿瘤、心脑血管疾病等疾病。
3.多模态成像：利用多种成像技术对同一生物样品进行成像，以提高成像的精度和特异性。
碳纳米管与其他生物材料结合，如抗体、核酸等，可构建多种多模态成像探针用于生物学成像。
二、药物传递在生物医学领域中，药物传递是一项关键技术，可通过优化给药途径、提高药物的靶向性，提高药物的疗效，同时减少副作用。
碳纳米管具有优秀的药物传输特性，成为了一种有潜力的药物运载体。
1. 药物传输：将含有特定药物的碳纳米管注射到体内，通过其吸收性能和生物活性，使药物快速传送到体内特定部位，实现对病变组织的治疗。
2. 基因载体：由于碳纳米管的高度生物相容性，作为基因载体在基因治疗中表现出许多优点。
单壁碳纳米管可通过简单的电动势法或化学修饰转化成DNA载体，以促进基因高效地输送。
同时，碳纳米管还可以用于载荷RNA干扰物、siRNA等。
碳纳米管的具体应用
碳纳米管的具体应用碳纳米管是由碳原子组成的纳米尺寸管状结构，具有优异的物理和化学性质，因此在众多领域中具有广泛的应用前景。
本文将从电子学、材料科学、生物医学、能源领域等多个方面介绍碳纳米管的具体应用。
1. 电子学领域碳纳米管在电子学领域有着重要的应用，主要体现在以下几个方面：（1）场效应晶体管（FET）：碳纳米管可以作为FET的通道材料，具有优异的电子输运性能，可实现高速、低功耗的电子器件。
（2）纳米电子学器件：碳纳米管可以用于制备纳米电子学器件，如纳米电极、纳米线和纳米电容器等，用于构建超高密度的集成电路。
（3）柔性电子学：碳纳米管具有优异的柔性性质，可以用于制备柔性电子学器件，如柔性传感器、柔性显示器等，为可穿戴设备和可弯曲电子设备提供了新的可能性。
2. 材料科学领域碳纳米管在材料科学领域有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：（1）复合材料增强剂：碳纳米管可以作为一种优秀的增强剂，加入到金属、陶瓷或聚合物基体中，可以显著提高材料的力学性能和导电性能。
（2）催化剂载体：碳纳米管具有大比表面积和良好的导电性质，可作为催化剂的载体，提高催化反应的效率和选择性。
（3）锂离子电池负极材料：碳纳米管具有高比表面积和良好的电子传导性能，可作为锂离子电池负极材料，具有高容量和长循环寿命等优点。
3. 生物医学领域碳纳米管在生物医学领域有着广泛的应用前景，主要体现在以下几个方面：（1）药物传递：碳纳米管可以作为药物的载体，通过调控其表面性质和内部结构，实现药物的控释和靶向传递，提高药物治疗的效果。
（2）生物传感器：碳纳米管具有高比表面积和优异的电化学性能，可以用于制备生物传感器，实现对生物分子的灵敏检测和诊断。
（3）组织工程：碳纳米管可以作为支架材料用于组织工程，促进细胞生长和组织修复，具有重要的临床应用前景。
4. 能源领域碳纳米管在能源领域有着重要的应用，主要体现在以下几个方面：（1）锂离子电池：碳纳米管可以作为锂离子电池的电极材料，具有高比表面积和优异的电导率，可提高电池的能量密度和循环寿命。
碳纳米管在生物医学领域的应用
碳纳米管在生物医学领域的应用碳纳米管是一种具有超高强度、高导电性和高导热性的新型材料，其直径只有几个纳米大小。
随着科技的发展，碳纳米管在生物医学领域中的应用越来越广泛。
本文将通过以下几个方面来探讨碳纳米管在生物医学领域的应用。
1.药物递送药物递送是一种常见的治疗方法，而碳纳米管作为一种新型的材料已被证明在药物递送领域中有着重要的应用价值。
与传统的药物递送方法相比，碳纳米管可以更快、更有效地将药物输送到目标细胞中。
此外，碳纳米管还可以被修饰成不同的表面化学性质，以便与药物进行化学反应，从而控制药物向细胞释放的速率和方式。
2.癌症治疗随着科技的进步，越来越多的研究人员将目光投向了碳纳米管在癌症治疗中的应用。
研究表明，通过将碳纳米管与光敏化剂结合使用，可以实现靶向光动力疗法，进而杀死癌细胞。
此外，大量的研究也发现，碳纳米管可以用于制备具有靶向性的生物传感器，从而在早期癌症诊断和治疗方面发挥重要作用。
3.组织工程组织工程是一种常见的治疗方法，而碳纳米管也可以用于组织工程领域中。
由于碳纳米管的化学稳定性和生物相容性，它们可以被用来制备材料用于骨和软组织修复。
此外，碳纳米管还可以与细胞相互作用，促进细胞增殖和分化，从而在组织工程方面发挥巨大作用。
4.生物成像生物成像是一种用于观察和研究生物体内结构和功能的方法。
利用纳米材料，如碳纳米管，可以制备出高灵敏度和高分辨率的成像剂，用于靶向生物成像。
此外，碳纳米管的光学性质和磁学性质也可以用于磁共振成像和光子学成像。
结论总的来说，碳纳米管在生物医学领域中的应用前景巨大。
随着科技的发展和研究人员在这方面的不断努力，相信我们将会看到越来越多的创新碳纳米管应用出现，让生物医学领域更好地服务于人类健康。
碳纳米管技术在医疗领域的应用研究
碳纳米管技术在医疗领域的应用研究随着科技的不断发展，人类对于医疗领域的需求也越来越高。
碳纳米管技术作为一种新兴的技术，已经开始被广泛应用于医疗领域中。
一、碳纳米管基础知识碳纳米管是由碳原子按照一定的方式组成的空心管状结构。
它的壁厚度可以达到纳米级别，而其径线可以达到数百纳米。
碳纳米管的材料具有优异的力学、热力学和电学性能，同时还具有较强的生物相容性和生物分子识别特性。
二、碳纳米管在医疗领域的应用1. 用于药物输送碳纳米管可以用于药物的输送。
由于碳纳米管在生物内部的分子交互作用特殊，因此可以选择性地输送药物到患处，并控制药物的释放时间和速度。
这一技术可以减少药物对人体的副作用，提高药物治疗效果。
2. 用于肿瘤治疗碳纳米管可以被用于肿瘤治疗。
由于碳纳米管可以在肿瘤细胞表面寻找到靶标并识别它们，因此可以将药物直接输送到肿瘤细胞表面，从而发挥更高的治疗效果。
同时，碳纳米管的导热特性也可以被用来高效地杀死肿瘤细胞。
3. 用于成像技术碳纳米管具有较强的光学性能，可以被用于成像技术中。
由于碳纳米管在肿瘤细胞、组织和器官等部分具有较强的光吸收特性，因此可以被用于医学成像，从而实现对病变位置和范围的精准定位。
