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高能所稀土纳米材料生物效应研究获进展

行业资讯 / 2021-11-09 04:41

本文摘要:纳米二氧化铈是最重要的一种稀土纳米材料,研究指出纳米二氧化铈具备很高的表面活性,使其不仅可用于工业催化剂,亦未来将会作为生物仿真酶用作生物医学领域。但与成熟期的工业应用于比起,其生物医学应用于尚能正处于兴起阶段。 其中一个主要的瓶颈问题是具备生物仿真酶活性的纳米二氧化铈必需符合粒径大于5nm、表面有大量的Ce(III)等条件,而这样的纳米颗粒往往不合乎生物医学应用于的拒绝或者在生理条件下不易失活。

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纳米二氧化铈是最重要的一种稀土纳米材料,研究指出纳米二氧化铈具备很高的表面活性,使其不仅可用于工业催化剂,亦未来将会作为生物仿真酶用作生物医学领域。但与成熟期的工业应用于比起,其生物医学应用于尚能正处于兴起阶段。

其中一个主要的瓶颈问题是具备生物仿真酶活性的纳米二氧化铈必需符合粒径大于5nm、表面有大量的Ce(III)等条件,而这样的纳米颗粒往往不合乎生物医学应用于的拒绝或者在生理条件下不易失活。中国科学院高能物理研究所多学科中心环境毒理组的科研人员找到,通过与电子供体再次发生电子移往,可以使原本不具备仿真酶活性的纳米二氧化铈活化,取得超氧化物歧化酶(SOD)活性,且活性相比之下多达天然酶。利用这种方法,有所不同尺寸和形貌的纳米二氧化铈皆可以被活化。该工作说明了了纳米二氧化铈表面化学不道德与其化学形态之间的关系,为新型纳米酶的设计获取了基础,将有力前进纳米二氧化铈在生物医学领域的实际应用于。

涉及结果已公开发表于《德国应用化学》(AngewChemIntEd,DOI:10.1002/ange.201410398),并选入Wiley-VCH的HotTopicsinSurfacesandInterfaces。高能所环境毒理组在稀土元素化学与稀土元素生物效应方面有30余年的文化底蕴。上世纪80年代起,利用中子活化分析技术相继积极开展了土壤、生物样品中稀土元素的含量与化学形态、稀土元素的植物生理效应及神经毒理的研究。顺利研制了性能出色的新型掺入钆液体闪光体,用作大亚湾反应堆中微子实验,解决问题了根本性技术难题。

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近年来,在科技部和基金委的大力支持下,融合所“一三五”规划,研究组充分发挥实时电磁辐射技术在化学形态分析方面的优势,将工作重点改向稀土纳米材料的环境不道德与生物效应。研究了水生态系统中的纳米二氧化铈的产于与归趋(Chemosphere,2012,89:530-535;NanoscaleResLett,2012,7:84)。评价了纳米二氧化铈对多种模式生物,如大肠杆菌(Nanotoxicology,2012,6:233-240;EnvironPollut,2015,196:194-200)、秀美隐杆线虫(EnvironSciTechnol,2011,45:3725-3730)和大鼠、小鼠(Nanotechnology,2010,21:285103;IntJMolSci,2014,15,6072-6085)等的生物效应。系统研究了稀土氧化物纳米材料与植物的相互作用(Chemosphere,2010,78:273-279;Nanotoxicology,2011,5:743-753;Nanotoxicology,DOI:10.3109/17435390.2014.921344;EnvironSciTechnol,2012,46(3):1834-1841;RSCAdv,2015,5,4554-4560)。

首次找到纳米二氧化铈的生物转化现象,确认了转化成条件(ACSNano,2012,6:9943-9950;EnvironPollut,2015,198:8-14),说明了纳米二氧化铈植物毒性种间差异的机制(Nanotoxicology,DOI:10.3109/17435390.2013.855829)。研究工作两次被英国皇家化学不会期刊选为封面文章公开发表(Metallomics,2011,3:816-822;EnvironSci:Nano,2014,1:459-465)。


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