纳米材料在生物分析应用中存在的若干问题

编号：NMJS04393

篇名：纳米材料在生物分析应用中存在的若干问题

作者：宋延超； 刘俊秀； 张阳阳； 史文； 马会民；

关键词：纳米材料； 碲化镉量子点； 纳米金； 碳纳米点； 毒性； 非均一性； 环境敏感性； 生物分析；

机构： 中国科学院化学研究所活体分析化学重点实验室； 北京大学第三医院耳鼻咽喉科；

摘要： 从三个方面考察与总结了一些常用的纳米材料(如碲化镉量子点,纳米金和碳纳米点)在生物分析应用中存在的问题:(1)纳米材料的毒性.三种裸露纳米材料的平行比较实验表明,碲化镉量子点能够导致细胞代谢活性下降、细胞发生皱缩、甚至死亡,具有很强的毒性;纳米金在高浓度(30μg/mL)时可对细胞代谢产生一定的抑制作用;而碳纳米点对细胞几乎不产生影响,具有较好的生物相容性.三种纳米材料的相对毒性为:碲化镉量子点>>纳米金>碳纳米点.这种相对毒性还得到了绿豆芽生长抑制实验的支持.(2)纳米材料的非均一性.这主要表现在以下几个方面:粒径分布的非均一性,表面修饰/性质的非均一性,以及在生物样品(如细胞)中分布的非均一性.(3)纳米材料的环境敏感性或稳定性.实验表明,碲化镉量子点、纳米金和碳纳米点的光学性质对环境pH的改变均十分敏感,而且纳米金不抗盐,在离子强度较高的盐溶液中不稳定、易聚集.这些问题的严重性在许多以往的研究中并未引起人们的全面重视.我们希望通过本研究以及对这些问题的再次探讨,能促使人们在实际应用中对相关纳米材料进行重新的审视和合理的选择.此外,为克服这些问题,我们在文中提到的一些措施可供参考.