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- 發布時間2018-05-31 09:47
- 發布人金彩集團
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石墨烯(xi)和金對我們的健康有重(zhong)要的作(zuo)用——因為(wei)它(ta)們可以幫助我們測試(shi)新藥(yao)(yao), 更(geng)準確地(di)將藥(yao)(yao)物送到人體需要的部位, 甚至監測并控制癌癥的發展。
最(zui)近在《 Science Advances》雜志發(fa)表的一項研究成果中, 科學家們想(xiang)出(chu)了(le)如何用光(guang)和石墨烯對人類心臟細胞(bao)進行實(shi)(shi)驗(yan)，從(cong)而(er)在實(shi)(shi)驗(yan)玻璃(li)皿中模(mo)擬心臟跳動的環(huan)境。目前(qian)為止, 所有正在開發(fa)中的藥(yao)物都需要(yao)在心臟細胞(bao)上(shang)進行實(shi)(shi)驗(yan)測試, 以確保諸如止痛藥(yao)導致心臟病發(fa)作(zuo)等事故不(bu)會(hui)發(fa)生(sheng)。
實(shi)驗(yan)中，這(zhe)些心(xin)(xin)臟細胞會(hui)在實(shi)驗(yan)玻璃(li)皿(min)(min)或塑(su)料實(shi)驗(yan)皿(min)(min)中培養生長。但是這(zhe)樣的實(shi)驗(yan)環境與實(shi)際的心(xin)(xin)臟跳動有一個很大的區(qu)別，那就是，玻璃(li)和塑(su)料不導(dao)電(dian), 而我們的心(xin)(xin)臟是導(dao)電(dian)的, 這(zhe)就意味著測試(shi)并不像(xiang)研究者想象的那樣真(zhen)實(shi)。
不過有一種材料(liao)可(ke)以改變(bian)這一現狀——石墨烯不僅可(ke)以將(jiang)光(guang)轉化為(wei)電，而且也沒有毒性。在最新發表的(de)(de)(de)研究(jiu)中，科學家(jia)們(men)(men)已經(jing)研制(zhi)成功了“如何通過改變(bian)照射到(dao)材料(liao)上的(de)(de)(de)光(guang)量(liang)”來(lai)精確控制(zhi)石墨烯產生的(de)(de)(de)電量(liang)的(de)(de)(de)方(fang)法。加州(zhou)大學圣地亞(ya)哥分校的(de)(de)(de)物理(li)學家(jia)亞(ya)歷克斯·薩夫臣(chen)柯（Alex Savtchenko）說，在石墨烯上培(pei)養心(xin)(xin)臟細胞的(de)(de)(de)實驗中，他們(men)(men)也已經(jing)做到(dao)了可(ke)以利用光(guang)來(lai)控制(zhi)電流，以模(mo)擬不同心(xin)(xin)臟跳(tiao)動的(de)(de)(de)頻率的(de)(de)(de)環境。他們(men)(men)可(ke)以模(mo)擬心(xin)(xin)臟跳(tiao)動快 1.5 倍(bei)，快 3 倍(bei)，快 10 倍(bei)，或(huo)者他們(men)(men)需要的(de)(de)(de)任何頻率的(de)(de)(de)環境。
這(zhe)意味著科學家們可以使石墨烯模仿類似于(yu)各種心臟疾病(bing)的(de)電(dian)流模式，這(zhe)使得測(ce)試心臟藥物和其他(ta)新藥物變得更加(jia)容易。未來(lai)，薩(sa)夫臣柯（Savtchenko）希望這(zhe)種方法可以用于(yu)研(yan)制出(chu)更好(hao)的(de)心臟起搏器(qi)(qi)。起搏器(qi)(qi)主要用于(yu)控制心臟的(de)跳動，目(mu)前通常由電(dian)極(ji)制成——不過這(zhe)些電(dian)極(ji)可能會(hui)導致人體(ti)內部疤(ba)痕的(de)出(chu)現。
薩夫(fu)臣(chen)柯(ke)認為，今(jin)后我們可以將一(yi)(yi)塊體積小而壽命長的(de)(de)石(shi)墨(mo)烯附著在(zai)心肌(ji)上完成(cheng)起搏(bo)器(qi)的(de)(de)功能(neng)（石(shi)墨(mo)烯將由植入在(zai)該起搏(bo)器(qi)附近的(de)(de)微(wei)小光源控(kong)制(zhi)，并不會造(zao)成(cheng)疤痕），從而取代電極。如果把視野放的(de)(de)更遠一(yi)(yi)些，石(shi)墨(mo)烯甚至可以被用于控(kong)制(zhi)大腦中的(de)(de)電流并治療神經(jing)退行性疾病(bing)，比如帕金森病(bing)。 “雖然人類(lei)的(de)(de)心臟非常(chang)有彈性，但歸根結底，它仍然只(zhi)是(shi)一(yi)(yi)個泵”，他(ta)說(shuo)，“利用石(shi)墨(mo)烯的(de)(de)這一(yi)(yi)特(te)性，還可以做很多(duo)其他(ta)事情”。
