聚合物纳米粒子的应用领域有哪些？
聚合物纳米粒子，或称聚合物纳米粒子，粒径范围为1 ~ 1000nm，可通过微乳液聚合等多种方法获得。这种粒子具有很大的比表面积，出现了一些普通材料所不具备的新的性质和功能。
目前，纳米高分子材料的应用已经涉及到很多方面，如免疫分析、药物控释载体和人体诊断治疗等。免疫分析作为一种常规的分析方法，在蛋白质、抗原、抗体甚至整个细胞的定量分析中发挥了巨大的作用。根据标记物的不同，免疫分析可分为荧光免疫分析、放射免疫分析和酶联免疫分析。将分析物对应的免疫亲和分子标记以* * *价键的形式固定在特定的载体上，将含有分析物的溶液与载体一起孵育，然后用显微镜检测游离载体的量，就可以准确地对分析物进行定量分析。在免疫分析中，载体材料的选择非常重要。聚合物纳米粒子，特别是一些具有亲水表面的粒子，由于其对非特异性蛋白质的吸附能力小，已被广泛用作新的标记载体。
聚合物纳米粒子在药物控制释放方面具有重要的应用价值。许多研究结果证实，有些药物只能在特定部位发挥药效，同时容易被消化液中的一些生物大分子分解。因此，口服这类药物的疗效并不理想。所以人们使用一些可生物降解的高分子材料来保护药物，控制药物的释放速率。这些聚合物材料通常以微球或微胶囊的形式存在。药物在携带和运输后，药效破坏很小，还能有效控制药物的释放，从而延长药物的作用时间。作为药物载体的高分子材料主要有聚乳酸、乳酸-羟基乙酸* * *聚合物、聚丙烯酸酯等。纳米高分子材料制成的药物载体和各类药物，无论是亲水性或疏水性还是生物大分子制剂，都可以负载或包覆多种药物，同时可以有效控制药物的释放速率。
例如，中南大学已经开展了利用“纳米导弹”的磁性纳米粒子治疗肝癌的研究，这些纳米粒子将药物靶向病灶。研究内容包括磁性阿霉素白蛋白纳米粒在正常肝脏中的磁靶向性、在大鼠体内的分布以及对大鼠移植性肝癌的治疗作用。结果表明，磁性阿霉素白蛋白纳米粒具有较高的磁靶向性，在大鼠移植性肝肿瘤中聚集明显增加，对移植性肿瘤具有良好的治疗作用。
靶向技术的研究主要在两个层面进行:物理化学导向和生物导向。理化定向在实际应用中缺乏准确性，难以保证正常细胞不受药物攻击。生物导向可以在更高的层面上解决靶向给药的问题。物化导向系统是利用药物载体的pH敏感性、热敏感性和磁敏感性等特性，在外界环境(如外加磁场)的作用下，将药物靶向输送到肿瘤组织。磁性纳米载体在生物体内的靶向性是利用外磁场使磁性纳米粒子富集在病变部位，减少药物在正常组织中的暴露，降低毒副作用，提高药物的疗效。磁靶向纳米药物载体主要用于治疗恶性肿瘤、心血管疾病、脑血栓、冠心病、肺气肿等疾病。生物靶向系统是利用抗体、细胞膜表面受体或特定基因片段的特异性，将配体结合到载体上，并与靶细胞表面的抗原识别子特异性结合，从而将药物准确地输送到肿瘤细胞中。药物(尤其是抗癌药物)的靶向释放面临网状内皮系统(RES)的非选择性清除问题。此外，大多数药物都是疏水性的，当它们与纳米颗粒载体偶联时，可能会发生沉淀。利用聚合物凝胶作为药物载体有望解决这一问题。因为这种凝胶可以高度水合，所以合成时如果其尺寸达到纳米水平，就可以用来增强对癌细胞的渗透和滞留作用。目前，虽然许多蛋白质和酶抗体可以在实验室中合成，但更好和更特异的靶向物质需要研究和开发。此外，还需要研究药物载体和靶向物质的组合。
这类技术需要更可靠的纳米载体、更准确的靶向物质、更有效的治疗药物、更灵敏便捷的传感器，以及载体在体内作用机制的动态测试和分解方法，才能安全有效地应用于临床。
DNA纳米技术是指根据DNA的物理化学特性原理设计的纳米技术，主要应用于分子的组装。碱基的简单性、互补规则的恒定性和特异性、遗传信息的多样性、DNA复制过程中体现的构象特异性和拓扑靶向性，都是纳米技术需要的设计原则。现在利用生物大分子可以实现纳米粒子的自组装。直径为65438±03nm的金纳米粒子A表面附着一个单链DNA片段，金纳米粒子B表面附着另一个具有互补序列的单链DNA片段..将a和b混合，在DNA杂交的情况下，a和b会自动连接在一起。利用DNA双链的互补特性，可以实现纳米粒子的自组装。生物大分子的自组装有一个显著的优点:它可以提供高度特异性的结合。这对于构建复杂系统的自组装是必要的。
