陈春英课题组在纳米-生物界面相互作用研究取得系列新进展学术资讯

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纳米材料-生物界面相互作用研究是纳米材料安全性效应的研究基础，是纳米材料安全性设计以及纳米产业可持续发展的重要保障。由于纳米材料的独特理化性质，在生物组织工程材料、生物传感、药物载体、重大疾病诊疗等医学相关领域表现出强大临床应用前景，尤其对于肿瘤等高度异质性疾病的个体化诊断和治疗极具潜力。然而，高度异质性、非平衡的动态生理环境，使得纳米材料进入生物体系并未能如设计地完全靶向目标位点，将持续与生物体系内的分子、结构相互作用，引起表面理化特性改变，进一步影响其进入细胞的途径、在生物体内的行为及其最终的命运。因此，全面了解纳米生物相互作用的潜在机制对于安全有效的纳米药物的智能设计至关重要。

近期，国家纳米科学中心陈春英研究员团队综述了近年来纳米药物纳米-生物相互作用的研究进展，重点介绍了纳米药物-生物界面的驱动力和氧化还原反应，这已被公认为调控纳米药物功能和毒性的主要因素。首先，作者综述了不同纳米药物与不同生物界面（包括蛋白质、细胞膜和生物流体）的相互作用力，例如疏水、静电、氢键、分子识别、金属配位和立体选择性相互作用。纳米颗粒和生物分子的理化性质不同，导致结合后的蛋白质结构重组、功能障碍和生物活性丧失；相应的，工程纳米材料（ENMs）的表面性质、生物学功能、细胞内摄取途径和命运也受到影响。其次，在这些作用力下，利用与活性氧（ROS）、抗氧化剂、表面吸附分子和氧化还原酶关键活性基团的四种氧化还原相互作用，来调节细胞内氧化还原平衡并构建功能性纳米药物来实现抑菌和抗肿瘤的目的。最后，作者讨论了影响纳米-生物界面相互作用的重要因素，并提出了相应的界面相互作用调控策略来实现纳米材料的安全性设计。

该成果近日以“The Nano−Bio Interactions of Nanomedicines: Understanding the Biochemical Driving Forces and Redox Reactions”为题发表在知名杂志Acc. Chem. Res.上。并入选封面文章。

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