金纳米粒子的细胞毒性(三)：胞吞作用
金纳米粒子的优势
金纳米粒子的优势
一、金纳米粒子的优势
金纳米粒子（AuNP）是一种新型的纳米材料，它的出现使得纳米技术取得了巨大的进步，由此开创了一种新型的生物检测技术和材料应用。
金纳米粒子具有卓越的物理化学性质，高吸收率和较高的光复合效率，可以在医学、物理、材料等领域得到广泛应用，并可能有助于缓解和治疗许多疾病。
1、光特性优越
金纳米粒子的光特性优越。
由于其高的吸收率，它可以有效地吸收较小的光子数，这使它可以作为可见光和紫外光的有效光探测器。
金纳米粒子可以有效地吸收紫外光或近红外光的辐射，这使其在生物检测技术领域取得了巨大的进步。
2、抗菌能力强
金纳米粒子具有较强的抗菌能力，它在抑制细菌生长方面表现出色，可以有助于有效治疗感染性疾病。
3、生物相容性
金纳米粒子具有良好的生物相容性，对生物体没有毒性。
这使它可以在分子生物学、基因治疗、药物递送等领域得到应用。
4、使用简单方便
金纳米粒子的制备方法简单，具有较高的生产效率。
它可以通过共沉淀、微观化学法、溶质气相蒸发法和超声法等方法得到制备。
此外，它还可以通过简单的处理，如加热、温度调节和添加表面活性剂
等方法，以改变或增强其功能。
5、绿色可控
金纳米粒子可以通过可控的过程，制备出绿色的纳米材料。
由于金纳米粒子不添加有毒物质，在生物体内安全使用，且其制备方法也可以简单化，因此可以减少制备过程中对环境的污染。
综上所述，金纳米粒子具有卓越的光特性、抗菌能力、生物相容性，可以有效地在医学、物理和材料等领域得到应用，并可能有助于缓解和治疗多种疾病。
金纳米粒子的细胞毒性(一)：尺寸的影响
金纳米粒子的细胞毒性(一)：尺寸的影响2016-08-16 12:45来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部AuNPs查阅文献时，在AuNPs的尺寸对细胞作用方面可以看到许多相互矛盾的报道。
例如Pan 等制备了4种1.4nm左右和15 nm多种粒径的金颗粒(AuNPs)，他们提出：AuNPs的毒性是尺寸依赖的，1.4 nm时表现最强毒性，尺寸小于或大于1.4 nm时毒性逐渐减弱。
并且提出1.4 nm颗粒的明显毒性主要是因为它可以立体选择性地连接到B-DNA的大沟，从而造成对细胞的损伤。
但是在他们的实验中，在尺寸1.4 nm之外的几个AuNPs(0.8，1.2和1.8 nm)都具有相似毒性，不具有特异性，解释难以令人信服。
他们的实验还表明，当纳米颗粒大于15 nm时，是贴在细胞膜上而无害的，而Connor等则报告18 nm以下的含有各种表面修饰物(如半胱氨酸、柠檬酸钠、生物素和葡萄糖)的AuNPs对于人体细胞是无毒的，其毒性是由于所用的保护剂溴化十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)造成的。
如果将CTAB去除干净，那么AuNPs对细胞是无毒的。
Shukla等报道了由赖氨酸加上聚赖氨酸共同修饰的3.5 nm AuNPs不具有毒性和免疫原性。
Soenen等指出AuNPs浓度对细胞毒性的影响。
他们发现4 nm的聚甲基丙烯酸保护的AuNPs在浓度10 nM时，对于多种敏感细胞系没有观察到明显的细胞参数改变，但是当浓度高于200 nM 时则引起明显的细胞毒性，他们认为这是由于增加了活性氧的原因。
Wang等研究了不同形状、作用时间和表面活性剂等与尺寸小于70 nm AuNPs细胞毒性的关系，认为圆形无毒，棒型有毒，而棒型的毒性主要是其保护剂CTAB所造成。
Yen等比较了金和银纳米颗粒对于巨噬细胞(macrophages)的作用，认为带负电的金纳米颗粒比银纳米颗粒毒性更大。
Gu等将24 nm金颗粒通过半胱胺连接到金膜上，然后将此薄膜与猪的肝细胞共培养，发现细胞可以快速增殖，并且很好的保持了其生物代谢功能。
纳米微粒跨细胞膜转运途径及机制的研究进展
纳米微粒跨细胞膜转运途径及机制的研究进展孙宏晨;徐晓薇;张恺;史册;金晗;袁安亮【摘要】纳米材料通过有效转运药物、生物分子或显像剂到病变部位的靶细胞,实现疾病的诊断和治疗.这种应用于诊断和治疗的纳米材料,通常需要进入细胞的特定部位,将其负载物转运至亚细胞中.目前普遍认为纳米微粒主要是通过胞吞作用入胞,根据形成囊泡大小或内容成分的不同可将胞吞作用分为吞噬作用和胞饮作用.纳米微粒的尺寸、形状、化学组成、表面电荷等理化性质对其入胞途径均有影响；此外,对于同一纳米微粒,所选细胞系不同时,其入胞途径也不相同.通过研究纳米微粒与细胞间的相互作用了解其转运机制,对于提高转运效率将产生重大帮助.本综述以纳米微粒跨细胞膜转运途径为基础,着重介绍了纳米载体跨细胞膜转运的机制,包括纳米载体如何进入细胞及不同途径的特点,影响纳米材料进入细胞的因素,以及提高转运效率的方法等方面的进展.【期刊名称】《吉林大学学报（医学版）》【年(卷),期】2011(037)006【总页数】4页(P1157-1160)【关键词】纳米微粒;跨膜转运;胞吞作用;理化性质【作者】孙宏晨;徐晓薇;张恺;史册;金晗;袁安亮【作者单位】吉林大学口腔医院病理科,吉林长春130021;吉林大学口腔医院病理科,吉林长春130021;吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室,吉林长春130012;吉林大学口腔医院病理科,吉林长春130021;吉林大学口腔医院病理科,吉林长春130021;吉林大学口腔医院病理科,吉林长春130021【正文语种】中文【中图分类】R318.08纳米技术被认为是对21世纪一系列高新技术的产生与发展有重要影响的一门热点科学。
