江蘇先豐納米材料科技有限公司
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二氧化錳(MnO2)是一類非常重要的過渡金屬氧化物,將MnO2納米化后,其顆粒尺寸變小,比表面積增大,從而使離子的傳輸速率、催化效率等都有進一步的提升,在能源、環境、光電、生物醫學等領域得到廣泛關注。近年來MnO2材料在癌癥診斷和治療方面的應用研究越來越多,已成為腫瘤精準診療領域的“明星分子”。本期小豐帶您了解納米MnO2在生物醫學領域的應用,一起看下~
納米MnO2具有良好的生物相容性、可調節的形態以及優異的物理化學性質,在生物傳感和癌癥治療方面受到廣泛關注。特別是隨著腫瘤學研究的深入,人們發現MnO2納米顆粒可以響應微酸性的腫瘤微環境,催化內源性H2O2分解產生O2和Mn2+離子,既增強了PDT的治療效果,又可以利用Mn2+離子作為磁共振成像的造影劑,從而進一步促進了MnO2基功能納米材料在生物醫學領域的研究。
01生物傳感
在生物傳感方面,MnO2能夠增大電流響應,降低檢出限,使檢測的靈敏度大大提高,可用在熒光傳感器、比色傳感器、化學發光傳感器等方面。如MnO2獨特的熒光猝滅性質和表面負載能力促進了TME(腫瘤微環境,下同)響應型腫瘤標志物檢測的快速發展,同時還可以利用比色法快速、高靈敏度測定谷胱甘肽。此外研究表明,MnO2納米片輔助熒光偏振生物傳感器是一種很有前途的檢測環境水樣中Ag+的工具。
02癌癥診療
在癌癥治療方面,MnO2納米材料可以在TME中特異響應分解,極大地增強化療、光學動力學療法、化學動力學療法、基因治療和免疫治療的療效。通過MnO2調控TME,實現腫瘤相關因子表達水平的調節,有利于深入探索腫瘤生物學的潛在分子機制,增強治療效果。除此之外,完整的MnO2具有較高的光熱轉化能力和模擬酶活性,拓展了該材料在光熱治療和饑餓治療中的應用。與此同時,MnO2納米復合材料在協同治療中的應用也得到了快速發展,提高了材料的利用率和治療效果。
MnO2在生物醫藥領域的應用是近年來研究的新亮點,MnO2還可以作為電池的正極材料,較廣泛地應用于鋅/二氧化錳干電池、鎂/二氧化錳電池和堿性鋅/二氧化錳電池等。因二氧化錳的電容性較好,在超級電容器中可替代高價的氧化釕作為電極材料。MnO2也可以用于電致變色器件,研究人員發現,MnO2納米片的層數與其吸光度變化成正比,因此可以通過調控MnO2納米片的層數實現光密度的調控。
雖然MnO2本身是一個非常傳統的材料,但是經過納米化之后,MnO2展現出很多新的性能和用途,期待其能被更好的開發,早日實現產業化應用!
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