4. 其他医疗应用此外，碳纳米管还可以用于其他医疗领域的应用。
例如，可以用于人体组织修复、疾病诊断和治疗、生物传感器等。
三、碳纳米管技术的优势与一些传统的医学技术相比，碳纳米管技术具有一些独有的优势。
例如，碳纳米管可以单独或与其他药物、生物分子等复合使用，从而实现更加精准的治疗；碳纳米管还可以通过改变其表面化学结构，从而改变其在生物体内的代谢途径、药物释放速度等；碳纳米管在生物体内的分布和代谢途径也相对较为安全，因此具有较高的生物相容性。
四、碳纳米管技术的风险和挑战碳纳米管技术的应用，虽然具有较多的优点，但是也存在一些风险和挑战。
例如，碳纳米管可能会对生物体造成损伤，并且在代谢过程中会产生一些副产物，因此长期使用可能会对人体产生不良影响。
碳纳米管的应用领域
碳纳米管的应用领域碳纳米管是由碳原子构成的一种纳米材料，具有很小的直径和长的长度。
它们具有许多独特的物理和化学性质，因此在许多领域具有广泛的应用。
以下是几个碳纳米管的主要应用领域：1.纳米电子学：由于碳纳米管具有优异的电子输运性能和尺寸效应，它们被广泛用于纳米电子学领域。
碳纳米管可以作为分子电子学器件中的传输通道、场效应晶体管(FET)中的通道材料，甚至可以用于构建纳米电路和纳米传感器。
2.纳米材料增强体：碳纳米管可以作为增强材料添加到金属基体或聚合物基体中，以增强材料的强度和刚度。
由于碳纳米管的高倍长比和优异的力学性能，它们被广泛应用于制备超强复合材料，如碳纳米管增强塑料、复合纤维材料和涂层。
3.能源存储与转换：碳纳米管的良好导电性和高比表面积使其成为能源存储和转换领域的理想材料。
碳纳米管电极可用于高性能的锂离子电池、超级电容器和燃料电池。
此外，碳纳米管还可以用于太阳能电池中的光电转换材料。
4.纳米医学：碳纳米管在纳米医学领域具有广阔的应用前景。
其特殊的物理和化学性质赋予其在药物运输、生物成像和癌症治疗方面的突出潜力。
碳纳米管可以作为药物载体，用于传递抗癌药物和其他生物活性物质。
此外，碳纳米管还可以用于磁共振成像、荧光成像和近红外成像等生物成像技术。
5.环境污染治理：碳纳米管在环境领域中有着重要的应用潜力。
碳纳米管可以用于吸附和去除水中的重金属离子、有机污染物和放射性物质。
此外，碳纳米管还可以用作气体传感器，用于检测和监测空气中的有害气体。
6.传感与检测：碳纳米管的高比表面积、高灵敏度和特殊的电子性质使其成为传感和检测领域的理想材料。
碳纳米管可以用来制造化学传感器、生物传感器和气体传感器。
它们可以检测和监测环境中的化学物质、生物分子和气体。
7.纳米催化剂：碳纳米管可以用作高效的催化剂载体，用于催化反应。
由于其高比表面积和优异的导电性，碳纳米管可以提高催化剂的活性和选择性。
它们可以用于催化剂的制备、催化反应的催化剂载体以及催化剂的固定化。
碳纳米管在生物医学中的应用探索
碳纳米管在生物医学中的应用探索在当今科技飞速发展的时代，材料科学的进步为生物医学领域带来了前所未有的机遇。
其中，碳纳米管以其独特的结构和卓越的性能，逐渐成为生物医学研究的热点之一。
碳纳米管是由碳原子组成的管状结构，具有极高的强度、良好的导电性和导热性，以及出色的化学稳定性。
这些特性使得它在生物医学领域展现出了广阔的应用前景。
首先，碳纳米管在药物输送方面表现出了巨大的潜力。
由于其纳米级的尺寸和独特的中空结构，碳纳米管可以作为药物载体。
药物分子能够被有效地封装在碳纳米管内部，从而实现对药物的保护和控制释放。
与传统的药物输送方式相比，基于碳纳米管的药物输送系统具有更高的药物负载能力和更好的靶向性。
通过对碳纳米管表面进行化学修饰，可以使其特异性地结合到病变细胞或组织上，从而将药物准确地输送到治疗部位，减少药物对正常组织的副作用。
在癌症治疗中，碳纳米管的应用尤为引人关注。
研究人员已经成功地将抗癌药物装载到碳纳米管中，并通过特定的靶向分子引导其到达肿瘤部位。
一旦到达目标位置，药物可以在肿瘤微环境的刺激下缓慢释放，提高药物的治疗效果。
此外，碳纳米管还可以用于联合治疗，例如同时装载化疗药物和光热治疗试剂，实现化疗与光热治疗的协同作用，进一步增强对肿瘤的杀伤效果。
除了药物输送，碳纳米管在生物成像方面也发挥着重要作用。
由于其良好的光学性能，碳纳米管可以作为荧光探针用于细胞和组织的成像。
与传统的荧光染料相比，碳纳米管具有更强的荧光强度、更稳定的光学性能和更低的细胞毒性。
通过将碳纳米管与特定的生物分子结合，可以实现对细胞内特定结构或生物分子的标记和追踪，为疾病的诊断和研究提供了有力的工具。
在生物传感器领域，碳纳米管同样具有重要的应用价值。
其高比表面积和良好的导电性使得碳纳米管能够对生物分子的微小变化产生敏感的电信号响应。
基于碳纳米管的生物传感器可以用于检测蛋白质、核酸、葡萄糖等生物分子，具有检测速度快、灵敏度高和选择性好等优点。
碳纳米管在生物医学领域中的应用
碳纳米管在生物医学领域中的应用随着近年来生物医学领域的不断发展，纳米技术逐渐成为了一个备受关注的话题。
在这其中，碳纳米管便是一种备受瞩目的材料。
碳纳米管具有高度的机械强度、优秀的导电性、优异的化学性质和生物相容性，因而在生物医学领域中具有着巨大的潜力。
这篇文章旨在介绍碳纳米管在生物医学领域中的应用研究进展。
一、药物递送碳纳米管在药物递送中应用广泛。
在这个过程中，药物的分子可以通过碳纳米管的纳米空间被保护起来，以避免在体内的代谢和排泄过程中被分解。
碳纳米管可以作为药物的载体，从而促进药物的传递并增加其半衰期。
此外，碳纳米管还可以通过改变它们的物理和化学性质来控制药物的释放速率和方式。
例如，在药物释放过程中，通过微调碳纳米管的外墙来控制释放速率，从而提高药物的效率。
二、生物成像由于碳纳米管具有良好的生物相容性和致癌性低的性质，因此被广泛应用于生物成像。
有学者利用碳纳米管的嵌入式技术制备了具有高灵敏度和高分辨率的生物成像仪。
这项技术可以用来检测人体内能量转移的情况，以及检测其他分子的集聚、融合或分解过程。
三、生物传感碳纳米管还能在生物传感领域中应用，用于检测多种生物化学反应。
