微流控制備的核-殼結(jié)構(gòu)的納米顆粒具有相同的化學(xué)組分、尺寸和表面性質(zhì)。但是不同的剛度顯著影響細(xì)胞內(nèi)吞顆粒。

納米顆粒由于其尺寸細(xì)微能夠直接進(jìn)入細(xì)胞而成為細(xì)胞內(nèi)藥物輸運載體的首選。同時，國際上對納米顆粒的細(xì)胞毒性的研究也方興未艾。迄今為止，較多的研究關(guān)注于改變顆粒表面的物化性質(zhì)從而提高顆粒的生物相容性。而對于納米顆粒與細(xì)胞交互作用中的力學(xué)因素，亟待系統(tǒng)研究。2011年以來，中國科學(xué)院力學(xué)研究所非線性力學(xué)國家重點實驗室微結(jié)構(gòu)計算課題組對細(xì)胞與一維納米材料（NatureNanotechnology，2011，6：714；NanoLetters，2014，14：1049）、二維納米材料（RSCAdvance，2013，3：15776）以及多納米顆粒協(xié)同的交互作用（JournaloftheMechanicsandPhysicsofSolids，2014，73：151）開展了系列研究，發(fā)現(xiàn)力學(xué)因素在其中起著顯著作用。

由于較高的輸運效率以及較低的副作用，磷脂分子包被的聚合物納米顆粒被認(rèn)為是理想的細(xì)胞內(nèi)藥物輸運載體用來制備抗癌藥物。同時，它又是合適的模型系統(tǒng)用來研究納米材料的生物效應(yīng)。至今為止較多的研究集中于顆�；瘜W(xué)組分、尺寸、表面物性和生物相容性對細(xì)胞內(nèi)吞納米聚合物顆粒以及抗癌功效的影響，而顆粒彈性性能影響其進(jìn)入細(xì)胞的實驗研究一直是空白。

通過與國家納米科學(xué)中心合作，研究人員利用微流控芯片制備了尺寸、形狀、表面物化性質(zhì)一致的納米顆粒。此類顆粒結(jié)構(gòu)以磷脂為殼，聚合物為核，中間則是水分子層。通過改變試劑的加入順序以及調(diào)控試劑流速，他們成功地制備出含水量不同的納米顆粒。實驗表明，含水量的不同直接影響了顆粒的剛度：含水越多的顆粒剛度越低。進(jìn)一步的細(xì)胞實驗表明，剛度較大的顆粒進(jìn)入細(xì)胞的效率顯著高于剛度較低的顆粒，同時攜帶藥物后剛度較大的顆粒有效地抑制了癌細(xì)胞的活性。通過理論分析以及分子模擬，他們給出了剛度調(diào)節(jié)納米顆粒進(jìn)入細(xì)胞的力學(xué)機制。此項研究表明納米顆粒的彈性性能對細(xì)胞的內(nèi)吞起著顯著影響，可以用來指導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)藥物輸運載體的設(shè)計。

此項工作于2014年12月22日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊AdvancedMaterials(Sunetal.TunableRigidityof(PolymericCore)-(LipidShell)NanoparticlesforRegulatedCellularUptake）。

該項研究獲得中科院、科技部以及國家自然科學(xué)基金委的經(jīng)費支持。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/391575.html

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