納米周報新年特刊（下）：糖尿病患者的福音—自組裝納米胰島素

恰逢2016新年伊始，材料牛的編輯小伙伴們為大家送上納米周報新年特刊，邀您一覽。

1、石墨烯在空氣中不夠穩定？--試試包裹一層銅納米線吧

加州大學伯克利分校和勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員開發出一種新的溶液基、經濟的方式將超薄透明導電納米銅包覆在石墨烯上，來減少石墨烯在空氣中的氧化。

該技術的目的是顯著提高空氣中金屬絲的穩定性，并減少材料的光散射。這項工作闡明了一種新的方法來提高超薄金屬納米線的穩定性，銅納米線作為光電子器件的低成本透明導體，有望投入商業化生產。

2、肝癌治療新進展：脂蛋白和魚肝油納米顆粒可殺死癌細胞

原發性肝癌或者干細胞癌，是世界范圍內癌癥死亡的第三大原因。據美國國家癌癥研究所的研究數據，該病的發病率正在上升

德克薩斯大學西南醫學中心的研究人員在報告中表示，他們的新納米顆粒治療實驗，發現了低密度脂蛋白(LDL)和魚油（DHA）治療可以在不傷害健康細胞的情況下優先殺死原發性肝癌細胞。

這種方法提供了一個新的安全方式來治療肝癌, 其他癌癥也可能通過本方法治愈。小白鼠的動物實驗也表明，LDL-DHA納米顆粒有極強的抗癌活性。雖然實驗表明了ω- 3脂肪酸有抗癌潛力，但是判斷它是否能殺死所有的癌細胞還為時過早。未來的實驗將會進一步研究這個問題。

3、計算機性能福音：光子芯片照亮未來的產品

來自慕尼黑工業大學(TUM)的科學家已經開發出一種激光納米線，它比人類頭發細一千倍。這種激光納米線可以在硅芯片中生長，制造出高性能光子組件。這將會打破目前電子產品的壁壘。

現在電子產品的小型化已經達到了其物理極限。只有用光子代替電子，才有可能進一步提高晶體管的性能。目前在預定義的波長和脈沖激勵下，新的砷化鎵納米線已經可以產生紅外光。在未來的研究中，會進一步控制納米管的溫度穩定性。接下來，科學家將會創造電氣接口，以便于操作電注入下的納米線。在未來的高性能光學組件制造中，集成納米線激光的硅芯片有很廣闊的前景。

4、石墨烯超導的曙光已經出現

一個來自東北大學和東京大學的合作團隊設計了一種方法，使石墨烯實現超導，而這意味著電子可以通過它零電阻流動。

這個消息的出現，令人十分興奮，但是不得不說，石墨烯成為超導體是發生在零下269度的攝氏溫度，距離室溫超導還有相當一段距離。這項研究確實表明，石墨烯可用于構建納米級高速電子設備，提高設備的工作效率。在這項工作中，研究人員已經開發出通過控制石墨烯片材的數量，在片材上生長一個碳化硅（SiC）晶體，得到雙層石墨烯。

研究得到的超導石墨烯轉變溫度十分的低，所以進一步研究就是提高這個溫度。而在應用方面，超導石墨烯前景遠大，例如量子計算裝置中用于集成電路。未來超導石墨烯形成的超高速超導納米器件將會發揮不可思議的作用，我們拭目以待。

5、研究人員開發新納米粒子 具治療眼癌的潛力

密歇根大學凱洛格眼科中心大學的研究人員已經開發出一種新的納米顆粒，采用了腫瘤細胞的保護機制，使腫瘤細胞快速代謝，并且消滅腫瘤細胞。

研究人員霍華德教授說：“我們的工作是在半導體納米粒子上附加一個鉑電極引導抗癌化合物的合成。納米粒子模仿NADPH氧化酶的行為，使用免疫細胞殺死腫瘤細胞和傳染性物質的酶。”教授在利用小鼠模型進行了4年的研究后，發現新的納米顆粒不僅能殺死眼睛中的腫瘤細胞，還能延長實驗小鼠其他細胞系的存活時間。

此外，納米顆粒可被光激活，因此它可通過將其暴露于正確顏色的可見光中來激活和關閉。由此可見，這種納米顆粒還具有用于在眼科和其他多個應用學科的潛力，未來它必將綻放耀眼的光彩。

