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我所纳米生物效应与安全性重点实验室利用先进核分析及相关技术应对纳米毒理学中的挑战
2013-09-27|文章来源:科研计划处、多学科中心 |【
 

  中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室(中科院高能物理所分部和国家纳米科学中心分部)是我国第一个以纳米材料的生物安全性为研究方向的专业实验室,也是国际上纳米安全性研究领域最具影响的代表性实验室之一。近年来,重点实验室的科研人员在利用先进核分析及相关技术应对纳米毒理学中的挑战方面的系列研究工作受到了国际同行的广泛关注。近日,重点实验室陈春英、柴之芳、赵宇亮等人受邀撰写的综述文章“Advanced nuclear analytical and related techniques for the growing challenges in nanotoxicology”(利用先进核分析及相关技术应对纳米毒理学中的挑战)在英国皇家化学会《Chemical Society Reviews》杂志上在线发表(Chunying Chen, Yu-Feng Li, Ying Qu, Zhifang Chai and Yuliang Zhao, Chem. Soc. Res., Article ASAP, DOI: 10.1039/c3cs60111k)。

  纳米材料的安全性与纳米毒理学,不仅是前沿基础科学问题,同时也被学术界和欧美工业界认为是纳米技术大规模应用的瓶颈之一。纳米毒理学旨在阐明纳米材料在生物界面的作用规律,明晰纳米材料的物理化学性质与其毒性之间的关系。近十年的纳米毒理学研究表明,纳米材料与蛋白质、细胞、动物、人类、环境间的相互作用规律及其毒理学原理非常复杂,需要利用强有力的分析方法和技术手段进行研究。

  核分析技术是利用粒子与物质的相互作用、辐射效应、核谱学和核效应等基本原理和实验方法,研究物质的原子和分子组成、表面状态和内部结构,它具有灵敏度高、准确度好、高分辨率、多元素测定能力、微区和微量分析、动态实时分析以及非破坏性等许多非核方法不具备的优点。鉴于此,核分析技术在纳米毒理学研究中起到了重要作用。该研究团队充分利用先进核分析技术,如中子/分子活化技术、同位素标记技术、核成像技术及同步辐射技术等进行纳米毒理学研究,在Proc. Natl. Acad. Sci. USA,J. Am. Chem. Soc.,Adv. Mater.,Nano Lett.,Anal. Chem.等重要杂志发表了一系列研究成果,并利用核技术相关方法完成了第一个由我国制定的纳米技术ISO国际标准。

  本综述文章系统地总结了先进核分析技术在纳米材料表征、纳米-生物界面结构分析、纳米材料在细胞内的可视化研究、纳米材料在生物体内的分布、蓄积与转化等方面的应用。文章指出,基于新一代先进同步光源技术的新型高通量、高灵敏度、低检测限的核分析技术可为研究纳米材料在生物体内的分布、成像、结构分析、生物指示物的分子机制等纳米毒理学研究提供强有力地支持。阐明纳米材料与生物体系相互作用的机制,对理解纳米颗粒的生物毒性以及设计安全的纳米材料具有重要意义,为保障我国纳米科技的可持续、健康和快速发展奠定了重要基础。

  该研究工作得到了科技部、国家自然科学基金委和中国科学院等资助。

  文章链接

  http://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2013/cs/c3cs60111k


 
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