人们期待通过将纳米技术应用于药物转运来改变药理学和生物技术的现状。
利用纳米技术，将可能实现：①改善水溶性差的药物的转运；②靶向转运药物到特定细胞或组织[1]；③药物跨细胞膜转运穿过上皮细胞和血管内皮障碍；④转运大的高分子药物到细胞内的作用位点；⑤两种或多种药物/治疗方法同时转运，实现联合治疗；⑥将治疗药物与显像方法结合来观察药物转运[2]；⑦对治疗药物体内效能的实时监测[3]。
纳米颗粒在生物医学中的应用及其毒性研究
纳米颗粒在生物医学中的应用及其毒性研究随着纳米科技的飞速发展，纳米颗粒已经开始广泛地应用于生物医学领域。
纳米颗粒相对于传统材料具有更优异的物理、化学、光学等性质，可以用于生物传感器、基因递送、光动力疗法、肿瘤诊疗和组织工程等多个领域。
然而，对于纳米颗粒的毒性研究仍然是一个备受关注的话题。
本文将介绍纳米颗粒在生物医学中的应用及其毒性研究。
一、纳米颗粒在生物医学中的应用1. 生物传感器纳米颗粒可以利用其特殊的物化性质来设计生物传感器，用于监测微观的生物变化。
例如，金纳米颗粒被广泛用于制备基于表面增强拉曼散射（SERS）的生物传感器，可以用于检测细胞外液中的生物分子，例如抗生素残留、癌细胞标志物等。
2. 基因递送纳米颗粒可以用于基因递送，作为基因载体，将特定基因递送到肿瘤细胞或组织中。
这种技术可以促进基因治疗和基因工程的发展。
例如，利用聚乙烯亚胺（PEI）包裹纳米颗粒，可以实现DNA的传递和表达，有效地抑制肿瘤生长。
3. 光动力疗法纳米颗粒可以用于光动力疗法。
将光敏剂纳米颗粒注入肿瘤组织，再照射特定波长的光线，纳米颗粒会产生局部超声波和热效应，从而破坏肿瘤细胞。
同时，通过调节纳米颗粒的化学结构，热效应可以替换为光热效应，实现一定程度的精确控制。
4. 肿瘤诊疗纳米颗粒可以用于肿瘤诊疗。
在诊断方面，纳米颗粒被广泛用于磁共振成像（MRI）、光声成像（PAI）、荧光成像（FLI）等技术。
在治疗方面，例如可用于向肿瘤细胞输送化疗药物。
对于普通化疗药物的限制，在传统范例中可以利用纳米药物技术降低药物的毒副作用。
5. 组织工程在体外培养细胞体外继续增长需要各种支持体系，纳米颗粒无疑是非常有利的组织工程材料，可以用作3D细胞培养的支撑纤维网、用于细胞植入支撑材料、作为细胞载体等等。
二、纳米颗粒毒性研究纳米颗粒的毒性研究是生物医学研究不可或缺的部分。
虽然以往研究表明，纳米颗粒具有很好的生物相容性和生物安全性，但是随着纳米颗粒的应用范围不断扩大，也展现了它的一些毒性效应，这主要包括：1. 细胞毒性纳米颗粒可以进入细胞，与细胞的各个生化途径相互作用。
纳米颗粒 胞吐 高尔基体
纳米颗粒胞吐高尔基体
纳米颗粒、胞吐和高尔基体是生物学和医学领域中的重要概念。
以下是这些概念的简要解释：
1.纳米颗粒：纳米颗粒是指尺寸在纳米级别（1-100纳米）的颗粒。
由于其
极小的尺寸，纳米颗粒具有许多独特的物理和化学性质，因此在许多领域中都有应用，例如药物传递、医学诊断和癌症治疗等。
2.胞吐：胞吐是细胞生物学中的一个过程，指细胞通过胞吐作用将胞吞或胞
饮所摄取的物质传递到细胞外。
这个过程涉及到膜的动态变化和物质的释放，对于细胞通讯、信号转导和物质转运等有重要作用。
3.高尔基体：高尔基体是细胞内的一个复杂的膜性囊泡结构，参与蛋白质的
修饰、加工和转运。
高尔基体在细胞的分泌活动、膜泡运输和细胞信号转导等方面起着关键作用。
它是细胞内重要的分泌器官之一，能够将蛋白质从内质网转运到溶酶体、质膜或胞吐泡，并对蛋白质进行糖基化等修饰。
综上所述，纳米颗粒、胞吐和高尔基体分别涉及到尺寸在纳米级别的物质、细胞内物质释放的过程以及细胞内复杂的膜性结构等概念。
这些概念在药物传递、医学诊断和治疗、细胞生物学和膜泡运输等方面有重要的应用和研究价值。
纳米粒子能胞吞作用
纳米粒子能胞吞作用胞吞作用是细胞内的一种重要生理过程，它使细胞能够摄取和吞噬外部的物质，并将其转化为能量或用于细胞功能的其他需要。
而纳米粒子作为一种微小的颗粒物质，近年来引起了广泛的关注。
纳米粒子的特殊性质和应用潜力使其成为许多领域的研究热点，而纳米粒子能胞吞作用的研究也成为了科学家们关注的焦点之一。
纳米粒子能胞吞作用的研究不仅有助于我们了解细胞的摄取机制，还能为纳米材料的应用提供指导。
在细胞内，胞吞作用是通过细胞膜上的受体和配体之间的相互作用来实现的。
纳米粒子经过表面修饰后，可以与细胞膜上的受体结合，从而触发胞吞作用。
通过研究纳米粒子的大小、形状、表面性质等因素对胞吞作用的影响，可以更好地设计和合成具有特定功能的纳米材料。
在医学领域，纳米粒子能胞吞作用具有巨大的潜力。
例如，利用纳米粒子的胞吞作用，可以将药物或基因分子包裹在纳米粒子中，使其能够进入细胞内部，实现靶向治疗。
此外，纳米粒子还可以用于细胞成像和诊断，通过将纳米粒子标记在细胞上，可以实现对细胞的高分辨率成像，从而为疾病的早期诊断和治疗提供了新的手段。
除了医学领域，纳米粒子能胞吞作用在环境保护、能源领域等方面也有广泛的应用前景。
例如，通过纳米粒子的胞吞作用，可以实现对污染物的高效去除和转化，从而减少环境污染。
同时，纳米粒子还可以用于太阳能电池等能源器件中，通过胞吞作用将纳米粒子吸收到细胞内，达到提高能源转化效率的目的。
