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第100次纳米生物与医学技术系列研讨会——电磁控制磁性纳米材料及其生物医学应用

时间:2017-12-12作者:董海娇点击:

初冬已至,纳米组的学术氛围却依旧浓厚、热烈。东南大学纳米生物与医学技术系列第100次研讨会于2017年12月09日,在东南大学丁家桥校区基一楼102教室成功举行。本次研讨会的主题是“电磁控制磁性纳米材料及其生物医学应用”,孙剑飞副教授担任主讲老师,此外还邀请到来自医学院的顾小春博士,以及本组的范凤国、马思远、蔡庆东同学为我们带来了精彩的报告。
首先,来自医学院的顾小春博士为我们带来的报告主题是“神经血管单元与神经血管耦合”,他提到:“血流供应对于大脑功能执行非常重要,在神经发育过程中,血管与神经相伴而生,且许多信号通用。”为了研究缺血半暗帯的演变机制,顾博士采用光学相干断层扫描与多光谱激光成像技术对神经细胞,血氧代谢以及血流进行多模态同时成像,建立了长期的神经血管耦合光学同步记录方法,时间可以长达8周(慢性疾病)。该法具有较高的时间(ms)和空间分辨率(um),且FOV大(3mmX3mm)。此外,顾博士经过仔细的探索,第一次在细胞群体水平,研究了神经元与胶质细胞同步化信号的异同以及在神经血管耦合中的作用,观察到胶质细胞对单个刺激的同步化快反应信号;慢刺激状态下,神经元驱动神经血管反应,胶质细胞参与神经血管耦合,而在高频的快速刺激状态下,神经元与胶质细胞均参与可神经血管耦合的起始,胶质细胞还参与了血管直径的调节作用。

接着,本次研讨会的主讲老师—孙剑飞老师为大家带来的报告题目是“纳米材料增强的深部磁刺激”。脑神经系统疾病日益成为现代人的健康威胁,然而药物的治疗效果往往不佳。磁性纳米材料作为磁刺激增强剂,对脑神经疾病的治疗非常重要。由于聚焦精度低、刺激效果缺乏实时影像学跟踪监测、疗效机制不甚明确,大大限制了神经导航的TMS在临床上的应用。孙老师提出这样一个想法:利用纳米材料来增强体内深部磁刺激,有望更准确地作用脑区,突破深度限制,提高空间分辨率,同时提供更实时的影像学监测。经过对频率场强可调的交变磁场和脉冲磁场研制、纳米材料对电磁场能量的吸收及转换研究、磁性纳米材料介导局部磁效应对细胞作用、磁性纳米颗粒胶体液滴的磁性测量、磁场控制的磁性纳米颗粒脑血管靶向等一系列实验探索,初步发现注射磁性纳米颗粒的小鼠在脉冲磁场作用下,较假手术组注射生理盐水小鼠,对抑郁有一定的抵抗能力。

范凤国博士则从“电磁作用下的磁性纳米材料及磁热研究”角度为大家介绍了磁场下纳米颗粒产热机制以及磁性颗粒在热疗、磁热控制药物释放、磁热微驱动中的应用。接着,他结合近期的工作,介绍了自己在液固界面二维结构组装方面的一些研究进展,如旋转磁场下不同转速、不同场强对组装Fe3O4@PSC 的影响,并成功制备出截面厚度约18nm的单层膜。在对微磁学模拟旋转磁场下薄膜磁矩磁化的研究中,他发现不同旋转磁场可能形成不一样的内部磁能积。

随后,马思雨同学报告了“中低频可调脉冲磁场的研制及对纳米颗粒作用的研究”。在她的报告中,我们了解到纳米材料和细胞膜磷脂双分子层之间的相互作用是各种应用的关键。目前,调控MNPs进入细胞的方法有很多,但也都有其局限性。她通过对脉冲磁场的研发与调试,发现脉冲磁场对细胞活性、个数均没有显著影响。同时,她还研究了脉冲磁场强度对细胞吞噬Fe2O3纳米颗粒的影响、对细胞吞噬Fe2O3纳米颗粒的影响、脉冲磁场刺激与颗粒加入的先后顺序对细胞吞噬Fe2O3纳米颗粒的影响、脉冲磁场刺激对细胞膜表面及细胞内颗粒分布的影响。

最后,蔡庆东为大家带来的报告题目是“磁场远程控制磁化红细胞靶向传递到血管特定位置”。磁化红细胞由于在体内稳定 ,生物相容性好、抗原性弱红、无毒副作用、示踪、装载磁性颗粒量大、能到达全身各部位等优势而被广泛研究。他制备、优化出不同浓度Fe3O4溶液配制的磁化红细胞,并对磁化红细胞在血管中受力运动的进行分析模拟。接着,将磁化红细胞注射到小鼠体内,进行小鼠脑部血管的靶向、颈动脉靶向等实验。

东南大学第100次纳米生物与医学技术系列研讨会到此圆满结束。此次研讨会使大家受益匪浅,思考颇多。最后,祝愿东南大学生物与医学纳米技术研究组能够开拓创新、继续发扬科研人勤恳奋斗、不畏困难的优良品质与精神!