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我校生科院作为唯一研究单位独立完成的通讯论文

在美国《ACS Applied Materials & Interfaces》杂志上发表


添加时间:2014-11-13 12:47:27 来源:生命科学学院 通讯员:张萍

    近日,我校生命科学学院完成的通讯论文“Discrete Nanoparticle-BSA Conjugates Manipulated by Hydrophobic Interaction”(“利用疏水作用操纵离散型纳米颗粒-牛血清蛋白偶联物”)在《ACS Applied Materials & Interfaces》(《美国化学学会应用材料与界面》)杂志上发表。该论文完全是由我校作为唯一研究单位独立完成,博士研究生钟睿博为第一作者,张峰教授为通讯作者,同时署名的还有学校生物医药工程创新团队成员赵国芬教授、刘竟然讲师。
    雅努斯(拉丁语:Janus)是古罗马宗教中的双面神,象征着开始和转换。该论文就是利用蛋白质与纳米颗粒生成了双面性的Janus-纳米颗粒。这种双面性的Janus-纳米颗粒可以作为最小的组装单元,在纳米空间内制备更复杂的纳米结构,可应用于生物医学标记、成像、传感及药物传送等方面。

    该论文详细指出,Janus-纳米颗粒指的是将本来表面化学性质均一的纳米颗粒拆分为两个不同表面。想象一下,如果把这两个表面修饰上不同的化学链接基团,这些Janus纳米颗粒就可以被当作LEGO积木来按照人为的意愿进行纳米尺度上的艺术建筑。蛋白质作为三大生物分子之一,其独特的结构与功能的可编程性,让我们想到是用来制备新型Janus纳米颗粒的最佳选择。本研究论文报告了通过人为操纵纳米金颗粒和牛血清蛋白(BSA)间的特殊作用机制,可以实现大规模制备单个纳米颗粒上精确链接1个或2个BSA分子的Janus纳米颗粒的纳米技术,相对于传统的生化计量法的连续性,我们称之为具有量子特征的离散性(Discrete)。
    对比以往制备这类复合物的繁复方法,这是一篇首次仅仅利用物理吸附法即可获得Janus纳米颗粒的报道。与化学交联法相比,物理吸附不仅在结合常数上具有令人惊讶的表现,而且还很容易被SDS等表面活性剂所解离,这些独特优势可能对于将来的可逆自组装应用,如4D打印机具有非常重要的意义。本研究论文也不仅提出了一个全新的、便捷地、仅靠疏水作用介导的高亲和力Janus纳米颗粒的制备技术,同时通过荧光淬灭的分析方法也详细分析、表征了这种强烈的相互作用,进一步丰富了当前纳米颗粒与蛋白间相互作用的理论机制。从高选择性/特异性的角度来看,这种强烈的相互作用在某种程度上与“catching bond”、抗体-抗原、配体-受体、适配体-及其底物等的结合常数可以媲美。利用这种特异性还有可能指导设计用于纳米加工的新型多肽或融合蛋白,进而服务于纳米制造及新型纳米传感器的应用。由于两亲性聚合物不依赖于纳米颗粒的材料,所以这种简易的物理吸附可以应用于两亲性聚合物包裹的各种性质的纳米颗粒,结合自组装可望从第3维度扩展当前的元素周期表,对于功能性人造分子具有不可估量的研究意义。
    据了解,《ACS Applied Materials & Interfaces》是美国化学学会(ACS)出版集团旗下的一个网络出版物,为那些关注如何开发和利用新材料及界面效应的化学家、物理学家、生物学家和工程师提供了交流平台。期刊为学术界和产业界的研究人员出版各种文章,并致力于推进应用材料的研究。其收录的文章涵盖了物理、化学、生物、材料等多方向研究,属于多学科交叉的综合性杂志,目前影响因子为5.9。
    论文链接:
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/am506497s

[责任编辑:彭静]


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