扩宽生物医学应用,石墨烯为肿瘤药物的递送提供平台

石墨烯、碳纳米管等石墨纳米材料具有独特的理化性质,即大的比表面积、优异的荧光猝灭性能、易于功能化、良好的生物相容性以及大的拉曼散射界面,这些优势引起了不少学者对其在生物医学领域的研究。

其中,在生物医学领域备受关注的是金属石墨纳米囊,这是一种将金属纳米核限域在少层石墨烯壳层内部的新型石墨烯纳米材料,具有优异的稳定性和良好的生物相容性。金属石墨烯纳米囊兼具石墨纳米材料和金属纳米材料的双重优点,利用其外壳,并通过可控设计和制备多种不同种类,可为不同生物医学应用提供良好的纳米平台;同时,利用其外壳独特的拉曼散射特征峰做内标,能避免来自环境和生物分子的干扰及直接接触。

正是由于新型金属石墨纳米囊材料兼具石墨烯和金属纳米颗粒的双重性质,在生物医学应用领域具有极大的潜力。比如在生物检测应用方面,研究证明它能提供一个抗干扰性强且灵敏度高的分析平台,对临床药物检测中有巨大的应用前景;在生物成像应用方面,因其比传统的有机拉曼标签具有更大的拉曼散射界面和更优越的稳定性,可以有效避免环境干扰,实现生物体系拉曼成像以及细胞靶向成像,促进具有受体靶向的纳米载体开发,实现有效的药物输送和癌症治疗。

在治疗应用方面,金属石墨纳米囊作为光热试剂和药物载体在癌症、化疗或其联合治疗及杀菌方面发挥极大作用,作为光热材料可杀死癌细胞,提高治疗效率,减少化疗药物的副作用,为临床癌症治疗指明新方向。研究证明,其实现了实体瘤的高效光热消融,作为药物递送平台实现了抗炎症前药的有效递送,消除了治疗过程引发的验证反应,并且还在抗菌治疗中有广阔应用前景。金属石墨纳米囊作为药物递送平台,具有独特磁学性能,还对胃部疾病的治疗具有新的功能应用,即为口服药物的递送和胃部疾病的位点选择性治疗提供了新的思路。

目前,金属石墨纳米囊种类比较有限,主要应用于体外生物分子检测、细胞成像以及癌细胞和病原菌的杀灭,活体层面的原位疾病诊断、药物递送和治疗等领域。因此,未来我们应该把精力主要集中在开发更多新型种类,提高其生物相容性,并深入探究其对生物体造成的影响,以推动金属石墨纳米囊的生物医学应用不断向前发展。