纳米粒子能胞吞作用的研究虽然取得了一些重要的进展，但仍然存在一些挑战和问题。
例如，如何控制纳米粒子的胞吞效率和选择性，以及纳米粒子对细胞的毒性和生物安全性等方面的问题。
因此，需要进一步深入研究纳米粒子能胞吞作用的机制，并制定相应的规范和标准，以确保纳米粒子的安全应用。
纳米粒子能胞吞作用是细胞内的一种重要生理过程，对于纳米材料的应用具有重要意义。
通过研究纳米粒子的胞吞作用机制，可以为纳米材料的设计和合成提供指导，同时也为医学、环境保护和能源等领域的应用提供了新的思路和方法。
纳米材料的毒性和生态风险评价
纳米材料的毒性和生态风险评价纳米科技是当今科技领域最热门的话题之一，其应用领域广泛，如电子、制药、食品、化妆品等。
然而，纳米材料的毒性和生态风险始终是科学家关注的问题。
本文将从不同角度来探讨纳米材料的毒性和生态风险评价。
一、纳米材料的毒性纳米材料相比传统材料有着独特的物理、化学性质，其表面积大、活性高、穿透性强、易促成有毒物质的吸附等特点引起了人们对其毒性的重视。
纳米颗粒对人体、动物和环境的毒性主要和粒径、形状、表面活性、化学成分、溶解度等因素有关。
以下是一些目前已知的纳米材料毒性方面的研究：1、硅纳米管的毒性硅纳米管具有良好的机械强度和热导性能，是一种重要的纳米材料。
但是，在体内和体外的实验中发现，硅纳米管会引起免疫细胞和红细胞的损伤，同时也会对人体器官造成一定的毒性。
2、金纳米粒子的毒性金纳米粒子具有很好的光学、电学和催化性能，在应用中具有广泛用途。
研究发现，金纳米粒子在浓度较高的情况下会对肝细胞、肺细胞和肾细胞产生毒性作用，同时还会导致细胞内氧化还原平衡失调等。
3、氧化铁纳米粒子的毒性氧化铁纳米粒子是一种常用的纳米材料，广泛用于磁性材料、药物输送等方面。
但是，研究发现氧化铁纳米粒子对大肠杆菌等微生物有一定的毒性作用，并能使土壤微生物群落结构发生变化。
二、纳米材料的生态风险评价纳米技术的发展对环境和生态造成的影响也是人们关注的问题之一。
纳米材料可能对陆地、水生态系统和生物多样性产生负面影响，因此生态风险评价将是纳米材料应用的关键问题之一。
以下是一些目前已知的纳米材料生态风险的研究：1、纳米银的生态风险纳米银是目前应用最广泛的纳米材料之一，广泛应用于消毒、制备抗菌材料等领域。
但是，纳米银对水生生物和植物造成的毒性和生态风险较大。
研究发现，纳米银会影响水生生物的生长和繁殖，同时也会削弱植物的生长能力。
2、氧化石墨烯的生态风险氧化石墨烯是一种具有广泛应用前景的纳米材料，其应用涵盖从材料领域到医学领域。
纳米材料的毒理作用及其机理
纳米材料的毒理作用及其机理近年来，纳米技术的快速发展已经使得纳米材料的应用越来越广泛。
然而，作为一种新型材料，纳米材料的毒性问题也成为人们关注的焦点。
对于纳米材料的毒性作用及其机理，已经有了较为深入的研究。
一、纳米材料的毒性作用纳米材料具有独特的化学、物理和生物特性，这些特性决定了其可能对生物体产生的毒性作用。
纳米材料的毒性作用主要包括以下几个方面：1. 细胞膜损伤纳米材料的小尺寸和高比表面积使其与细胞膜接触面积增大，从而导致细胞膜的物理或化学损伤。
此外，纳米材料的表面电荷、疏水性和亲水性等特性也会影响其与细胞膜的相互作用。
2. 细胞内氧化损伤纳米材料可以被细胞摄入，进入细胞内部。
纳米材料的大量存在会增加细胞内的有毒氧自由基及其他反应性氧物质的生成，从而对细胞内的各种生物大分子，如蛋白质、核酸和膜脂等，造成氧化损伤。
3. 基因突变和DNA损伤纳米材料与DNA分子的相互作用也是产生毒性作用的原因之一。
当纳米材料与DNA结合后，会形成 DNA-纳米材料复合体，引发DNA 修改和基因突变等现象，从而影响甚至破坏生物体的生长和发育。
二、纳米材料的毒性机理1. 氧化损伤纳米材料的氧化作用是纳米材料导致毒性机理中最常见和重要的一种，其主要原理是由于其小尺寸和巨大的表面积，纳米材料在空气和水中易吸附和氧化，从而释放出反应性物质，如活性氧自由基等，导致生物体细胞膜和其他生物大分子损伤。
2. 积累和输送纳米材料的毒性机理还包括其积累与输送。
一些纳米材料显然不能被生物体有效清除，会在体内积累，导致组织或器官结构紊乱。
此外，纳米材料的具有特殊的输送功能，可以作为潜在的药物载体，但也可能通过输送途径进入人体造成不良影响。
3. 炎症反应另外，纳米材料的毒性机制还包括诱导体内炎症反应。
许多纳米材料可以激活免疫细胞产生炎症性细胞因子，如TNF-α、IL-1、IL-6等，从而诱导炎症反应，破坏正常组织和器官的结构和功能。
三、防范纳米材料的毒性作用的策略为有效预防纳米材料的毒性作用，应开展详细的评估，并针对其特性和用途制定个性化的防范策略。
金纳米粒子的细胞毒性(二)：表面电荷及保护剂的影响
金纳米粒子的细胞毒性(二)：表面电荷及保护剂的影响2016-08-16 12:52来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部金硫键改造金纳米粒子在研究AuNPs和细胞的作用时，AuNPs的表面性质是极为重要的。
从胶体科学我们知道，要得到稳定的AuNPs，必须在AuNPs的表面上形成带有静电或者亲液的保护层。
因此在制备AuNPs时都要加入稳定剂，形成保护层。
由于加入的稳定剂不同，金颗粒往往呈现不同的表面电荷(正、负电性)、亲水和憎水性，以及对溶剂的溶剂化程度等。
细胞膜表面上的受体是蛋白质，一般情况下氨基酸组成的蛋白质的等电点是在pH = 4.7附近，在中性溶剂中带负电。