例如，碳纳米管能够通过其独特的电学性能来达到对生物分子的特异性侦测目的。
同时，碳纳米管还能够被制成高灵敏度的生物传感器，例如用于检测生物分子的电化学传感器。
碳纳米管还可以被集成到集成电路系统中，实现对特定生物分子的高通量检测。
四、组织工程碳纳米管也有着广阔的组织工程应用前景。
在这个领域中，研究者用碳纳米管的结构和物理化学性质来改善组织工程的性能。
比如，利用碳纳米管表面的生物活性基团皮层功能材料，可以促进细胞和生物分子的吸附，从而促进组织工程的生长和修复。
此外，由于碳纳米管具有高度的机械强度，因此可以作为骨骼工程中的一种新材料使用，可用于促进骨骼细胞的生长和修复。
总之，碳纳米管在生物医学领域中的应用潜力巨大。
随着技术的不断发展，各种应用场景将得到更加深入的研究和应用。
碳纳米管在药物输送中的应用研究
碳纳米管在药物输送中的应用研究近年来，碳纳米管因其高强度、高导电性、高热稳定性等优异的物理和化学性质，成为了新型材料领域的热门研究对象。
除此之外，碳纳米管还具有较大的比表面积和孔径，这使得它具有成为药物载体的潜力。
目前，碳纳米管在药物输送中得到越来越广泛的应用研究，被视为一种新兴的、具有很高潜力的药物输送系统。
一、碳纳米管的物理和化学性质碳纳米管是由碳原子构成的一种管状材料，可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
单壁碳纳米管是一层碳原子组成的管状结构，而多壁碳纳米管则由几层碳原子组成的管状结构形成。
碳纳米管具有很高的强度和硬度，比钢的强度还要高，但密度只有钢的四分之一。
此外，碳纳米管还具有优良的导电性和热导性。
因此，碳纳米管在应用中具有无限的潜力。
二、碳纳米管在药物输送中的应用碳纳米管因其特殊的结构、高效的药物负载能力和低毒性，被广泛地应用于药物输送方面。
与其它药物载体相比，碳纳米管的药物负载率高，可以将大分子药物强固地吸附在表面，改善药物的溶解度和稳定性，从而提高药物的生物利用度。
在药物输送领域，碳纳米管可以用于实现靶向化药物输送。
靶向载体通过其特殊的表面电荷、大小和空间构型，能够识别特定的肿瘤表面荷体（如糖基化蛋白、糖类等），并将药物通过相互作用释放到肿瘤细胞中，从而达到治疗的效果。
同时，碳纳米管的内表面可通过化学修饰，使其具有特定的生物活性基团，从而引导分子的识别和递送。
例如，通过将药物通过共价键连接到碳纳米管的表面，或将碳纳米管与靶向分子化学修饰，可以将药物定向输送至受体位点，进一步提高药物的疗效和抑制药物的不良反应。
三、碳纳米管在药物输送中的限制尽管碳纳米管在药物输送领域中有很多潜力，但其应用也存在着一定的限制。
首先，碳纳米管的合成过程技术较为复杂，制造成本高，这限制了碳纳米管在实际应用中的推广。
其次，碳纳米管的长期生物安全性仍存在疑虑，因为一些实验表明，长期内碳纳米管与生物体内信号分子、酶、蛋白和细胞膜等物质的作用仍然不明确。
疾病治疗中碳纳米管药物递送系统的应用
疾病治疗中碳纳米管药物递送系统的应用碳纳米管药物递送系统（Carbon nanotube drug delivery system）是近年来药物递送领域的一项重要技术，特别适用于疾病治疗。
它的使用能够提高药物的生物利用度，减少副作用并优化治疗效果。
尤其是在治疗癌症等重大疾病的过程中，具有广泛的应用前景。
一、碳纳米管药物递送系统介绍碳纳米管药物递送系统是一种能够将药物精确地输送到病灶部位的载药系统。
它的主要构成是碳纳米管，利用碳纳米管的高渗透性和高比表面积等特性，可以将药物局部输送至特定细胞、组织和器官，同时具有很高的生物相容性和低毒性。
二、碳纳米管药物递送系统在疾病治疗中的应用1.癌症治疗碳纳米管药物递送系统在癌症治疗中的应用得到了广泛关注。
在传统的化疗中，由于药物在体内的分布不均匀，会对正常组织造成伤害，而这一问题正是碳纳米管药物递送系统能够很好地解决的。
利用碳纳米管的特性，药物可以精确地输送至癌细胞核心区，有效提高药物的生物利用度，减少副作用，从而取得更好的治疗效果。
2.心血管疾病碳纳米管药物递送系统还可以应用于心血管疾病的治疗，如冠心病等。
通过注入药物包裹在碳纳米管内，在靶组织中被释放，可以加速治疗过程，同时也能够降低药物的剂量，以及减少不必要的副作用。
3.神经系统疾病碳纳米管药物递送系统也可以应用于神经系统疾病的治疗，如帕金森病等。
通过将药物输送至神经元周围，可以提高药物的生物利用度，从而取得更好的治疗效果。
三、碳纳米管药物递送系统的优势与传统的化疗方式相比，碳纳米管药物递送系统具有以下几点优势。
1.高度的精确性：药物可以精确地输送到瘤细胞核心区，减少了对正常细胞的损害。
2.增加生物利用度：药物通过载药系统输送到病灶处，可以提高药物的生物利用度，减少了剂量和次数。
从而降低了治疗过程中的不良反应和不适。
3.节约药物用量：通过碳纳米管药物递送系统，药物可以直接输送到病灶处，因此药物的使用量会减少，有助于节约药物并减轻患者的经济负担。
碳纳米管在医学中的应用
碳纳米管在医学中的应用随着科技的不断进步，纳米技术在医学、材料学和能源领域等得到了广泛的应用和研究。
碳纳米管作为纳米材料的一种，在医学领域中也有着重要的应用。
本文将从碳纳米管的特性、制备方法、在医学中的应用等方面进行阐述。
碳纳米管的特性碳纳米管是由碳元素组成的一种纳米材料，它的构成为一个或多个同轴的碳层辗制而成。
碳纳米管具有很多优异的物理和化学特性，如强度高、导电性好、导热性好、可控性强、生物相容性好等等。
其中，其生物相容性好是其在医学方面得以广泛应用的前提条件。
碳纳米管的制备方法碳纳米管的制备方法有很多种，例如弧放电法、电化学法、化学气相沉积法、热裂解法、等离子化学气相沉积法、湿法化学沉积法、静电纺丝法等等。
其中，化学气相沉积法和热裂解法是最常用的两种制备方法。
在化学气相沉积法中，常采用的是甲烷或乙烯为碳源，通过高温的条件下，将碳源转化为碳纳米管。
而在热裂解法中，则是将碳原料加热到高温状态，使之裂解形成碳纳米管。