6、糖尿病患者的福音—自組裝納米胰島素

來自哥本哈根大學的一項新研究指出了一種全新的方法生產醫用胰島素。該方法產生的胰島素具有更小的副作用且更加具有個性化，這無疑是糖尿病患者的福音。

新發明的自組裝納米胰島素的模型顯示了每個胰島素六聚體是怎么構建在一個非常良好的組織網下。這也保證了此原理產生的藥物將很均勻釋放，從而防止副作用。天然胰島素組裝成均勻網格狀結構，而生產胰島素藥物的巨大挑戰是創造同樣均勻的納米結構。如今，通過掛鉤一個鐵二原子的聯吡啶，化學家可以非常精準控制胰島素的組裝。

胰島素的自組裝是新藥物發展道路上的重要里程碑，它的出現不僅給糖尿素病人帶來了福音，而且啟發了其他藥物的研究，極大推動力藥物的發展。

7、用納米技術定格一瞬間

科羅拉多大學波爾德分校的研究人員使用一個超快光學顯微鏡捕捉到一張電影圖像，這張圖像顯示了電子云在黃金材料里空間和時間上的振蕩。圖像的寬度僅100納米，在頂部和底部之間的時間間隔小于萬億分之一秒。

超快光學顯微鏡能夠捕獲超快時間尺度的詳細圖像演變，使我們能夠去探索和看到原子層面上的速度現象。許多重要的流程如光合作用、能量轉換和使用，以及生物功能都是基于分子角度上電子和離子的轉移。該團隊使用一種稱為“等離子基元納米結構聚焦”的技術，使用納米級別的金屬尖端在黃金物質的薄膜上形成非常短的激光脈沖。

與普通電子顯微鏡方法不一樣，這項新技術不需要超高真空技術，并且特別適合用來研究超速過程。使用這種技術，研究人員可以得到從電池電極材料到太陽能電池之間所有的基本過程，這有利于提高電池的效率和壽命。

8、精快準——納米石墨烯材料再創佳績

旨在創建實用和可伸縮石墨烯生物場效應晶體管（BioFET）產品的納米醫學診斷生物技術公司首次宣布，完成了AGILE（Automatic Graphene Immunolinked Electronic）生物傳感器。

一般實驗室需要體外蛋白質濃度測量方法來驗證它的RNA數據，但是由于所需用來觀察蛋白質組織的數量巨大，像這樣使用傳統的蛋白質分析方法幾乎是不可能的。而AGILE生物傳感器僅需一個下午的時間就可以得到定量的、可再使用的蛋白質濃度數據。它需要的起始物料量明顯小于傳統的方法，也可以減少樣品費用，又由于它對原油組織蛋白溶菌產物具有高靈敏度，實驗室也能夠從多個凈化步驟中避免蛋白質損失。

這個技術是生物學家的創新，它打開了蛋白質組學領域的新領域。AGILE生物傳感器是世界上第一個也是唯一的商業化石墨烯生物傳感器，納米醫學診斷程序的的研究人員可以借助于這個平臺來進行研究。

9、腫瘤靶向治療的曙光

一個跨學科的研究小組已經開發出一種水凝膠平臺，可以針對腫瘤提供非侵入性成像，并釋放化療藥物。此外，這個平臺也適用于不同的目標和化療。

功能化納米粒子是一個化療藥物的輸送通道，然而納米粒子很難去定位腫瘤點的位置。研究人員采用的定位癌細胞的方法是通過創建由絲狀噬菌體(噬菌體)組成的水凝膠，以及金納米粒子。肽結合配體可以被吸收進水凝膠的噬菌體部分，然后將定位已知癌細胞。這個水凝膠平臺由噬菌體、金納米粒子和納米級的運載體組成。在這個前提下，噬菌體粒子能夠在腫瘤細胞上識別特定的分子。納米運載體傳輸各種藥物，在一定的刺激下釋放藥物。

多次實驗結果表明，水凝膠平臺并不改變已知的納米運載體系統的物理和化學性質。這平臺可用來定位，熱引發傳遞物質，是多功能、可再生的。隨著進一步的研究，該系統可能是一種有力的靶向藥物傳遞方法。

本刊由編輯部池鳳瑤、李馥旭、汪凱、袁翔編寫。

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