因此带有正电荷的AuNPs和细胞膜十分相吸，从而增强了AuNPs进入细胞的可能。
Goodman等利用Au-S键在同样的AuNPs上包覆了不同的稳定剂使之具有不同的电荷。
在和细胞作用时，正电性AuNPs显示毒性，而负电性AuNPs则是无毒的。
Hauck等利用聚电解质的层层组装来改变纳米金棒的表面电荷。
实验表明，对于Hela细胞，带正电荷的纳米金棒的毒性大大超过带相应负电荷的AuNPs。
Chompoosor等的工作表明正电荷的金颗粒具有明显的细胞毒性和基因毒性，这种毒性随所用表面活性剂的憎水链长度增加而降低。
Lin等认为正负电性的金颗粒毒性差异主要有两个原因引起，一方面正电荷颗粒相对负电荷颗粒对于细胞膜有更大的黏附力，因此细胞胞吞效率更高，如果正电性AuNPs尺寸大时，则会在细胞膜上产生一个空洞或者损坏。
这属于破坏性胞吞(necrotic endocytosis)机制引起的细胞毒性。
Pernodet等认为由于细胞内金颗粒的存在，肌动蛋白应力纤维消失，因而对细胞活力产生不利反应，导致细胞外基质的性质发生强烈改变，如细胞伸展、黏附、生长及蛋白合成等。
利用高分子作为稳定剂的AuNPs，由于具有更厚的保护层，而且不容易聚集，因此对细胞作用极慢，表现出是无毒的。
3.3金纳米粒子的生物效应及应用
金纳米粒子的生物效应及应用1金纳米颗粒的生物效应1.1吸附蛋白由于具有较高的表面自由能，因此，金纳米颗粒会吸附血液中的蛋白，在其表面形成一层蛋白冕(protein corona)，以降低其表面的自由能。
金纟内米颗粒表面的蛋白冕可以分为硬蛋白冕(hard corona)禾口软蛋白冕(soft corona)。
硬蛋白冕是指吸附在金纟纟米颗粒表面的内层蛋白，这一层蛋白的寿命大约有数小时，与周围环境中自由蛋白的交换很慢。
软蛋白冕是指与金纳米颗粒作用力较弱的外层蛋白，其与周围自由蛋白的交换速度较快。
表面吸附的蛋白在很大程度上决定了金纳米颗粒在体内的命运，包括在各器官及组织中的分布、细胞摄入和清除效率等。
金纳米颗粒的尺寸、形状、表面性质等会影响蛋白的吸附。
而表面吸附的蛋白又进一步影响金纳米颗粒的电荷、流体力学尺寸等性质，进而影响金纳米颗粒与细胞的相互作用。
Walkey等人研究了不同尺寸、表面修饰PEG的金纳米颗粒(15 nm 30 nm, 60 nm, 90 nm)对血清蛋白的吸附，随着金纳米颗粒尺寸和表面PEG密度的增加，表面吸附的蛋白总量逐渐降低。
Lacerda等人研究了不同尺寸、柠檬酸修饰的金纳米颗粒对血液中5种重要蛋白的吸附。
随着金纳米颗粒尺寸的增加(尺寸不大于50 nm),蛋白冕的厚度逐渐增加。
表面电性也会影响血清蛋白的吸附。
Deng等人研究了金纳米颗粒的表面电荷对蛋白吸附的影响。
表面带正电和负电的金纳米颗粒对蛋白的吸附量高于电中性的金纳米颗粒。
Hutul等人发现，表面带正电和负电的金纳米颗粒对人血清白蛋白的吸附量是相近的。
Gagner等人发现，金纳米颗粒的形状影响其对溶解酵素(1ysozyme)和a -胰凝乳蛋白酶(a -chymotrypsin)的吸附。
球形金纳米颗粒(11 nm)对两种蛋白的吸附量比金纳米棒(10 nm x 36 nm)少一个数量级。
两种金纳米材料表面积的差异可能是造成蛋白吸附量差异的原因，因为球形金纳米颗粒的表面积大约是520 nm2，而金纳米棒的表面积是1550 nm2。
纳米粒子在细胞内和体内的转运行为研究
纳米粒子在细胞内和体内的转运行为研究纳米技术是当今世界科技发展的热点之一，其产品在医学、环保、电子、信息等领域均得到广泛应用。
同时伴随着纳米产品的普及，对于纳米粒子的安全性问题也越来越受到人们的关注。
其中，纳米粒子在细胞内和体内的转运行为是一个关键因素，直接决定了纳米材料对生物体的影响。
本文将针对纳米粒子在细胞内外的行为特征进行探讨。
一、纳米粒子在细胞内的转运行为1.1 纳米粒子进入细胞纳米粒子可以通过三种方式进入细胞，分别是：胞吞作用、胞浸作用和离子通道介导。
其中，胞吞作用是最常见的方式，纳米粒子直接被细胞膜包裹形成囊泡，被带到细胞内部进行进一步的分解和作用。
1.2 纳米粒子在细胞内部的行为纳米粒子在细胞内部的行为受到诸多因素的影响，如其表面修饰、大小、形态、电荷等。
同时，不同类型的细胞对于纳米粒子的吸附和吞噬效率也有所不同。
研究表明，纳米粒子进入细胞后，在胞质中会与细胞内的分子结构相互作用，如蛋白质、核酸等。
在这个过程中，纳米粒子本身的构成会发生变化，可能会释放有害物质或发挥毒性作用。
1.3 生物修饰与纳米粒子作用纳米粒子的表面往往是被修饰过的，生物修饰可以影响纳米粒子在细胞内的吸附和吞噬行为，甚至影响其对细胞的毒性作用。
生物修饰的纳米粒子更具有生物相容性，可以被更加容易地分解和代谢。
二、纳米粒子在体内的转运行为2.1 纳米粒子在体内的分布纳米粒子在体内的分布与其在生物中的代谢速率有关，不同的纳米粒子在体内的代谢速率是不同的，同时还受到其形态、电荷、尺寸等因素的影响。
2.2 纳米粒子在体内的转运与代谢纳米粒子在体内的转运主要是通过血流或淋巴系统来完成，不同大小的纳米粒子在体内的转运和代谢方式也有所不同。
较小的纳米粒子会更容易被细胞吞噬，其代谢速率更快，因此对于人体的影响更低。
2.3 生物反应与纳米粒子作用纳米粒子进入体内后，会与身体内的分子结构相互作用，包括蛋白质、核酸和细胞膜等。