碳纳米管作为一种优良的材料，在医学领域中也有着广泛应用。
下面就是它在医学中的具体应用：1. 生物医学材料由于碳纳米管具有优异的生物相容性、高强度、可控性强等优点，因此在生物医学材料领域中有着重要的应用。
例如，在骨科和牙科领域，碳纳米管可以作为植入物的材料，用于改善骨骼和牙齿缺陷等问题。
2. 药物传输载体碳纳米管具有良好的生物相容性和小分子穿透性，因此可用作药物传输载体。
药物可以通过碳纳米管的孔道进入细胞内，从而实现对疾病的治疗。
此外，碳纳米管还可以用作导航标记，辅助定位和治疗。
3. 疾病诊断碳纳米管可以作为纳米标记物用于疾病诊断。
此外，碳纳米管还可以被用于生物成像，从而达到更加精确的诊断效果。
例如，在良恶性肿瘤的诊断中，通过利用碳纳米管作为标记物，可以使得肿瘤细胞更明显地显现，从而实现对肿瘤的早期检测。
总之，碳纳米管在医学领域中具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和完善，碳纳米管作为一种新型的医用材料必将得到更广泛的应用和研究。
碳纳米管在医学上的应用研究
碳纳米管在医学上的应用研究随着科技的不断进步，纳米技术被广泛应用于医药领域。
碳纳米管是一种一维碳基纳米材料，具有极高的强度、高导电性和高度的化学稳定性，是目前研究较为活跃的纳米材料之一。
在医学领域，碳纳米管具有广泛的应用前景，可以运用于药物传输、生物成像、疾病监测、组织工程等方面。
本文将主要阐述碳纳米管在医学上的应用研究。
一、药物传输药物传输是碳纳米管在医学领域的一个重要应用。
药物传输的目的是将药物快速且有效地输送到患病部位，达到治疗的效果。
传统的药物传输需要采用载体来辅助，而碳纳米管具有超大的比表面积和空腔结构，使其成为一种独特的载体。
研究表明，将药物与碳纳米管复合后，药物的稳定性和生物可利用性都得到了提高，同时也可以避免药物的毒副作用。
例如，氧化碳纳米管可以将药物嵌入其中，具有稳定性高、生物容性好、药效快速等优点。
二、生物成像生物成像是调查生物系统内部结构和功能的手段之一。
现有的生物成像技术在实际应用中受制于诸多因素，包括信号强度和成像空间分辨率等。
碳纳米管具有超小的尺寸和高的比表面积，能够提供较高的信号强度和空间分辨率，使其成为一种重要的生物成像探针。
近年来，研究人员已利用碳纳米管的吸收特性将其应用于生物体内的光学成像和磁共振成像领域，取得一定的成果。
三、疾病监测疾病监测是医学领域的重要任务之一。
传统的疾病监测技术难以准确地发现和分析微量的生物分子，影响了疾病诊断和治疗的效果。
碳纳米管的化学反应活性和超小尺寸使其成为一种高效的疾病监测探针。
疾病监测可通过纳米碳管的吸附能力，准确地检测人体内的DNA、RNA和肿瘤标志物等微量生物分子，提高了疾病的早期诊断率和治疗效果。
四、组织工程组织工程是目前研究的热点之一，是较新的医学领域应用之一。
碳纳米管的物理特性使其能够提供细胞间的支撑，成为组织工程的一种新型载体。
研究表明，碳纳米管能够促进细胞的增殖和分化，同时可以有效地促进基质细胞外和基质细胞之间的互动，有助于形成仿生组织。
碳纳米管在生物医学应用中的研究与应用
碳纳米管在生物医学应用中的研究与应用近年来，碳纳米管因其独特的结构和物理化学性质被广泛应用于生物医学领域。
作为一种新型的纳米材料，碳纳米管具有极高的比表面积、优异的机械性能、高导电性和优异的生物相容性等优点。
因此，碳纳米管被广泛地应用于药物传递、成像、生物传感器及生物诊断等生物医学领域。
本文将从碳纳米管的制备方法、生物医学应用方面等方面进行综述。
一、碳纳米管的制备方法目前，碳纳米管的制备方法可以分为化学气相沉积法、化学液相沉积法和等离子热解法等几种方法。
化学气相沉积法是碳纳米管的主要制备方法之一，其操作简便、制备效率高、适用性广，在研究中应用于碳纳米管的制备是目前最为常用的方法。
其核心生产流程包括两个步骤: 催化剂的还原和沉积碳。
化学液相沉积法是在液体烃类根据金属催化剂生成碳纳米管。
这个方法可以控制碳纳米管的直径和长度，因此在生物医学领域中得到迅速推广。
这种制备方法可以通过调节反应条件（例如催化剂种类、催化剂浓度、催化剂制备的表面结构、反应温度和时间等）来控制产生碳纳米管的数量、大小和形状，满足不同应用的要求。
等离子热解法常用于制备高质量的碳纳米管。
它是在高温等离子体中产生碳纳米管的过程，通过控制等离子体条件，可以调节产生碳纳米管的数量和形状。
该方法可以产生确定大小的碳纳米管，但需要复杂的设备，生产成本较高。
二、碳纳米管在药物传递中的应用药物传递是一项旨在提高药物的传递效率和减轻药物的副作用的研究工作。
碳纳米管在药物传递中的应用已引起广泛关注。
1、因为碳纳米管具有高比表面积和生物相容性，因此可以通过改变其表面性质来在其表面或内部包装药物。
2、碳纳米管的高载药能力，使其成为一种难溶性药物的有效载体，可提高其溶解度并增加其生物利用度。
3、碳纳米管可以通过进入目标细胞来传递药物，其中最常见的是通过配体介导的内吞和纳米粒子与细胞膜之间扰动。
三、碳纳米管在成像中的应用成像技术已成为医学诊断和治疗的重要手段。
碳纳米管的生物医学应用研究
碳纳米管的生物医学应用研究碳纳米管是由碳原子聚合成的一种管状材料，具有高强度、高导电性、高导热性等特性。
这些特性使得碳纳米管被广泛应用于电子学、光学、材料科学等领域。
近年来，越来越多的研究表明，碳纳米管在生物医学应用方面也有着广泛的潜力。
一、碳纳米管在生物成像中的应用成像技术是生物医学研究中至关重要的一部分。
在传统生物成像技术中，常用的成像剂都具有毒性，对人体有一定的危害性。
而碳纳米管则具有良好的生物相容性，不会对人体造成伤害。
因此，碳纳米管成像技术备受青睐。
碳纳米管作为一种超细的管状结构，可以被纳入到细胞内部，并在组织中进行高分辨率成像。
此外，由于碳纳米管具有高导电性和高导热性，可以用于热成像技术，例如通过组织选择性加热的方式来治疗疾病。
二、碳纳米管在药物输送中的应用传统的药物输送技术往往会存在一些问题，例如药物浓度不够、药物的选择性不足等。