美国波士顿大学生物医学工程研究所Bukanov开发的PD-loop(在双链线性DNA中嵌入一个寡肽序列)比PCR扩增技术具有更大的优势。它的引物不需要保存完整的生物活性状态，其产物序列特异性高，不像PCR产物可能会错配。PD loop的诞生为线性DNA寡核苷酸杂交技术开辟了新的途径，使从复杂的DNA混合物中筛选和分离特殊的DNA片段成为可能，并有可能应用于DNA纳米技术。
基因治疗是治疗学的一大进步。质粒DNA可以修复遗传错误或产生治疗因子(如多肽、蛋白质、抗原等。)插入靶细胞后。利用纳米技术，DNA可以通过主动靶向定位在细胞内；质粒DNA浓缩至50 ~ 200 nm大小并带负电荷有助于其有效侵入细胞核；质粒DNA能否插入到核DNA的确切位置取决于纳米颗粒的大小和结构:此时的纳米颗粒是由DNA本身构成的，但其物理化学特性还需进一步研究。
脂质体(1脂质体)是一种固定时间的药物载体，属于靶向给药系统的新剂型。20世纪60年代，英国人A.D.Banfiham首先发现分散在水中的磷脂形成一个封闭的由脂质双分子层组成的囊泡，里面有水相。由悬浮在水中的双分子磷脂形成的具有相似生物膜结构和渗透性的双分子囊泡被称为脂质体。20世纪70年代初，Y.E.Padlman等人在生物膜研究的基础上，首次使用脂质体作为细菌和某些药物的载体。纳米脂质体作为药物载体具有以下优点。
(1)由磷脂双分子层包裹的水相囊泡组成，不同于各种固体微球药物载体。脂质体具有高弹性和良好的生物相容性。
(2)对所携带的药物具有广泛的适应性。水溶性药物负载在内水相中，脂溶性药物溶解在脂膜中，两亲性药物可以插入脂膜中，同一脂质体可以同时含有亲水性和疏水性药物。
(3)磷脂本身是细胞膜的成分，所以纳米脂质体注射到体内无毒，生物利用度高，无免疫反应。
(4)保护所含药物，防止药物被体液稀释，被体内酶分解破坏。
纳米粒会使药物在人体内的转运更加方便，并对脂质体表面进行修饰，如在脂质体表面组装各种对特定细胞具有选择性或亲和性的配体，以达到寻找靶点的目的。以肝脏为例，纳米颗粒-药物复合物可以通过被动和主动两种方式实现靶向作用；当复合物被库普弗细胞捕获并吞咽后，药物在肝脏内聚集，然后逐渐降解释放到人体血液循环中，使肝脏内药物浓度升高，对其他器官的副作用降低，这是一种被动靶向作用；当纳米颗粒的尺寸足够小，约为100 ~ 150 nm，且表面覆盖有特殊涂层时，它们可以逃脱库普弗细胞的吞噬，与之相连的单克隆抗体等物质定位于肝实质细胞中发挥作用，这就是主动靶向。包裹在几层纳米颗粒中的智能药物进入人体后，可以主动搜索和攻击癌细胞或修复受损组织。
令人鼓舞的是，纳米粒子被用作载体来运输肽和蛋白质药物，不仅因为纳米粒子可以改善肽药物的药代动力学参数，而且可以在一定程度上有效地促进肽药物穿透生物屏障。纳米粒给药系统作为开发多肽和蛋白质药物的工具，具有非常广阔的应用前景。
纳米粒子由于粒径小，具有大量的自由表面，具有很高的胶体稳定性和优异的吸附性能，能很快达到吸附平衡。因此，聚合物纳米粒子可以直接用于生物物质的吸附和分离。将纳米颗粒压制成薄片制成过滤器，由于过滤孔径为纳米，可用于制药行业的血清消毒(引起人类疾病的病毒大小一般为几十纳米)。通过在纳米粒子表面引入羧基、羟基、磺酸基、氨基等基团，纳米粒子可以通过静电或氢键与蛋白质、核酸等生物大分子相互作用，导致生物大分子的沉降，从而达到分离生物大分子的目的。当条件改变时，生物大分子可以从纳米粒子上解吸，并且可以回收生物大分子。
纳米聚合物颗粒还可以用于一些疑难疾病的介入诊断和治疗。由于纳米粒子比红细胞(6 ~ 9微米)小得多，可以在血液中自由移动，因此可以注射到人体的各个部位来检查病变并进行治疗。据介绍，动物实验结果表明，载有地塞米松的乳酸-羟基乙酸* * *聚合物纳米颗粒经动脉给药可有效治疗动脉再狭窄，载有抗增殖药物的乳酸-羟基乙酸* * *聚合物纳米颗粒经冠状动脉给药可有效预防冠状动脉再狭窄；此外，载有抗生素或抗癌剂的纳米聚合物可以通过动脉输送进入体内，并用于某些器官的临床治疗。载有药物的纳米球还可制成乳剂，用于胃肠外或肠内注射；也可制成疫苗，用于皮下或肌肉注射。