同濟師生研制出新型生物應用納米材料

　　同濟大學醫學院生物醫學工程與納米科學研究院王祎龍博士、時東陸教授與美國辛辛那提大學、密西根大學的同行緊密合作，研制出一種新型表面雙功能化的非對稱納米復合微球。這種新穎的結構為表面選擇性偶合生物分子提供了一個獨特的方法，為多功能納米材料載體的構建提供了全新的思路。該項研究成果近期在《Advanced Materials》上發表。

　　這種新型納米結構的優勢在于，更方便、高效地將多種功能整合于同一個納米載體中，使之能同時實現靶向、示蹤、磁熱療、載藥和可控釋藥。傳統納米顆粒的一個不足之處在于，他們大多具有對稱結構，只具備單一表面可用于改性。當多種組分同時要被修飾到表面時，組分之間的互相干擾會使得多功能的實現十分困難。

　　國際上，Janus復合結構的納米材料的制備技術正經歷快速發展期，該課題組在相關領域也取得了不錯的進展，提出了若干國際領先的材料組裝思路(Chemical Communications, 2011, 47 (37), 10350;Langmuir, 2011, 27, 7207.)，實現了單純的材料設計、制備到其生物應用的跨越。通過多學科的交叉合作，我們設計了一個具有細胞靶向和藥物控釋功能的載體，作為靶向基團的葉酸被聯接于聚苯乙烯表面，化療藥物阿霉素則通過對pH敏感的腙鍵偶聯在二氧化硅表面。負載藥物的復合微球通過葉酸受體介導內吞進入核內體。核內體的微酸環境(pH4.5-6.5)使腙鍵水解斷裂，藥物得以釋放并進入細胞核。這種非對稱復合微球可以將抗癌藥物輸送至癌細胞內部并且可控地釋放，以殺死癌細胞，從而達到局部治療的目的。在此過程中對正常組織的毒副作用大大降低，效果遠優于全身化療。此外，該復合材料具有超順磁性，可應用于核磁共振成像以及磁熱療法。這只是一個開始，這種多功能材料還有望在環境水處理、細菌特異性富集等領域大顯身手，相關工作正在開展。