石墨烯、碳納米管等石墨納米材料具有獨特的理化性質,即大的比表面積、優(yōu)異的熒光猝滅性能、易于功能化、良好的生物相容性以及大的拉曼散射界面,這些優(yōu)勢引起了不少學者對其在生物醫(yī)學領域的研究。
其中,在生物醫(yī)學領域備受關注的是金屬石墨納米囊,這是一種將金屬納米核限域在少層石墨烯殼層內部的新型石墨烯納米材料,具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和良好的生物相容性。金屬石墨烯納米囊兼具石墨納米材料和金屬納米材料的雙重優(yōu)點,利用其外殼,并通過可控設計和制備多種不同種類,可為不同生物醫(yī)學應用提供良好的納米平臺;同時,利用其外殼獨特的拉曼散射特征峰做內標,能避免來自環(huán)境和生物分子的干擾及直接接觸。
正是由于新型金屬石墨納米囊材料兼具石墨烯和金屬納米顆粒的雙重性質,在生物醫(yī)學應用領域具有極大的潛力。比如在生物檢測應用方面,研究證明它能提供一個抗干擾性強且靈敏度高的分析平臺,對臨床藥物檢測中有巨大的應用前景;在生物成像應用方面,因其比傳統(tǒng)的有機拉曼標簽具有更大的拉曼散射界面和更優(yōu)越的穩(wěn)定性,可以有效避免環(huán)境干擾,實現生物體系拉曼成像以及細胞靶向成像,促進具有受體靶向的納米載體開發(fā),實現有效的藥物輸送和癌癥治療。
在治療應用方面,金屬石墨納米囊作為光熱試劑和藥物載體在癌癥、化療或其聯(lián)合治療及殺菌方面發(fā)揮極大作用,作為光熱材料可殺死癌細胞,提高治療效率,減少化療藥物的副作用,為臨床癌癥治療指明新方向。研究證明,其實現了實體瘤的高效光熱消融,作為藥物遞送平臺實現了抗炎癥前藥的有效遞送,消除了治療過程引發(fā)的驗證反應,并且還在抗菌治療中有廣闊應用前景。金屬石墨納米囊作為藥物遞送平臺,具有獨特磁學性能,還對胃部疾病的治療具有新的功能應用,即為口服藥物的遞送和胃部疾病的位點選擇性治療提供了新的思路。
目前,金屬石墨納米囊種類比較有限,主要應用于體外生物分子檢測、細胞成像以及癌細胞和病原菌的殺滅,活體層面的原位疾病診斷、藥物遞送和治療等領域。因此,未來我們應該把精力主要集中在開發(fā)更多新型種類,提高其生物相容性,并深入探究其對生物體造成的影響,以推動金屬石墨納米囊的生物醫(yī)學應用不斷向前發(fā)展。