这种相互作用可能会影响细胞的正常生理功能，引起不同程度的毒性反应，因此如何减少纳米粒子对人体的危害，也成为了当前所需要解决的难题。
金纳米颗粒
金纳米颗粒的医疗用途最近，科学家的注意力转向金纳米颗粒用于医疗的可能性。
鉴于金纳米颗粒光电特性易被修饰等特点，其可用于细胞检测、基因调节药物合成、药物运输、光化学治疗等方面。
一、柠檬酸盐金纳米颗粒结合方式：可与球形金纳米颗粒结合成直径5-250nm颗粒细胞摄取机制：负电性的柠檬酸盐金纳米颗粒可与正电性的转运蛋白结合，通过网格蛋白介导的内吞作用被细胞摄取。
影响因素：颗粒大小及形状（实验表明，50nm摄取最多）。
作用：增加细胞对其吸附分子的摄取量，改变细胞定位，影响细胞应答等。
缺点：易被细胞内环境导致的聚合反应影响，且不易操作。
二、胺类：结合方式：胺末端连接的烷硫醇层+金纳米颗粒构成1-3nm单分散金纳米颗粒用途：1、基因转染：正电性的胺连接纳米颗粒与负电性的核酸结合，可向细胞内输送核酸。
2、药物输送：HIV拮抗剂衍生物+金纳米颗粒感染细胞，对于沉默滤过性病毒的产生有影响。
向细胞内输送吸附的核酸药物。
胺硫醇（含对光敏感的苯基酯）通过紫外照射可产生单个负电性的核苷酸和正电性的烷基胺三、寡核苷酸结合方式：烷硫醇末端连接的寡核苷酸（15nm)+柠檬酸盐金纳米颗粒(约250个）发生取代反应金纳米颗粒与硫醇形成共价键细胞摄取机制：与培养基中蛋白结合导致正电性增加，颗粒变大，增强了细胞的识别和摄取几率，因而其能大量被摄取入细胞内，远远多于柠檬酸盐金纳米颗粒。
影响因素：表面DNA 密度（多18pmol/cm2,多摄取一百万个）特性：与细胞内补核苷酸结合能力强，易于细胞内定位（金纳米颗粒表面DNA浓度高）、能抵抗细胞内酶（DNase1）降解（空间效应、表面离子多（Na+)阻碍酶活性）用途：1、药物输送:反义核苷酸、SIRNA、RNAi（干扰mRNA活性）优点：稳定性（亲附能力强）、毒性小更好地发挥作用。
2、细胞内检测：可与癌细胞产生的特殊分子CCRF-CEM结合使光谱红移、DNA金纳米颗粒不易被降解（荧光标记）可与细胞内特殊分子结合易于检测。
纳米颗粒的生物毒性及安全性评估
纳米颗粒的生物毒性及安全性评估随着纳米技术的不断发展，具有纳米尺度的颗粒已被广泛应用于药品、食品和日用化学品等各个领域。
然而，这些纳米颗粒带来的生物毒性和安全性问题使其使用受到了人们的关注。
因此，评估纳米颗粒的生物毒性和安全性是非常必要的。
一、纳米颗粒的毒性纳米颗粒在一定条件下具有很强的生物毒性，例如在体外情况下，多种纳米颗粒都能够引发细胞凋亡和DNA损伤。
纳米颗粒能够自由进入细胞，影响细胞的正常生理功能。
例如，纳米钛白粉会破坏肺泡表面张力，导致肺部水肿和充血，还会损害肺的免疫系统。
对于人工合成的纳米颗粒，它们的表面性质和形状可能会导致细胞表面膜的破坏，从而造成毒性。
此外，纳米颗粒的毒性还与其化学成分有关。
银纳米颗粒在细胞内可以和蛋白质结合，形成毒性复合物。
氧化铁纳米颗粒在人体内能够释放铁离子，产生胶体渗透压和自由基，导致细胞损伤。
金纳米颗粒可以与DNA结合，影响细胞的DNA合成和修复。
二、纳米颗粒的安全性评估纳米颗粒的安全性主要指其对人体健康的影响。
纳米颗粒的安全性评估需要涵盖多个方面，包括纳米颗粒的物理化学特性、化合物的毒性、环境因素及其被暴露的途径等。
在评估纳米颗粒的安全性时，需要考虑到多个因素。
首先是纳米颗粒的尺寸。
纳米颗粒具有更大的比表面积，因此对细胞和生物组织的影响更为显著。
其次是纳米颗粒的形状和表面化学性质。
不同形状的纳米颗粒会以不同的方式对细胞产生影响。
例如，具有锥形的纳米颗粒在细胞内具有更高的生物活性。
最后是法规和监管标准。
不同国家和地区的法规和监管标准存在差异，因此需要考虑适当的标准。
评估纳米颗粒的安全性需要运用多种方法。
其中，体内检测方法包括动物实验和人类临床试验。
体外检测方法包括细胞毒性和基因毒性检测。
另外，还需要考虑到纳米颗粒的生物降解性和扩散能力。
三、结论纳米颗粒的生物毒性和安全性评估是复杂的过程，需要考虑到多个因素。
在评估纳米颗粒的安全性时，需要采用多种综合的方法，考虑到纳米颗粒的物理化学特性、化合物的毒性、环境因素和暴露途径等。
金纳米粒子的细胞毒性(三)：胞吞作用
金纳米粒子的细胞毒性(三)：胞吞作用2016-08-16 12:54来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部纳米颗粒的大小及其表面配体在细胞胞吞过程中的作用实际上在研究AuNPs和细胞的作用时，胞吞作用(endocytosis)，即颗粒进入细胞的作用过程，是第一位要研究的现象。
大体分来，胞吞作用可分为吞噬作用(phagocytosis)、胞饮作用(pinocytosis)以及受体介导胞吞作用(receptor-mediated endocytosis，RME)。
吞噬作用是以大的囊泡形式(常称为液泡)内吞直径达几微米的固体复合物、微生物以及细胞碎片等的被噬取过程。
胞饮作用是指以小的囊泡形式将细胞周围的微滴状液体(直径一般小于1微米，常含有离子或小分子)吞入细胞内的过程。
胞饮作用不具有明显的专一性。
这种胞吞常常造成细胞的坏死而形成坏死细胞(necrotic cells)。
受体介导的胞吞作用是指被内吞物(称为配基) 与细胞表面的专一性受体相结合，并随机引发细胞膜的内陷，形成的囊泡将配基裹入并输入到细胞内的过程，它是一种专一性很强的胞吞作用。
