碳纳米管作为载体在生物医学中的研究进展
2022-12-13朱效博宋翠平杨智和李木子王桂琴赵思俊
杨 敏,张 瑜,朱效博,王 涛,宋翠平,杨智和,李木子,王桂琴,赵思俊
(1.宁夏大学,宁夏银川 750021;2.中国动物卫生与流行病学中心,山东青岛 266032;3.山西农业大学,山西晋中 030800;4.青岛市智慧乡村发展服务中心,山东青岛 266200;5.天津农学院,天津 300384)
细胞对蛋白质和核酸等外来物质渗透性较差,使这些生物分子不易穿越细胞膜进入细胞。因此有必要寻求可在细胞内运输生物分子(如DNA、蛋白质、药物等)的新型载体,以便有效突破细胞膜屏障,运送和使用细胞外的药物并使其发挥功能[1-3]。目前诸多药物载体的出现降低或避免了药物在单独使用过程中存在的组织分布差、溶解率低、选择性缺乏等不足[4-5]。随着人们对纳米技术的深入探索,各种纳米材料已被广泛应用于生物医学领域中。其中,具有特殊性能的碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)能有效跨越生物屏障,穿透多种细胞[6-7]。与传统药物载体相比,CNTs 具有体积小、比表面积高、可功能化、细胞穿透能力强,以及可与更多的生物大分子和药物结合的特点,成为一类新型载体,使其在蛋白质、基因和药物的传递方面具有广阔的应用前景[8-9]。
1 CNTs 的分类
CNTs 可分为单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes,SWCNTs)和多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs)[10]。SWCNTs 由单个石墨烯组成,直径通常为0.4~3.0 nm,长度通常为20~1 000 nm;MWCNTs 由多层石墨烯组成,直径通常为1.4~100.0 nm,长度通常为1~50 μm。CNTs 的每个碳原子以sp2键结合,比金刚石中的sp3键更强,使得CNTs 具有独特的物理化学性质,如表面易修饰、能进入细胞、生物相容性好、非免疫原性等[11-12]。
2 CNTs 进入细胞的方式
通常认为CNTs 进入细胞有内吞作用和被动扩散两种方式。……
