科技日报记者 吴长锋
记者从中国科学技术大学了解到，该校合肥微尺度物质科学国家研究中心阳丽华课题组，研究揭示了纳米颗粒的弹性如何影响其体内血液循环寿命，以及如何通过调控其蛋白冠从而实现这种影响。相关研究成果日前发表在国际学术期刊《自然通讯》上。
纳米颗粒在疫苗、疾病诊疗等医学领域具有广阔应用前景。研究发现，纳米颗粒的弹性显著影响其细胞内吞效率与模式、血液循环寿命、和体内分布等生理命运。但是，颗粒弹性影响纳米颗粒生理命运的机制仍然未知。另一方面，纳米颗粒进入生命系统后，体液中的蛋白质会快速吸附到颗粒表面上并形成蛋白冠。决定纳米颗粒的体内生理身份的，正是其蛋白冠、而非其自身的尺寸、形状和表面化学等物化参数。为了合理利用蛋白冠、最终调控与改善纳米颗粒生理命运，需要理解纳米颗粒的弹性对其蛋白冠的影响。然而，此前还没有报告系统地研究过纳米颗粒弹性对蛋白冠的影响。
中国科大供图
针对上述问题，研究人员制备了一系列大小、形状、表面化学相似但弹性在45kPa–760MPa可调的核壳纳米球作为模式纳米颗粒，从而成功将纳米颗粒弹性对其生理命运的影响与纳米颗粒大小、形状、表面化学等其他物化参数对其生理命运的影响分割开来。研究发现，在实验小鼠模型中，纳米颗粒的弹性对其血液循环寿命的影响，并非文献中普遍认为的“越软的颗粒血液循环寿命越长”那种单调性关系，而是具有非单调性、根据纳米颗粒弹性不同可分为三个不同区域、且弹性位于中间第二区域（15-75kPa）的纳米颗粒具有最短血液循环寿命；纳米颗粒的弹性与其细胞内吞效率之间缺乏明确关联。
同时，纳米颗粒与小鼠血浆混合后形成的蛋白冠，其组成也随纳米颗粒的弹性改变而发生非单调性变化，显示纳米颗粒的弹性通过调控蛋白冠中载脂蛋白ApoA1的吸附从而影响纳米颗粒的血液循环寿命。
该项研究成果表明，纳米颗粒弹性未来可望作为一个易于调节的参数用于合理利用蛋白冠。