AuNPs的内吞属于受体介导的胞吞作用，具有很强的专一选择性。
在研究纳米颗粒和细胞的相互作用过程中，RME是第一位要考虑的机理，一个外来的配基结合细胞表面上的受体而进入细胞。
细胞表面上受体的浓度以及受体和配基的作用力决定了胞吞的强度。
温度对RME也有重要影响，例如在低温时金纳米颗粒将不进入细胞，而是贴在细胞膜上。
在研究AuNPs的胞吞作用时，上面提到的两个因素，即颗粒大小和吸附在颗粒表面的配基性质具有极为重要的意义，后者能和细胞表面上的蛋白受体相结合从而进入细胞。
当研究AuNPs的尺寸因子和表面改性的影响时，首先要观察的是AuNPs是否进入了细胞，AuNPs在细胞内的分布以及能否形成聚集体等问题。
Huang等，Oh等和De等利用电子显微镜研究了AuNPs在进入细胞后在各个部位的分布，并作了十分细致的工作。
(最新至2013.10)纳米技术与生物学交叉领域研究进展(中文简报)
目录1. 亮点研究揭示纳米技术助力人类疾病研究 (2)2. ACS Nano：美科学家研发出新的抗癌技术 (12)3. Biomaterials：科学家发现纳米金棒抗癌分子表型 (15)4. Science Translational Medicine:纳米涂层能将移植物与骨结合 (17)5. Nature Communications：新技术可引导两种不同胶体自动组装 (19)7. Nano Lett.：借助纳米材料控制雄性动物避孕新法 (22)8. Scientific Reports：DNA纳米材料研究新进展 (24)9. Science：DNA纳米技术新进展 (26)10. Small ：DNA可控自组装贵金属纳米结构研究获进展 (28)11. Nanoscale：MRI造影剂材料研究获进展 (31)12. Nat Nano：科学家研发药物降低醉酒小鼠血液酒精浓度 (33)13. ACIE：稀土掺杂无序结构晶体材料光物理研究获进展 (34)14. Nano Lett.:科学家利用电子显微镜首次拍到DNA照片 (36)15. ACS Nano：一种新颖的多任务模式可调式等离子体纳米泡 (38)16. Nanomedicine：利用纳米颗粒开发出新的膀胱癌药物运送系统 (41)17. ACS Nano：自组装纳米丝加强药物运送能力 (42)18. Angew Chem：首次开发出自组装的纳米颗粒进行抗肿瘤的热化疗 (45)19. Nat Methods：利用磁性纳米颗粒同时控制上千个细胞 (46)20. Adv Mater：纳米颗粒形状在基因疗法中发挥着重要作用 (49)21. PNAS：利用硅片计算工具揭示纳米颗粒抑制胰腺癌转移机制 (51)22. ACS Nano：开发出快速检测疾病发生的DNA纳米探针技术 (53)23. Materials Today：一种保护医疗器械生物功效的纳米涂层新技术 (54)24. PNAS：纳米颗粒提高药物疗效 (56)25. Nat Med：利用纳米颗粒开发出治疗深层癌症的光动力疗法 (58)26. PNAS:研究开发出混合纳米纤维生物材料 (60)27. Sci Rep:金纳米粒子对果蝇代谢信号通路的调控作用 (63)28. JACS：一种聚合物纳米膜或可替代蛋白质水化膜 (65)29. Small：日开发出伸缩自如柔软胶囊 (66)30. Plant Cell：林金星等在拟南芥中发现脂筏蛋白介导胞吞的新途径 (68)31. PNAS：邱志刚等发现纳米材料可促进耐药基因在细菌之间转移 (70)32. ENVIRON SCI TECHNOL：纳米粒可能增加植物DNA损伤 (72)33. ACS Nano：纳米注射器递送靶向治疗脑癌的化合物 (75)34. Biomaterials：纳米泡加化疗等于靶向单个癌细胞 (76)35. Sci Transl Med：纳米微粒投药可明显改善化疗效果 (78)36. JACS ：新催化剂——更价廉、更绿色的药物 (81)37. J Am Chem Soc:金纳米粒--开启免疫系统的钥匙 (83)38. Nanoscale：纳米―森林‖可将光和水转化为氢燃料 (85)39. Nano. Lett：纳米技术或可控制蛋白性质 (87)40. Nano Lett.：德发明新方法无需标记即可检测蛋白分子 (88)（最新至2013.10）纳米技术与生物学交叉领域研究进展（中文简报）1. 亮点研究揭示纳米技术助力人类疾病研究2013-9-30 0:15:20关键词：纳米颗粒HIV 癌症药物运输电子皮肤纳米技术（Nanotechnology）也称毫微技术，是研究结构尺寸在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。
纳米金属对生物体的毒性作用研究
纳米金属对生物体的毒性作用研究随着纳米技术的发展和应用，纳米金属越来越多地出现在我们的生活中，包括医疗、电子、化妆品等领域。
然而，也有越来越多的研究表明，纳米金属对生物体的毒性作用需要引起我们的关注和研究。
首先，我们来了解一下什么是纳米金属。
纳米材料是指一种尺寸在1-100纳米（1纳米=10^-9米）的材料。
纳米金属是指金属元素被制成的纳米颗粒，如纳米银、纳米铜、纳米铁等。
在这个尺寸下，金属颗粒的表面积相对于体积变得非常大，因此纳米金属具有独特的物理和化学性质，例如高比表面积、高活性、较小的粒径等。
许多研究已经表明，纳米金属可以造成针对生物体的不良影响。
这些影响可能包括细胞毒性、细胞内过氧化物水平的提高、线粒体结构的损害、氧化应激等。