而碳纳米管可以被制成无毒、高稳定性、高药物负载量的药物储运和释放的载体，能够帮助药物稳定输送且能够把药物与疾病部位对接，从而提高治疗效果。
在碳纳米管的表面，还可根据具体需要加上多种功能基团，例如可通过一个自组装的肽层将其打造成具有靶向能力的蛋白质药物载体。
这些功能化的碳纳米管可以被制成治疗特定类型疾病的药物输送系统。
三、碳纳米管在生物传感中的应用生物传感技术是一种能够检测生命体征的技术。
随着人们对疾病发展与治疗知识的更加深入了解，生物传感技术在健康监测和医学诊断领域已经开始发挥越来越重要的作用。
而碳纳米管由于具有良好的生物相容性和可控的化学反应性，被广泛地应用于生物传感中。
例如，一些微生物在并不显著地改变它们的生长环境的情况下，会排放有机及无机物质。
利用纳米碳管引领的传感的信号放大系统，生物传感器可以探测并测量微量物质，从而实现对细菌的快速鉴定。
在这里，碳纳米管的直径大小、壁厚和表面的氮杂原子与氧杂原子的分布位置等结构参数都可以对传感性能产生影响。
四、碳纳米管在组织工程中的应用人体缺损造成的障碍是生物医学领域重要的问题，为了解决这一问题，目前已经有大量的研究集中在利用人工材料替代组织器官的重建。
碳纳米管的应用领域 -回复
碳纳米管的应用领域-回复碳纳米管（Carbon Nanotubes，简称CNTs）作为一种具有特殊结构和性能的纳米材料，具有广泛的应用潜力。
本文将围绕碳纳米管的应用领域展开，逐步介绍其在电子技术、材料科学、药物输送、能源存储等领域的重要应用。
第一部分：碳纳米管在电子技术中的应用碳纳米管由于其优异的导电性能和纳米级尺寸大小，使得它在电子技术领域有广泛的应用前景。
首先，碳纳米管可以用作高性能晶体管的替代材料。
由于碳纳米管具有高电子迁移率、小通道长度和优异的开关能力，因此可以用来制造更小、更快、更有效的晶体管。
其次，碳纳米管还可以用于制造柔性电子设备，比如柔性显示屏和可穿戴电子产品。
由于其高韧性和优异的电子性能，碳纳米管可以实现电子器件在弯曲或拉伸时不损坏，并且可以以更小、更轻的形式集成到各种非传统载体上。
第二部分：碳纳米管在材料科学中的应用碳纳米管具有柔韧性、高强度和低密度等优异的力学性能，使得它们在材料科学领域有着广泛的应用。
首先，碳纳米管可以用作增强材料，用于制造高性能复合材料。
将碳纳米管作为添加剂掺入到基础材料中，可以显著提高材料的力学性能，如抗拉强度、硬度和耐磨性等。
其次，碳纳米管还可以用于制造导电或发光的材料。
由于其优异的导电性和发光性能，碳纳米管可以用来制造传感器、光电器件和光子晶体等。
第三部分：碳纳米管在药物输送中的应用碳纳米管具有大比表面积和可调控的孔隙结构，使其成为理想的药物输送载体。
首先，碳纳米管可以用来包裹药物分子，并在体内传递药物。
由于其独特的管状结构，碳纳米管可以通过内部或外部修饰来调控药物的释放速率和靶向性，从而实现对药物的高效率输送和控制释放。
其次，碳纳米管还可以用于肿瘤治疗。
碳纳米管可以通过改变其表面性质或修饰其上的靶向配体，实现对肿瘤细胞的特异性识别和靶向治疗。
第四部分：碳纳米管在能源存储中的应用由于其独特的电化学性质，碳纳米管在能源存储领域有着巨大的潜力。
首先，碳纳米管可以用作电池材料，如锂离子电池、超级电容器和可重复使用电池。
碳纳米管在生物医学领域的应用
碳纳米管在生物医学领域的应用随着生物医学领域的不断发展，越来越多的纳米技术应用于医疗诊断和治疗领域。
在这些纳米技术中，碳纳米管已经成为一种热门的研究方向。
碳纳米管是一种具有独特结构和特性的纳米材料，具有较大比表面积、优异的机械性能和化学稳定性，还可以通过改变其结构和表面修饰实现多种功能。
因此，碳纳米管已经被广泛应用于生物医学领域，特别是在肿瘤治疗、药物传递和生物成像等方面具有很大的潜力。
碳纳米管作为一种高度可调节的载体，可以实现药物在体内的定向输送。
通过改变管子的尺寸、化学结构以及表面修饰，可以使药物在体内的传递更为精准和有效。
同时，碳纳米管的小尺寸和高比表面积也能够增强药物与细胞之间的相互作用，提高药效和降低毒性。
因此，碳纳米管可以作为一种优化的药物传递工具，有望解决目前治疗过程中药物剂量和毒副作用等方面的问题。
另外，碳纳米管还具有很好的生物成像能力。
由于碳纳米管的单层薄膜结构，因此可以在体内输送各种指示剂，通过 X 射线、磁共振等多种检测手段实现对生物体的成像。
同时，碳纳米管的拉曼散射和荧光激发等特性也能够为细胞成像和药物监控等方面提供有力的技术支持。
因此，碳纳米管在生物成像方面的应用也已引起了广泛的关注。
除此之外，碳纳米管还可以作为一种独特的光热治疗手段。
通过将碳纳米管与荧光分子或其他生物分子构成的纳米复合体，将荧光信号定向输送到肿瘤细胞，再利用光热效应进行针对性治疗，并且可以通过控制碳纳米管的形状等因素调节其光热性能。
因此，碳纳米管在肿瘤治疗方面也有很大的应用前景。
总的来说，碳纳米管在生物医学领域的应用潜力很大。
虽然目前还存在一些技术瓶颈和安全性问题，但是随着这些问题的逐渐解决，相信碳纳米管在生物医学领域的应用将会得到更广泛的发展和应用。
碳纳米管在药物和基因转运领域的应用
