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细胞功能的研究可以为我们揭开生物分子系统的一角，它可以让研究人员更好地理解生命的力学以及维持它的关键过程。蛋白质梯度在引导生物系统中的细胞行为的过程中起着至关重要的作用；被称为成形素的蛋白质梯度管理着组织的发展，它能确保在组织结构中出现的各种专门细胞能在合适的位置各就其位。 在实验室环境中，我们普遍使用微射流系统来模仿细胞过程；但是直至今日，这种最普遍采用的材料仍然无法完全复制细胞的小环境。洛桑理工学院Matthias Lutolf教授团队的新作品旨在改变这种状况：小组研发出了水凝胶表面，它既可以固定被研究的蛋白质梯度，还可以模拟细胞环境。标准的平版印刷术技法被用来制造这种水凝胶系统，通过简单的生物结合策略就可以对它做出适当的调整，使之与众多的蛋白质共同工作。 S. Cosson et al., Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3411 ; DOI: 10.1002/adfm.200900968 一组美国和中国科学家运用自上而下的组装方法研制出了纳米颗粒上层结构，它具有诊断和治疗（换而言之热疗）癌症的潜力。这种上层结构含有一个磁性中心，四周由具有附加功能的外电子层包围。中央的核心则是由一个硅微球体和众多含铁的纳米粒子组成。氨基作用于磁性核心的外表面，从而形成了硅球体围绕金纳米粒子，即类似于日冕外形的构造。最后，增加的外聚合物层增加了粒子在活体内的生命周期。最终产物具有磁性电浆子的特性，可以运用于各种技法中，例如：磁共振成象和光动力疗法。另外据报道称：这种粒子可能会派生出一种新的抗癌药物，其疗效比细胞内的纯药物更显著。 W. Chen et al., Macromol. Rapid Commun. ; DOI: 10.1002/marc.200900793 材料科学领域的一大重要挑战就是要改进药物输送的时间控制装置。为了解决这个难题，William L. Murphy等人研制并描述了一种基于水凝胶的动态材料，它可以对触发分子做出反应从而释放出胶囊药物。具体而言就是：他们利用机能蛋白–钙调蛋白形成了水凝胶，这在水凝胶的聚合体网络中形成了一个整体单位。 钙调蛋白受触发分子的引导形成了一种构象变化，它是蛋白质原子的空间性重新排列。最为重要的是，钙调蛋白的纳米级构象变化使水凝胶的体积减小，并在事先预定好的时间内诱导了药物的释放。同时，水凝胶会形成临床相关的微球体，微球体经注射器注入以后仍然可以保持其几何形态，并且不会破坏模型药物的分子结构–血管内皮生长因子。 有成百上千种蛋白质都能够较好地完成这种有特色的构象变化。因此，我们可以利用这种方法来控制药物输送的定时问题，从而解决各种各样的触发分子问题。 W. J. King et al., Macromol. Biosci. ; DOI: 10.1002/mabi.200900382 核酸的序列定向杂交为纳米结构材料自上而下的组装提供了精确的控制。但是DNA 和RNA 不是坚固耐用的材料，在酵素出现的情况下它还会降解。墨尔本大学的研究人员在弗兰克·卡鲁索教授的带领下通报了一项全新的方法—使用坚固耐用的合成DNA类似物制备多层薄膜。他们采用肽核酸（PNA）形成薄膜，这种薄膜可以通过蛋白酶和核酸酶抵抗降解，同时保持序列定向组装的优势。核心溶解之后，胶状的薄膜仍然保持独立性和稳定性，形成了中空的PNA微囊剂。这种薄膜和胶囊也许可以用于组织工程和药物输送领域。 A. L. Becker et al., Macromol. Biosci. ; DOI: 10.1002/mabi.200900347 |
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三月 9, 2010 | 标签:
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