便携式无创动脉硬化检测仪

【科学背景】动脉粥样硬化是一种以动脉斑块逐渐沉积为特征的疾病，最终可能导致严重的动脉血栓事件。因此，抗炎策略在临床治疗中显现出巨大的潜力。近来，Canakinumab抗炎血栓结果研究（CANTOS）临床试验对约10,000名心肌梗死后患者进行了研究，结果显示，使用Canakinumab（一种中和促炎性IL-1β细胞因子的单克隆抗体）的治疗显著减少了心血管事件的发生。然而，这一疗法也增加了致命感染的风险，主要是因为中性粒细胞减少，宿主防御能力受到削弱。另一个临床试验，心血管炎症减少试验（CIRT），则表明低剂量甲氨蝶呤的系统治疗未能有效减少促炎细胞因子的表达或心血管事件。这些结果提示，若能将治疗药物有效地递送至动脉壁病变区域，将可能显著提高疗效并减少副作用。此外，病灶巨噬细胞中过量的活性氧（ROS）是促进动脉粥样硬化进展的另一个关键因素。ROS过量产生会增加氧化应激，导致细胞凋亡并激活炎症反应。由于炎症在动脉粥样硬化过程中引起ROS的过量生成，因此尽管具有挑战性，但同时解决炎症和抑制病灶ROS生成的治疗策略对于动脉粥样硬化的管理具有重要意义。虽然一些纳米治疗剂在临床前研究中显示出双重治疗功能，但其在疾病部位的低积累、复杂的合成路线和潜在的毒性问题仍然是临床转化的障碍。因此，迫切需要合成具有抗氧化和抗炎功能并且能在疾病部位高效积累的生物相容性纳米材料。为此，科学家们将研究目光投向了二维（2D）黑磷纳米片（BPNSs）。由于其独特的物理化学特性和优异的生物相容性，BPNSs在纳米医学领域得到了广泛研究。最近的一项临床前研究表明，BPNSs可以有效清除过量的ROS，改善急性肾损伤。基于这一发现，四川大学华西医院宋相容课题组和哈佛大学医学院的陶伟、Wei Chen合作开发了具有良好生物相容性和高病灶巨噬细胞积累能力的靶向BPNS纳米治疗剂。与传统的纳米载体递送药物策略不同，作者采用了一种创新的“纳米药物递送药物”方法，用于治疗动脉粥样硬化。具体而言，作者利用BPNSs的药物携带能力，将解决炎症的脂质介质Resolvin D1（RvD1）加载其中。RvD1负载的BPNSs不仅能够清除周围的ROS，且在病灶巨噬细胞中选择性地释放RvD1，从而在载脂蛋白E缺乏（Apoe&minus /&minus ）小鼠的动脉粥样硬化模型中增强抗动脉粥样硬化效果。【科学亮点】（1）实验首次开发了靶向肽修饰的黑磷纳米治疗剂（BPNSs@PEG-S2P/R），旨在解决动脉粥样硬化治疗中的挑战。（2）实验通过将2D PEGylated BPNSs结合S2P靶向肽和抗炎药物RvD1，成功实现了以下几点结果：&bull BPNSs@PEG-S2P/R能有效积聚于动脉粥样硬化斑块的病灶巨噬细胞，并在S2P肽的协助下渗透斑块。&bull 药物RvD1在ROS响应性释放的方式下，被有效递送至病灶巨噬细胞，展现出显著的抗炎效果。&bull BPNSs@PEG-S2P/R不仅能同时清除ROS，还能抑制病灶巨噬细胞中ROS诱导的炎症反应。&bull 在Apoe&minus /&minus 小鼠模型中，BPNSs@PEG-S2P/R显著减少了斑块面积，并提高了斑块的稳定性。&bull 在动脉粥样硬化斑块中，BPNSs@PEG-S2P/R能有效抑制巨噬细胞负担、炎症反应和氧化应激。&bull 长期治疗后，BPNSs@PEG-S2P/R未引起小鼠免疫或毒性不良反应。【科学图文】图1：BPNSs@PEG-S2P/R的合成策略和抗动脉粥样硬化机制示意图。图2：BPNSs@PEG-S2P/R的表征及RvD1负载和释放研究。图3：BPNSs@PEG-S2P/R处理后细胞摄取、ROS清除能力、抗炎效果、氧化低密度脂蛋白摄取和泡沫细胞形成的体外分析。图4：BPNSs@PEG-S2P/R的药代动力学和生物分布。图5：通过量化病变面积和评估斑块稳定性特征，评估BPNSs@PEG-S2P/R在Apoe&minus /&minus 小鼠中的抗动脉粥样硬化效果。图6：单细胞转录组学揭示了BPNSs@PEG-S2P/R治疗调控主动脉病灶巨噬细胞的基因和关键分子通路。【科学结论】本研究深入探索了动脉粥样硬化的复杂病理机制，突出了慢性炎症和ROS过量生成在疾病发展中的关键作用。通过利用二维黑磷纳米片（BPNSs）的独特特性，如优异的生物相容性和强大的ROS清除能力，本文创新性地设计了靶向肽修饰的纳米治疗剂，实现了双重治疗功能：有效清除ROS并解决斑块中的炎症。这一“纳米药物递送药物”的策略不仅有效提高了治疗效果，还显著减少了对机体的不良影响。研究结果不仅在动物模型中验证了其显著的疗效和安全性，而且通过单细胞水平的分析揭示了治疗机制的深层次调控，为未来开发治疗动脉粥样硬化及其他炎症性疾病的新型纳米药物提供了重要的价值。这些成果不仅有望促进相关领域的进一步研究和临床应用，还为纳米技术在个体化医疗和精准治疗中的广泛应用提供了有力支持，为解决复杂疾病治疗中的关键挑战开辟了新的道路。原文详情：He, Z., Chen, W., Hu, K. et al. Resolvin D1 delivery to lesional macrophages using antioxidative black phosphorus nanosheets for atherosclerosis treatment. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01687-1