碳纳米管在药物和基因转运领域的应用李杉杉;何华;焦庆才;Chuong Pham-Huy【期刊名称】《化学进展》【年(卷),期】2008(020)011【摘要】当前国内外的许多研究小组都致力于开发出新型有效的药物和基因转运系统,用于改善多种治疗因子的药理学作用并降低其毒性.在新型纳米材料中,碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)正逐步引起人们的关注.功能化CNTs的两个关键优势在于它具有很强的细胞穿透能力和较低的细胞毒性,使其在药物和基因转运领域中的应用成为可能.CNTs可通过形成稳定的共价键或形成以非共价键为基础的超分子结合物来运载肽类、蛋白质、核酸和药物等活性分子,并将其运送至特定的组织和器官中以表达特殊的生物学功能.针对这一研究热点,本文综述了近几年国内外关于碳纳米管在药物和基因转运领域中的应用进展,并探讨了其毒性,以期为这一领域中的研究工作者提供参考.【总页数】6页(P1798-1803)【作者】李杉杉;何华;焦庆才;Chuong Pham-Huy【作者单位】中国药科大学分析化学教研室,南京,210009;中国药科大学分析化学教研室,南京,210009;药物质量与安全预警教育部重点实验室;南京大学生命科学学院药物生物技术国家重点实验室,南京,210093;巴黎第5大学药学院有机化学实验室 ,Paris 75006【正文语种】中文【中图分类】Q782;O613.71;TB383【相关文献】1.碳纳米管在药物载体领域的应用 [J], 鲍群2.碳纳米管在药物载体领域的应用 [J], 鲍群;3.基因敲除与基因突变动物模型在药物跨膜转运研究中的应用 [J], 何卉;陈西敬;王广基4.AMT公司扩大GDNF基因技术在中枢神经系统基因药物研发领域的应用 [J],5.碳纳米管在生物传感器及药物/基因领域的研究进展 [J], 朱双美;肖海霞;程永光;赵元黎;梁二军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
碳纳米管在药物递送中的应用
碳纳米管在药物递送中的应用药物的递送一直是一个难题，尤其是能够作用于特定部位并发挥最大效果的药物递送。
碳纳米管（CNT）作为一种新型的材料，已经在药物递送领域展现了重要的应用前景。
本文将从CNT的性质、药物递送机制、应用实例等方面进行探讨，以期更好地理解CNT在药物递送中的应用。
一、CNT的性质CNT是碳原子形成的管状结构，一般分为单壁碳纳米管（SWCNT）和多壁碳纳米管（MWCNT）。
它们具有以下几点性质：1. 高度强度：CNT的强度比钢还高，但重量只有其三分之一。
2. 纳米尺寸：CNT直径只有数纳米，与生物分子大小相当。
3. 长度可控：CNT的长度可以通过合成方法控制。
4. 孔隙：CNT内部可以作为通道穿过物质。
5. 表面活性：CNT表面的化学反应性非常强，因为CNT不是一种完美结构。
以上这些性质使得CNT在药物递送中有利于达到特定部位和发挥最大效果。
二、药物递送机制碳纳米管的应用在于其能够将药物的目标性极大地增强，同时降低药物的毒性和副作用。
CNT的结构允许分子在其表面吸附，或者作为内部空间穿越的通道。
在药物递送中，药物通过和CNT结合进入生物体内，药物能够更快更有效地到达病变部位。
同时，CNT还可以被用来包装药物，进一步提高药物的稳定性，降低药物的毒性和副作用，同时延长其储存期。
这种药物包装技术利于药物在生物体内的运输，并可以针对不同的药物使用不同的CNT包装方式。
三、CNT在药物递送中的应用CNT在药物递送中已经得到广泛的应用。
以下列举几个例子：1. 肿瘤治疗：CRC-MWCNT，一种CNT包装的药物，被证实可以增强肿瘤细胞对化疗药物的响应。
同时，CRC-MWCNT可以在肿瘤细胞上的表面停留更久，从而提高治疗效果，同时减少对身体其他部位和组织的影响。
2. 抗炎药物递送：CNT可以用于包装和输送非甾体抗炎药，例如青霉素酸钠和阿司匹林。
CNT不但可以使药物更好地到达病变部位，而且能够减轻药物对健康组织的危害和副作用。
碳纳米管作为药物及基因递送载体的研究
OVERVIEW综述1501 前言纳米科技越来越受到各领域研究者的重视，其中纳米药物是一个崭新领域，其研究主旨是通过构建纳米药物运载体系，有效运输小分子药物并定位至靶细胞和组织。
换言之，理想的纳米级递送载体必须实现药物释放速率可控性、防止药物降解、代谢及通过靶向运输减少副作用。
近年来，多种新型纳米材料在检测及临床应用许可方面取得了重大进展，但由于缺少国际性的监管标准来评估纳米材料的安全性及毒性，暂时制约了纳米材料实现商业化生产[1]。
药物运输系统（drug delivery systems ，DDS ）的作用是通过改善传统药物药理及治疗特性，增加药物溶解性等使药物在体内有选择性的分布，力求减少药物对正常组织的损伤。
传统的DDS 包括脂质体、乳状剂、多聚微粒等，随着纳米科学的飞速发展及其与生物医药学的交叉渗透，目前基于碳纳米管（carbon nanotubes ，CNTs ）的药物和基因载体越来越受到研究者的重视[2]。
采用纳米载体进行药物递送，特别用于负载抗癌药物的一个重要原因是纳米载体能够有效克服多重耐药（multi-drug resistance ，MDR ）排出泵的作用。
碳纳米管作为药物及基因递送载体的研究李屹，吴雨径，刘惠亮[关键词] 纳米管，碳（Nanotubes ，Carbon ）；药用制剂（Pharmaceutical Preparations ）；基因（Genes ）[摘 要] 碳纳米管（carbon nanotubes ，CNTs ）作为一种新型纳米材料，其结构为圆筒状的石墨烯片层，直径范围通常在1～100 nm ，根据结构不同主要分为单壁碳纳米管（Single-walled nanotubes ，SWNTs ）和多壁碳纳米管（Multi-walled nanotubes ，MWNTs ），因具备优越的力学特性、良好生物相容性及纳米级尺寸而易于被细胞摄取等特征，其在生物医学领域的应用日益被关注。
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化学进展
第２０卷
物在ＤＮＡ修饰的ＣＮＴｓ电极表面强烈的积聚作用， 用于检测极低限量的靶ＤＮＡ。碳化二亚胺辅助活 化法是生物分子（水溶性蛋白质、核酸等）共价功能 化的一种有效途径，明显改进了碳纳米管的溶解度。 Ｈｕａｎｇ等¨１１通过碳化二亚胺胺化反应把牛血清白蛋 白（ＢＳＡ）耦合到碳纳米管上，两者的结合物具有高 水溶性，并且ＢＳＡ仍保留其活性。 ２．２．２侧壁功能化 碳纳米管的侧壁碳原子主要由印２杂化碳原子 组成，可与一些活泼的物质如卤素、氮烯、卡宾和自 由基等发生加成反应。经修饰后ＣＮＴｓ的侧壁形成 了功能化的活性表面，为进一步衍生化创造了条件。 碳纳米管侧壁多功能化研究起始于碳纳米管的 氟化修饰。Ｈａｍｗｉ等¨２１发现碳纳米管与氟元素能 发生加成反应，形成氟化的碳纳米管。此后研究者 利用碳纳米管的氟化、脱氟作用对其进行进一步的 化学修饰，为多功能化提供了一条重要途径。例如 Ｓｔｅｖｅｎｓ等¨钉利用氟化碳管作为前体，端胺基二胺为 亲核试剂，将Ｊ『、ｒ．亚烷氨基通过Ｃ—Ｎ键与碳纳米管 的侧壁共价连接。这种Ｃ—Ｎ功能化的方法为结合 氨基酸、ＤＮＡ、聚合物等提供了可行的合成途径。目 前碳纳米管功能化的方法主要包括：氟化和脱氟、氨 基化、氮烯化和卡宾化等多种侧壁共价功能化方 法旧１。在这些基本修饰的基础之上，可对ＣＮＴｓ进行 进一步的衍生化修饰，使ＣＮＴｓ应用于更多的领 域中。