这些影响可能会对整个生物系统产生一系列的生理和神经学的影响，从而影响我们的健康。
在研究纳米金属的毒性过程中，体外和体内实验都是不可缺少的。
体外实验是指使用单个或多个细胞系或低一级的模型-例如蠕虫或果蝇-进行的实验。
相比之下，体内实验涉及到真实的生物体系实验，例如使用小鼠。
这些实验可以在许多不同的模型中进行，包括细胞系、组织和生物体。
有趣的是，不同纳米金属的毒性可以有很大的区别。
例如，纳米银引起的细胞毒性可能比纳米铜略微更强，但纳米铜对人体的影响可能更大，因为在人体内，铜比银更容易进行离子化。
此外，纳米金属的形状和结构也可能改变其毒性。
纳米金属可以呈现出球状、棒状、片状等形态，不同形态和尺寸的纳米金属对生物体的毒性有很大的差异。
然而，纳米金属的毒性影响可能并不都是负面的。
许多研究表明，纳米金属的抗菌性可能对医疗领域有巨大的潜力，因为它们可以用于预防和治疗感染病情。
此外，纳米金属的应用也可以在制备生物传感器和临床诊断领域中发挥重要作用。
总的来说，纳米金属对生物体的毒性作用需要引起我们的更多关注和研究。
未来的研究还应当深入了解纳米金属的毒性机制以及控制其毒性的技术。
只有这样，我们才能在纳米技术的应用中确保其对人类和自然环境的不负面影响。
金纳米粒子的细胞毒性(七)：毒性机理
金纳米粒子的细胞毒性(七)：毒性机理2016-08-16 13:02来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部毒性机理目前，大多数研究认为活性氧(reactiveoxygen species，ROS)和活性氮(reactive nitrogen species，RNS)的产生是金颗粒细胞毒性的主要因素。
氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时，体内ROS和RNS产生过多，氧化程度超出氧化物的清除，氧化系统和抗氧化系统失衡，从而导致组织损伤。
ROS包括超氧阴离子(·O-)、羟自由基(•OH)和过氧化氢(H2O2)等；RNS包括一氧化氮(•NO)、二氧化氮(•NO2)和过氧化亚硝酸盐(•ONOO-)等。
ROS和RNS对细胞的作用具有双向性，适当水平的ROS和RNS是维持细胞正常活动所必须的。
但是当ROS，RNS过量产生而失去控制时，可能引起脂质过氧化、蛋白质氧化等，造成DNA损伤或者影响线粒体活性，对细胞造成不利影响。
Chompoosor等证明2 nm 金颗粒能够产生明显数量的ROS并对DNA造成氧化损伤。
Fan等观察到AuNPs处理过的人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)和人肝癌细胞(HuH-7)的细胞，其产生的ROS比无金对照组有明显的增加。
Jia等的工作表明，在血清中金颗粒可以催化内源性活性氮产生NO。
他们将15 nm 的AuNPs加入血浆中，发现血液中的S-亚硝基硫醇(S-nitrogenadducts with thiol group，即RSNOs)转化为NO的速率大大提高，并和颗粒的浓度成正比，有力地证明了AuNPs对于产生NO反应有强烈的催化作用。
这种催化作用，是胞吞AuNPs对细胞的毒性来源。
而AuNPs的催化作用是与其聚集态有关的，作用时间的增加、颗粒变大和浓度增加都有利于AuNPs聚集体的形成。
AuNPs的聚集体愈大其催化能力就愈大，从而其毒性也就变大。
而小的AuNPs则在血液中具有相对高的聚集稳定性，而且被证明即使进入细胞核也不起作用。
纳米粒子在肠上皮的转运机制_概述说明以及解释
纳米粒子在肠上皮的转运机制概述说明以及解释1. 引言1.1 概述纳米粒子在生物医学领域中引发了广泛的关注，其在药物传递和治疗等方面具有巨大的潜力。
肠道作为人体最重要的吸收器官之一，对于纳米粒子的转运机制起着关键作用。
本文旨在总结和探讨纳米粒子在肠上皮的转运机制，以阐明其在肠道内部吸收过程中所扮演的角色。
1.2 文章结构本文将从三个方面对纳米粒子在肠上皮的转运机制进行全面阐述。
第二节将介绍纳米粒子的定义、特性以及肠上皮结构与功能。
第三节将详细探讨纳米粒子与肠上皮细胞相互作用机制。
第四节将重点讨论环境因素对纳米粒子在肠上皮转运过程中的影响。
最后一节将总结这些研究结果并展望未来可能的应用和风险评估。
1.3 目的通过对纳米粒子在肠道内部吸收过程中所涉及的各个环节进行系统性概述和解释，旨在提供对纳米粒子转运机制的全面理解和深入认识。
这将有助于我们更好地把握纳米药物传递系统的设计原则以及潜在应用和风险评估方面的考虑，从而推动相关领域的研究和发展。
2. 纳米粒子的转运机制2.1 纳米粒子的定义和特性纳米粒子是指尺寸在1到100纳米之间的颗粒或聚集物。
由于其特殊的体积、表面活性及量子效应等独特属性，纳米粒子被广泛应用于医药、食品、化工等领域。
常见的纳米材料包括金属纳米颗粒、生物材料纳米载体和聚合物纳米粒子等。
2.2 肠上皮的结构与功能肠上皮是小肠黏膜内最外层的一层细胞组织，具有吸收和分泌等重要功能。
其表面覆盖着微细的绒毛和深沟，增加了吸收表面积，并且形成了一个相对隔离环境来控制物质从肠腔进入血液循环系统。
2.3 纳米粒子在肠上皮的吸收途径目前已知纳米粒子主要通过两种途径在肠上皮进行吸收：穿透型转运途径和胞饮作用。
穿透型转运途径是指纳米粒子穿过肠上皮细胞而进入血液循环系统。