另(ling)一種在醫(yi)學領域有著巨大潛力的材料是黃金(jin)。金(jin)納米(mi)粒(li)(li)子(zi)(zi)對身(shen)體(ti)安全無危(wei)害(hai)，并且化學性質穩定。人們(men)可以(yi)給這些納米(mi)粒(li)(li)子(zi)(zi)上覆蓋特定的藥物(wu)(wu)，借(jie)助金(jin)納米(mi)粒(li)(li)子(zi)(zi)極(ji)小的體(ti)積(ji)，藥物(wu)(wu)可以(yi)輕松地穿過(guo)人體(ti)組織，直(zhi)接進入體(ti)內需要藥物(wu)(wu)靶向治療(liao)的區域。
總體(ti)來講，主要的(de)(de)技術思路就(jiu)是上面所(suo)說的(de)(de)這(zhe)些。不過，林(lin)肯大學的(de)(de)納(na)米技術專家恩里(li)克·法拉利(li)（Enrico Ferrari）表示(shi)，在現實中，一旦(dan)將(jiang)金納(na)米粒子注(zhu)入人體(ti)內部時(shi)，免疫機制就(jiu)會(hui)被(bei)觸發：這(zhe)些金納(na)米粒子會(hui)立即被(bei)血(xue)液中已經存在的(de)(de)名為(wei)血(xue)清蛋(dan)白的(de)(de)蛋(dan)白質覆蓋。
血清蛋白之(zhi)后就會(hui)號召人體的整(zheng)個免疫系統，它們之(zhi)后便(bian)會(hui)像(xiang)打擊所有其他身體入(ru)侵者一樣攻擊金納米粒(li)子。根據法拉(la)利(li)的說(shuo)法，如(ru)果免疫系統成功(gong)，這種藥(yao)物(wu)會(hui)被(bei)降解并最終進入(ru)脾臟(zang)，而不是我們想讓(rang)它去的地方。
為(wei)了(le)對應這一現(xian)象，法(fa)拉利研發了(le)一種新的(de)制(zhi)造納米(mi)粒(li)子的(de)方法(fa)，這一結果最近已發表在《自然通訊》（Nature Communications）雜志(zhi)上(shang)。他給金納米(mi)粒(li)子表面覆蓋添加了(le)一層防止血(xue)清蛋(dan)白攻擊的(de)蛋(dan)白質。
法拉利(li)說(shuo)，這(zhe)(zhe)就好像我們給這(zhe)(zhe)些血(xue)清蛋白層安裝了一(yi)(yi)個配適器。配適器的(de)一(yi)(yi)端可以和(he)金粒(li)子結合得非常好，并(bing)且可以阻止血(xue)清蛋白覆蓋金粒(li)子激發免疫反應(ying)；配適器的(de)另一(yi)(yi)端被設計成有利(li)于藥物(wu)找到(dao)治(zhi)療目(mu)標(biao)。從(cong)理(li)論上講，這(zhe)(zhe)種新方法可以對任意(yi)類型的(de)藥物(wu)或金納米粒(li)子進行試(shi)驗，因(yin)此法拉利(li)也希望與其他科學(xue)家一(yi)(yi)起(qi)合作，將這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)研究從(cong)實驗室推廣到(dao)實際運用中。
昆士蘭大學教授、化(hua)學家馬特(te)·特(te)勞（Matt Trau）說，金納米(mi)粒子也(ye)可用于監測癌癥（特(te)勞是(shi)這(zhe)(zhe)一領(ling)域(yu)另一項研究的(de)(de)(de)作者，他的(de)(de)(de)研究成(cheng)果最(zui)近也(ye)發表在《自(zi)然通(tong)訊》雜(za)志(zhi)上）。癌癥腫瘤(liu)(liu)在血(xue)液循(xun)環過程中通(tong)常(chang)會(hui)分散釋放(fang)出一些(xie)微小(xiao)的(de)(de)(de)細胞。這(zhe)(zhe)種細胞被稱(cheng)為循(xun)環腫瘤(liu)(liu)細胞（CTC），它們彼(bi)此之間的(de)(de)(de)差(cha)異通(tong)常(chang)很大，而且還可能會(hui)制造更多的(de)(de)(de)腫瘤(liu)(liu)，因(yin)此密切(qie)關注這(zhe)(zhe)些(xie) CTC 細胞是(shi)十分重(zhong)要的(de)(de)(de)。
來源： DeepTech深科技
