科學(xué)家們對納米材料一直保持著(zhù)高度的興趣，他們試圖將納米材料應用于很多醫療健康領(lǐng)域的環(huán)節中，例如對于癌癥的早期檢測、作為藥物的載體、癌癥的靶向治療等等。
最近，美國能源部勞倫斯伯克利國家實(shí)驗室的研究人員開(kāi)發(fā)了糖包被的超薄自組裝納米片，可以選擇性的結合病原體。這項技術(shù)具有作為病原體診斷以及讓病原體失活的潛力。我們看到了納米材料帶來(lái)的又一個(gè)驚喜。
這是一種稱(chēng)為類(lèi)肽(一種類(lèi)似于生物中肽鏈的氨基酸鏈)的自組裝生物聚合物。研究在本月早期發(fā)表在了雜志《ACS Nano》上。因為我們細胞的外部是扁平的，并且覆蓋著(zhù)糖，所以研究人員嘗試了以自組裝的結構來(lái)模擬這種細胞表面。這些薄片被設計成在表面上以一種有圖案的方式呈現單糖，而這些糖反過(guò)來(lái)又被證明可以有選擇性地與幾種蛋白質(zhì)結合，包括一種與痢疾毒素相關(guān)的蛋白質(zhì)，這種毒素會(huì )引起痢疾。
“現在我們可以模仿在生物學(xué)中普遍存在的納米尺度特征。”研究人員對這種設計思路給出了形象的比喻。“這不僅僅是一把鎖和鑰匙——它就像尼龍搭扣一樣，有一堆小圈圈，把目標蛋白聚集在一起，”領(lǐng)導這項研究的科學(xué)家Ronald Zuckermann表示。
他指出，許多病原體，從流感病毒到霍亂細菌，都在細胞表面與糖結合。因此，選擇合適的糖與肽基納米薄片結合，并設定正確的分布，就可以決定哪些病原體會(huì )被吸引到它們身上。
“我們現在所進(jìn)行的化學(xué)是非常模塊化的，”Zuckermann補充說(shuō)，“我們可以‘點(diǎn)選’任何糖類(lèi)，然后將它們遞呈到一種設計好的平面上。我們可以控制它們彼此間距多遠。我們幾乎可以對所有的糖這樣做。”
研究人員在測試這種納米片的有效性時(shí)采用了熒光染料作為標志物。
他們在類(lèi)肽納米片上綁定了熒光染料，在目標蛋白上綁定了另一種熒光染料。當納米片與目標蛋白發(fā)生有效結合后，就能夠觀(guān)察到熒光的變化。通過(guò)這種變化可以指示出納米片是否能夠實(shí)現研究人員預想的功能。這種顏色變化的強度也可以指導研究人員改進(jìn)它們。
與天然生物分子相比，類(lèi)肽的平臺也更加堅固和穩定，因此它可能被部署到軍事人員和應急反應人員的生物制劑測試領(lǐng)域，而類(lèi)肽是廉價(jià)且易于合成的聚合物。
由于這種結構具有結合病原體的功能，因而具有為使用者提供防護的潛力。Zuckermann表示，如果納米片想要用來(lái)保護使用者免于暴露在某種病原體中，那么我們就可以利用含有可以結合這種病原體的納米片制成鼻腔噴霧劑。
參考資料：
[1] Scientists Develop Sugar-CoatedNanosheets to Selectively Target Pathogens
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