胞饮作用则是指纳米粒子被肠上皮细胞吞噬形成内泡，然后通过内吞囊泡运输到细胞的其他区域。
穿透型转运途径主要受到纳米粒子的尺寸、形态和表面性质等因素的影响。
纳米材料的毒理学研究及安全评价
纳米材料的毒理学研究及安全评价纳米材料毒理学研究及安全评价随着纳米技术的不断发展，纳米材料在诸多领域都得到广泛应用，如医疗、制药、绿色催化等。
然而，纳米材料在应用过程中产生的毒理问题逐渐引起了人们的关注。
毒理学研究及安全评价成为纳米材料应用中的一项重要工作。
纳米材料产生的毒理有哪些？纳米材料在小尺寸下表现出了不同于宏观材料的物理、化学和生物学行为。
由于其特异性和高强度，纳米材料的生物反应性能往往比同质量的大尺寸材料更强。
纳米材料可能会通过吸入、食入、皮肤吸收等途径进入人体，从而引起毒性作用。
纳米材料的毒理主要涉及以下几个方面：1.细胞毒性：纳米材料能够进入细胞内，造成细胞膜破坏或死亡，进而损伤组织器官。
2.炎症反应：一些纳米材料可能会引发炎症反应，甚至导致过敏反应和自身免疫性疾病等。
3.肿瘤毒性：一些纳米材料如碳纳米管、金纳米粒子等，可能在一定程度上影响血液、肝脏、肺部等器官的正常功能，增加患癌的风险。
纳米材料的安全评价如何进行？纳米材料的安全评价是指基于毒理学原理，通过评估纳米材料的物理、化学和生物学行为来确定其对健康和环境的风险。
纳米材料的安全评价包括以下三个层次：1.基础研究层面：通过对纳米材料的形态、结构和功能进行研究，评估其在各项生物体系中的作用和效应，为进一步评价提供数据支持。
2.实验室评价层面：通过不同的体外和体内实验，探讨纳米材料对生物系统的影响和行为，如细胞毒性、免疫毒性等。
3.风险评价层面：通过结合基础研究和实验室评价结果，制定相应的风险评价方案，探讨纳米材料对生态环境、人体健康等的影响，从而推导纳米材料的安全性等级。
纳米材料安全评价的主要挑战1.毒性机制的解析：纳米材料作为一种新型材料，其毒性机制仍然需要深入探索和解析。
2.标准化和规范化：目前氧化硅、碳纳米管、金纳米粒子等纳米材料的毒性测定有一定的标准和规范。
但需要进一步丰富和发展这些标准，以建立更为科学和准确的检测方法。
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金纳米粒子的细胞毒性(三)：胞吞作用
2016-08-16 12:54来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
纳米颗粒的大小及其表面配体在细胞胞吞过程中的作用
实际上在研究AuNPs和细胞的作用时，胞吞作用(endocytosis)，即颗粒进入细胞的作用过程，是第一位要研究的现象。
大体分来，胞吞作用可分为吞噬作用(phagocytosis)、胞饮作用(pinocytosis)以及受体介导胞吞作用(receptor-mediated endocytosis，RME)。
吞噬作用是以大的囊泡形式(常称为液泡)内吞直径达几微米的固体复合物、微生物以及细胞碎片等的被噬取过程。
胞饮作用是指以小的囊泡形式将细胞周围的微滴状液体(直径一般小于1微米，常含有离子或小分子)吞入细胞内的过程。
胞饮作用不具有明显的专一性。
这种胞吞常常造成细胞的坏死而形成坏死细胞(necrotic cells)。
受体介导的胞吞作用是指被内吞物(称为配基) 与细胞表面的专一性受体相结合，并随机引发细胞膜的内陷，形成的囊泡将配基裹入并输入到细胞内的过程，它是一种专一性很强的胞吞作用。
AuNPs的内吞属于受体介导的胞吞作用，具有很强的专一选
择性。
在研究纳米颗粒和细胞的相互作用过程中，RME是第一位要考虑的机理，一个外来的配基结合细胞表面上的受体而进入细胞。
细胞表面上受体的浓度以及受体和配基的作用力决定了胞吞的强度。
温度对RME也有重要影响，例如在低温时金纳米颗粒将不进入细胞，而是贴在细胞膜上。
在研究AuNPs的胞吞作用时，上面提到的两个因素，即颗粒大小和吸附在颗粒表面的配基性质具有极为重要的意义，后者能和细胞表面上的蛋白受体相结合从而进入细胞。
当研究AuNPs的尺寸因子和表面改性的影响时，首先要观察的是AuNPs是否进入了细胞，AuNPs在细胞内的分布以及能否形成聚集体等问题。
Huang等，Oh等和De等利用电子显微镜研究了AuNPs在进入细胞后在各个部位的分布，并作了十分细致的工作。
例如Huang等利用静脉注射研究了2，6和15 nm AuNPs在小鼠的肿瘤细胞内的分布，所用的是巯丙酰甘氨酸(Tiopronin)保护的AuNPs。
他们发现2 nm和6 nm的AuNPs能分布在癌细胞的胞质和细胞核中，而15 nm AuNPs只在胞质中存在，而且形成了聚集体。
Chithrani等用电镜研究发现包覆有柠檬酸的AuNPs是通过RMS机理进入Hela 细胞的，并证明了当AuNPs颗粒的直径等于50 nm时，AuNPs进入Hela细胞的数目达到最大值，在此之后，进入细胞的数目变少。
Jiang等在研究AuNPs对细胞的作用时，利用5,10和25 nm由聚乙烯吡咯烷酮(PVP)保护的AuNPs，以及AuNPs的自由聚集体和在固体表面上固定的聚集体对Hela细胞的活性进行了研究，证明了粒径在50 nm以下的AuNPs能被细胞胞吞，并对细胞产生毒性的事实。
同时发现，其中被胞吞的大粒径AuNPs比小颗粒易于形成聚集体，从而具有更大的毒性。
但当颗粒太大(或者在细胞外形成聚集体)无法进入细胞时，反而会促进细胞的生长。