中图分类号：Ｑ７８２；０６１３．７１；ＴＢ３８３文献标识码：Ａ文章编号：１００５．２８ｌｘ（２００８）１１．１７９８．０６
Hale Waihona Puke Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏｔｕｂｅｓ ｉｎ Ｄｒｕｇ ａｎｄ Ｇｅｎｅ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ
Ｌ／Ｓｈａｎｓｈａｎ‘Ｈｅ Ｈｕａｌ・２。
Ｊｉａｏ Ｑｉｎｇｃａｉ３
第２０卷第１１期 ２００８年１１月
化
学
进展
ＶｏＩ．２０ Ｎｏ．１ｌ Ｎｏｖ．，２００８
ＰＲＯＧＲＥＳＳ ＩＮ ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ
碳纳米管在药物和基因转运领域的应用
李杉杉１ 何 华１’２’ 焦庆才３
Ｃｈｕｏｎｇ Ｐｈａｍ—Ｈｕｙ４ 南京２１００９３； （１．中国药科大学分析化学教研室 南京２１０００９；２．药物质量与安全预警教育部重点实验室
——碳纳米管（ＣＮＴｓ）以来‘¨，碳科学的发展进入了
新的纳米时代。碳纳米管以其独特的结构和性质得
收稿：２００７年１２月，收修改稿：２００８年６月 ＊通讯联系人Ｏ．－１１１且ｉｌ：ｄｏｃｈｅｈｕａ＠１６３．ｃｏｍ
万方数据
第１１期
李杉杉等碳纳米管在药物和基因转运领域的应用
・１７９９・
领域。近年来，碳纳米管的生物学效应引起了人们 的极大兴趣，以生物学应用为目的的探索研究迅速 增多，逐渐成为一个新的研究热点。起初这种新型 的纳米结构在生物学领域的应用主要是与蛋白质的 相互作用，目的是开发出高效的生物传感器乜Ｊ１。随 后发现碳纳米管可与蛋白质、核酸和药物等活性分 子相结合，并能将这些活性分子转运至特定细胞内， 为其在药物转运系统的应用开辟了道路。然而， ＣＮＴｓ在水介质中的分散性是研究其生物学应用的 前提条件。早期的ＣＮＴｓ的高毒性主要源于它们的 低溶解性。近期研究发现通过共价作用和非共价作 用对ＣＮｒＩ＇ｓ进行修饰大大改善了其在生理条件下的 溶解性能，为其在药物和基因转运领域的应用奠定 了基础。 本文主要介绍碳纳米管在药物和基因转运领域 中的应用。首先介绍ＣＮＴｓ的结构性质和功能化方 法，随后综述了ＣＮＴｓ作为新型药物和基因转运载 体的应用进展，最终探讨了其在应用过程中可能存 在的毒性。
２碳纳米管的功能化
ＣＮＴｓ几乎不溶或难溶于任何溶剂中。要想将 碳纳米管技术纳入生物体系中，必须首先改善其溶 解性，尤其是在水中的溶解性。目前开发的几种分 散和增溶途径基本上可分为非共价功能化和共价功 能化两大类。 ２．１非共价功能化 非共价功能化以ＣＮＴｓ与表面活性剂、核苷酸、
万方数据
・１８００・
７５００６，Ｆｒａｎｃｅ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ ｄｒｕｇ ａｎｄ
Ａｔ
ｐｒｅｓｅｎｔ・ｍａｎｙ
ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｔｅａｍｓ眦ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ
ｔｏ
ｄｅｖｅｌｏｐ ｎｅｗ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
ｇｅｎｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｍａｎｙ ｃｌａｓｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ａｎｄ
ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅｉｒ ｔｏｘｉｃｉｔｙ．Ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｆａｍｉｌｙ ｏｆ ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｃａｒｂｏｎ Ｔｗｏ ｋｅｙ
ｎａｎｏｔｕｂｏｓ（ＣＮＴｓ）ｉｓ
ｓｔｒｏｎｇ
ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ａｔｔｒａｃｔｉｎｇ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ．
ｔｏ
Ｍｖａｎｔ驴ｏｆ
ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ ｃａｒｂｏｎ
南京２１０００９；３．南京大学生命科学学院药物生物技术国家重点实验室 ４．巴黎第５大学药学院有机化学实验室Ｐａｒｉｓ ７５００６） 摘
要
当前国内外的许多研究小组都致力于开发出新型有效的药物和基因转运系统，用于改善多种
治疗因子的药理学作用并降低其毒性。在新型纳米材料中，碳纳米管（ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ，ＣＮＴ８）正逐步引起人 们的关注。功能化ＣＮＴｓ的两个关键优势在于它具有很强的细胞穿透能力和较低的细胞毒性，使其在药物 和基因转运领域中的应用成为可能。ＣＮＴｓ可通过形成稳定的共价键或形成以非共价键为基础的超分子结 合物来运载肽类、蛋白质、核酸和药物等活性分子，并将其运送至特定的组织和器官中以表达特殊的生物学 功能。针对这一研究热点，本文综述了近几年国内外关于碳纳米管在药物和基因转运领域中的应用进展，并 探讨了其毒性，以期为这一领域中的研究工作者提供参考。 关键词 碳纳米管 功能化 纳米载体 药物转运 基因转运 毒性
Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｎ嘶ｉｎｇ
２１０００９，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９３，Ｃｈｉｎａ； ４．Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｙ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐａｒｉｓ Ｖ，４ Ａｖｅｎｕｅ ｄｅ １’Ｏｂｓｅｒｖａｔｏｉｒｅ，Ｐａｒｉｓ
１碳纳米管的结构和性质
碳纳米管（ＣＮＴｓ）又称为巴基小管，是一种重要 的新型纳米材料，其结构与球烯和石墨类似，与金刚 石、石墨、富勒烯（ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）同属碳的同素异形体。 按结构，ＣＮＴｓ有多壁碳纳米管（ＭＷＮＴｓ）和单壁碳 纳米管（ＳＷＮＴｓ）之分。ＭＷＮＴｓ是由许多柱状碳管 同轴套合构成，直径在几纳米到几十纳米之间，长度 却可达几毫米，层数在２—５０层之间，层间距为 ０．３４ｎｍ；ＳＷＮＴｓ由单层碳原子饶合而成，直径在零点 几纳米到几纳米之间，长度可达几十微米，具有较好 的对称性和单一性¨１。ＣＮＴｓ中的碳原子以驴２杂化 作用为主，其表面由大量芳香结构构成，并且具有极 大的比表面积，能够与多种无机和有机分子以共价 或非共价形式结合。这些独特的结构和性质使 ＣＮＴｓ具备了成为机体中药物转运载体的基本条件。
ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ
ｄｉｓｃｕｓｓ ｔｈｅｉｒ ｔｏｘｉｃｉｔｙ．
ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ；ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅ；ｎａｎｏｖｅｃｔｏｒｓ；ｄｒｕｇ ｄｅｌｉｖｅｒｙ；ｇｅｎｅ ｄｅｌｉｖｅｒｙ；ｔｏｘｉｃｉｔｙ
自１９９１年日本的Ｉｉｊｉｍａ发现一种新的碳结构
到了许多专家的极大关注，并在世界范围内掀起了 一股碳纳米管的研究热潮。 最初有关碳纳米管的探索主要集中在材料科学
Ｃｈｕｏｎｇ Ｐｈａｍ－Ｈｕｙ＂
（１．Ｄｉｖｉｓｉｏｎ
ｏｆ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ＣｈｅＩＩＩｉｓｔｒｙ，Ｃｈｉｎａ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１０００９，Ｃｈｉｎａ；２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｄｍｇ
Ｑｕａｌｉｔｙ
Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｐｈａｒｍａｃｏｖｉｇｉｌａｎｃｅ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ
用。例如，Ｋａｔｅｂ等¨副利用小神经胶质细胞研究了 涂有嵌段共聚物的非共价ＭＷＮＴｓ的结合作用，在实 验过程中重现了“纳米针”的穿透机制。 ３．１在药物转运领域中的应用 为了改善药物的治疗作用，降低药物在体内的 毒性，人们不断开发新型的递药系统。功能化碳纳 米管具有很强的细胞穿透能力和低细胞毒性，这些 独特的性质为其在药物转运系统中的应用开辟了 道路。 药物转运系统的发展致力于寻找能够负载一种 或多种具有识别能力治疗因子的载体，并能产生适 宜的成像信号，或具有特殊的寻靶作用，这些性质对 于癌症和各种感染性疾病的治疗非常重要。基于这 一目的，ｗｕ等¨引使用两性霉素Ｂ（ＡｍＢ）和荧光素两 种不同基团对ＣＮＴｓ进行正交功能化。这种正交方 法选择性地控制两性霉素Ｂ与ＣＮＴｓ侧壁结合，而 荧光素与其端口结合。其中抗菌素作为活性分子与 ＣＮＴｓ共价结合，而荧光素用于示踪细胞对碳纳米管 的内吞作用。抗菌素与ＣＮＴｓ的结合使之更易于透 过细胞膜，与单独使用抗菌素相比降低了毒副作用。 细胞毒性结果显示，在使用浓度为１０弘ｇ／ｍｌ的ＡｍＢ培 养下，多于４０％的哺乳细胞由于受到游离ＡｍＢ的毒 副作用影响而死亡，而使用ＡｍＢ．ＣＮＴｓ治疗的所有 细胞依然存活。并且，不同类型微生物的抗真菌活 性评价结果表明，当与ＣＮＴ８共价结合时，ＡｍＢ的抗 菌作用得到了增强。Ｆｅａｚｅｌｌ等¨刮将抗癌药物ｐｔ＜ｌＶ） 与ＳＷＮＴｓ共价结合，将其转运至靶细胞，并用以非 共价形式结合在ＣＮＴｓ上的荧光素示踪转运途径。 结果显示，在用ＳＷＮＴｓ．ｖｔ（ＩＶ）培育的细胞中铂的浓 度比用未结合的化合物培育的细胞高６—８倍。Ｚｈｕ 及其合作者【ｌ引利用碳硼烷对ＳＷＮＴｓ进行功能化，用 于硼中子捕获治疗，结果静脉注射该结合物后仅在 肿瘤细胞中观察到了硼中子。 ＣＮＴｓ作为药物载体还可为一些药物提供新的 给药途径，并改善它们的生物利用度。这一理论在 Ｖｅｎｋａｔｅｓａｎ等汹１的近期研究中得到了证实。将促细 胞生成素（ＥＰＯ）通过大鼠肠内给药进行评价，结果 显示在一系列不同类型的碳纳米粒子中，由ＣＮＴｓ （吸附载体）、促红细胞生成素（蛋白质类药物）、酪蛋 白（肠内酶抑制剂）和Ｌａｂｒａｓｏｌ（吸附增强因子）组成 的系统使ＥＰＯ达到了最佳生物利用度１１．５％，远高 于由富勒烯（５．７％）、活性炭（３．９％）等其他吸附载 体组成的系统。该研究指出，上述以ＣＮＴｓ为基础 的转运系统为ＥＰＯ提供了一种新型有效的口服给