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投注网在纳米材料生物医学应用研究领域取得新进展

核心提示: 近日,投注网理学院陈浩教授带领的“先进材料与绿色催化”课题组与国家纳米科学中心王浩研究员课题组合作,共同开发了一种加速多肽药物在体内组装体的形成的光热促进形貌转变新方法,并利用光声成像技术实现了对该过程的监测。相关研究成果以“Photothermal-Promoted Morphology Transformation in Vivo Monitored by Photoacoustic Imaging”为题发表在国际期刊“Nano Letters”上。

南湖新闻网讯(通讯员 张雪豪)近日,投注网理学院陈浩教授带领的“先进材料与绿色催化”课题组与国家纳米科学中心王浩研究员课题组合作,共同开发了一种加速多肽药物在体内组装体的形成的光热促进形貌转变新方法,并利用光声成像技术实现了对该过程的监测。相关研究成果以“Photothermal-Promoted Morphology Transformation in Vivo Monitored by Photoacoustic Imaging”为题发表在国际期刊“Nano Letters”上。

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多肽基纳米材料作为一种多功能平台,在生物医学领域极受关注。多肽组装形成的纳米纤维具有独特的尺寸效应和多价结合能力,可以增强药物分子的生物学功能。为了提高给药效果和治疗效果,体内自组装作为一种新兴的体内构建纳米材料的策略,已被证明是一种有前途的疾病诊断和治疗的生物技术。通过在肿瘤或感染部位原位构建组装多肽纳米纤维,产生的聚集诱导滞留效应(AIR)可以更长效的发挥药物分子的作用,在癌症治疗、细菌感染治疗、肿瘤医学成像等领域均有着光明的前景。

体内组装速率的控制对调控纳米材料的生物学效应至关重要。但是,肽组装物的聚集过程较慢,纳米纤维结构的自发形成需要较长的时间。受温度对淀粉样蛋白纤维生成影响的启发,课题研究人员设计了一种新的光热促进的形貌转变策略(Photothermal-Promoted Morphology, PMT)来加速在体组装体的形成。通过在多肽序列中原位引入温度控制单元紫红素-18,成功完成了在体纳米纤维生成速率的调节。

研究还利用新型的光声成像技术对纳米纤维的形成过程进行了监测。紫红素-18在近红外光照射下产生光热效应,引起温度升高。纤维的初级成核过程伴随着焓和熵的增加,升高温度会降低反应的吉布斯自由能。在成核过程中,温度的升高会大大加快纳米纤维的初级成核速率。

因此,PMT策略能有效的提升活体内多肽药物的化学组装速率,这有助于药物分子在肿瘤部位的积累。这一策略不仅为纳米医学的发展提供了一个全新的视角,也将进一步促进疾病可视化研究。

论文第一作者为投注网博士生张雪豪和国家纳米科学中心博士后程冬炳,投注网理学院陈浩教授、杨子欣副研究员与国家纳米科学中心王浩研究员、乔增莹研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中央高校基础研究基金的资助。

论文连接: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.9b04752 

审核人:陈 浩

责任编辑:匡敏
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