首尔东区为学校食堂提供的便携式放射性检测仪日本宣布将向海洋排放福岛第一核电站核污染水，引发韩国民众强烈的担忧焦虑情绪。据报道，因为担心各类海产品会受到核辐射影响，危害身体健康，不少韩国民众选择购入“便携式放射性检测仪”。市面上检测仪多种多样商家称需求在不断增加韩国一公司职员A近日在网上购入了一台价值3万韩元（约167元人民币）的便携式放射性检测仪。随着日本福岛第一核电站核污染水排放日期临近，A对食用生鱼片产生了担忧。A说，看到广告宣传用检测仪可以检测鱼身上是否有辐射，于是选择了购入该仪器，“如果能够检测出没有辐射，就可以放心食用”。经营生鱼片店的B最近也花费300万韩元购买了便携式放射性检测仪。因为福岛核污染水事件引发的争议，光顾的客人越来越少，B一直在考虑转行。后来，B在社交平台上看到一则视频，称一家生鱼片店在用便携式检测仪对鱼进行放射性检查后，顾客增加了。于是B购入了检测仪，将其视为“最后一根稻草”。B还认为，应该向客人们也广泛宣传使用放射性检测仪。在韩国，对放射性检测仪等设备的需求还在不断增加。首尔铜雀区鹭梁津水产市场方面表示，正在配备便携式放射性检测仪来进行水产品检查。首尔城东区也向区内35所学校食堂投入300万韩元预算，用以购买便携式放射性检测仪。某销售放射性检测仪的企业表示，由于担心福岛核电站污水排放带来的影响，有关水产品放射性检测仪的购买咨询大幅增加，“特别是生鱼片店经营者和水产业者，需求很大”。对鱼类等各种水产品产生的食品安全担忧在韩国蔓延，不少市民和个体户都开始在网上购买便携式放射性检测仪等检测辐射的产品。但有专家警告说，这可能是一种市场营销手段，借不安心理来销售未经验证的产品。目前，韩国的网上购物平台正在销售多款便携式放射性检测仪。商家称，这些检测仪不仅可以测出服装、食品，甚至可以检测出空气中是否有放射性物质。市面上的检测仪从圆珠笔盖到手机大小，大部分都可以随身携带，价格在3万韩元至300万韩元不等。销售检测仪的相关人士解释说，把检测仪靠近水产品，就可以检测出放射性物质，也就是说，如果检测结果正常，就可以放心食用。韩国仁川综合鱼市场，买者寥寥专家解释：便携式检测仪无法检测鱼类内部辐射市面上销售的放射性检测仪真的能检测出水产品中的辐射吗？实际上，被核污染水浸透的鱼，在带皮的情况下，也有可能无法检测出辐射。韩国食品药品安全处在检测放射性元素时，也要去除鱼皮，将样品切碎后放入专门检测仪器中3小时左右的时间。有人指出，只是把便携式放射性检测仪放在鱼身上，很难准确检测出结果。有专家解释，如果想用便携式放射性检测仪检测出水产品受到核污染，被检测的水产品至少要受到每公斤5000贝克勒尔（衡量放射性物质或放射源的计量单位）的辐射污染。而食品药品安全处规定的标准值则是每公斤100贝克勒尔。另外，这些便携式检测仪只能检测出物体表面以及空气中不具有危险性的辐射。专家还指出，这些检测仪的更换周期也很短，使用6个月到1年时间就需要重新校准仪器。通过二手交易购买的仪器有可能无法正常启动。韩国民众对食品安全的担忧已持续一个月之久。人们大量囤积食盐已导致食盐供应短缺严重。韩国政府被迫释放食盐库存，来稳定食盐价格。据报道，除了食盐，韩国民众还开始囤积紫菜、裙带菜、凤尾鱼等水产品。尽管韩国政府自2013年起就禁止进口福岛地区的海产品，并于最近宣布维持禁令，但消费者仍然担心这些核污染水会流入日本领海并影响海洋生物。与此同时，也有些企业见缝插针，利用消费者的不安心理来营销。近日，韩国一保险公司以“因污水排放，国内癌症发病率将提高”为宣传，推销癌症保险。销售食盐、海带等水产品的企业也在增加，他们称自己销售的是“核污染水排放前的最后一批”，来引起消费者的不安。对此，韩国政府表示，将密切关注那些没有科学依据、制造消费者焦虑的商业行为，一旦在此过程中发现有违反消费者保护法的行为，将采取严厉措施。

机身只有0.15kg，面板只有5个单功能按键，乍一看像老式的大哥大。在龙华新区展馆深圳市清时捷科技有限公司展位上，一款小巧的仪器吸引了记者的注意。“麻雀虽小五脏俱全，这款产品蕴含了大量高科技成果，很多自来水厂都在用，是国际首创的便携式水质检测仪。”深圳市清时捷科技有限公司总经理黄晓平介绍说。 　　这个小巧、精密的仪器名为“S—CL501便携式余氯、二氧化氯无参数快速测定仪”，适用于现场水质分析和实验室水质检测，该产品曾荣获深圳市自主创新奖。 　　据了解，该公司始终坚持自主创新，目前已拥有发明专利、实用新型专利及软件著作等知识产权共计18项，2011年3月，清时捷产品亮相“十一五”国家重大科技成就展，同年11月，清时捷荣获第三届中国(深圳)创新创业大赛企业创新组创新奖。黄晓平自豪地说：“深圳水务局、宝安水务集团、光明水务集团、龙岗水务集团，还有清华大学研究生院都在使用我们的产品。”