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可用于诊疗肿瘤,蛋白仿生合成纳米颗粒是何方神圣?

  恶性肿瘤严重威胁人类的健康,其发病率和死亡率均呈逐年上升趋势。发展新型、安全、有效的肿瘤诊疗策略对提高肿瘤治疗效果、改善肿瘤病人生存质量具有重要意义。纳米技术涉及物理学、化学、工学、生物学和医学,是一项新兴技术,在医学领域有许多应用。随着纳米技术的飞速发展,纳米材料已经成功应用到临床疾病的诊断和治疗中,在肿瘤放疗方面,可通过主动靶向和被动靶向作用,选择性地将治疗用核素传递到肿瘤内部,此外,纳米粒子还能够起到放疗增敏的作用。


蛋白仿生法合成纳米颗粒


纳米材料的制备技术有物理法和化学法,其中物理方法包括了真空冷凝法、物理粉碎法、机械球磨法,而化学方法包括气相沉积法、共沉淀法、水热合成法、溶胶-凝胶法、微乳液和高温热分解法等。这些技术虽然可以制备高质量的纳米颗粒,但是这些制备方法耗能、制备过程繁琐、对反应条件要求较为苛刻,且对环境的友好性有待考量,一定程度上限制了纳米材料的转化医学应用。


基于蛋白纳米反应器的仿生合成法是近年来快速发展的一种新型无机纳米粒合成方法,其原理是模拟蛋白质内部空腔中的生物矿化作用,通过蛋白质分子中氨基酸残基于金属离子相互作用(如静电吸附、配位等)形成核中心,在还原反应、无机沉淀反应等作用下,诱导无机纳米晶在其内腔中成核、生长,形成包载无机纳米晶的蛋白纳米粒。该方法具有粒径可控、反应条件温和、制备工艺简单等特点,可有效提升蛋白纳米粒在肿瘤部位的蓄积量,提高肿瘤成像与治疗效果,实现肿瘤精确诊断与高效治疗,显示出良好的生物医用前景。


蛋白仿生合成纳米颗粒在诊疗肿瘤中的应用


蛋白仿生合成技术作为一种绿色合成策略可以制备出各种纳米颗粒,包括金属纳米簇、量子点、金属硫化物、钆纳米颗粒等,依靠这些颗粒的自身功能与随后的修饰等,在肿瘤诊疗方面的应用十分广泛。例如蛋白合成的金纳米簇具有超小的尺寸、优异的荧光性能和生物相容性好等优势,经修饰后可用于宫颈癌肿瘤模型的荧光成像,用BSA合成的含钆的纳米颗粒可以作为一种优异的血管造影对比剂用于相关疾病的诊断。另外,实验证明,利用BSA为模板合成的Bi2S3纳米颗粒由于具有超小尺寸和良好的胶体稳定性,其在体内具有长的循环时间和显著的肿瘤靶向效果。


2020年7月23日-24日,中国粉体网将在杭州举办“2020第二届全国医药粉体制备及物性表征技术高峰论坛”,届时来自同济大学医学院的张兵波研究员将带来题为《医学检测用生物颗粒创制》的报告,聚焦纳米生物颗粒在肿瘤诊断、医学影像和干预方面的特异性、敏感性和医用性等科学技术问题,并详细介绍如何利用材料、化学和工程等手段,构建蛋白仿生型诊疗生物颗粒探针。


专家简介


同济大学张兵波研究员:博士生导师,分子诊断与分子影像课题组组长,国家自然科学基金优秀青年基金项目获得者(2019)。2004年本科毕业于苏州大学,2009年博士毕业于天津大学,美国伊利诺伊大学香槟分校访问学者(2017.12~2019.1)。现任中国颗粒学会青年理事,中国生物材料学会影像材料与技术分会委员,中国医药生物技术协会造影技术分会委员等。主要从事医学影像分子探针的设计、制备及体外检测和活体成像分析研究。在Advanced Materials,Nano letters,ACS Nano等专业学术期刊共发表论文60余篇,其中多项工作被遴选为封面、封底、副封面或入选ESI高被引数据库;出版英文专著一部(World Scientific,2016主编)。获华夏医学科技奖三等奖(3/8,2017)等。


参考资料:

杨维涛.蛋白仿生合成多功能纳米探针用于肿瘤诊疗研究

杨涛.蛋白纳米粒的仿生合成及其在肿瘤诊断与治疗中的应用


(中国粉体网编辑整理/初末)

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(来源:中国粉体网)

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