天大团队研发完全有机的光驱动纳米马达,在光控下可有效穿透多重生理屏障,将药物定向输送到#肿瘤# 深处

  • 麻省理工科技评论
  • 2022-06-27 03:13:20
【天大团队研发完全有机的光驱动纳米马达,在光控下可有效穿透多重生理屏障,将药物定向输送到肿瘤 深处】

在自然界,由蛋白等功能生物大分子组成的纳米尺寸的分子马达,可以将外部能量转变为机械能。生命体的很多功能行为,比如物质运输、肌肉收缩等,都可追溯到分子马达的推送作用。而最近几年,纳米技术的蓬勃发展为构建自推进人工纳米马达创造了便利条件。

在所有外界能量供应中,光能具有远距离无创穿透的特点,其可对人工纳米马达进行远程遥控以实现纳米药物在体内的定向运输。光吸收重金属,是常见的光热机理动力引擎,它可驱动纳米马达在溶液中热泳,因其运动机理与周围化学物质无关可广泛适用于多种复杂环境。

然而,不可降解的重金属纳米粒导致的生物安全性问题限制了其实际应用。基于此,天津大学 化工学院#高分子科学与工程系副教授闫熙博团队,在一项工作中利用具有光响应性能的偶氮苯基聚合物聚集体,作为光驱动有机高分子引擎,通过纳米沉淀技术将其和多种功能高分子进行纳米尺寸可控组装,制备出具有不对称形貌的有机高分子纳米马达,它具有生物相容性特点。

一方面,有机高分子引擎可通过光热转换为纳米马达的热泳提供动力;同时,光异构化内部质量迁移引起的形变可进一步促进马达推进,从而通过偶氮苯基聚合物引擎将光能转变为机械能,驱动纳米马达在溶液中定向运动。

从应用上,这款完全有机的光驱动纳米马达,在紫外光遥控下有效穿透多重生理屏障,将抗癌药物定向输送到肿瘤组织内部,最终显著提高其抗癌活性。与常规纳米马达中高分子只作为光热重金属引擎的支撑结构不同的是,该纳米马达实现了和天然分子马达一样的能力——可通过功能高分子本身实现能量转换以驱动其运动,这为设计和构建多功能纳米马达提供了新思路。

近日,相关论文以《用于光驱动货物运输的偶氮苯聚合物引擎驱动的有机纳米马达》(Azobenzene-bearing polymer engine powered organic nanomotors for light-driven cargo transport)为题,发表在 Chemical Engineering Journal 上。

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