頂刊動態丨Nature Materials/Science/Advanced Materials等期刊生物材料學術進展匯總（4.22-4.30）
1、Nature Nanotechnology：辨別不同長度的低聚核苷酸
蛋白質形成的納米孔可以很方便的辨別單個低聚核苷酸，但是這種方法的辨別能力要受到蛋白質本身性質的影響，而且這種納米孔使用前要先進行化學改性。
最近華東理工大學的科學家們發現一種野生型氣單胞菌溶素形成的納米孔不用經化學改性就能很好的辨別不同長度的聚脫氧腺嘌呤（dAn，n=2，3，4, 5，10）。當不同長度的dAn穿過納米孔時，會產生大小不同的電流（差別在12-17%）。這種納米孔的敏感特性歸功于它們只有1nm的孔徑，并且孔壁內帶有電荷。科學家們還用這種方法在dAn混合液中分辨出不同的dAn，并且還實時探測到了dA5的分裂。
文獻鏈接：Discrimination of oligonucleotides of different lengths with a wild-type aerolysin nanopore
2、Angewandte：探測酶活性
最近幾年，質譜儀被證明是一種分析酶活性的強有力工具，但是它的試樣制備很復雜，并且它不能同時分析幾種酶的活性，因此限制了它的應用。
最近南京大學的科學家們利用一種兩親磷脂作為標記配體制備了陣列型的可以檢測半胱天冬酶活性的芯片，這種兩親磷脂有利于疏水性成分的組裝同時又具有很好的生物相容性。這個裝置可以同時檢測單個樣品中多種半胱天冬酶的活性，同時這種方法還可以用來實時監控化療時癌細胞中半胱天冬酶的活性。
文獻鏈接：MALDI-MS Patterning of Caspase Activities and Its Application in the Assessment of Drug Resistance
3、Nature Communications：蛋白質與C60的自組裝結晶
可編程的自組裝是從下到上制造新材料的一種重要方法，蛋白質的化學成分、分子形態多樣并且很容易與其它分子結合，因此是實現自組裝的理想骨架。
近日韓國成均館大學的科學家Kook-Han Kim等人將C60和酪氨酸在超聲波振蕩下混合，C60通過π-π鍵作用吸附在酪氨酸9號位置的芳香環上，靜置后C60與酪氨酸形成超結構。他們發現加入C60使酪氨酸的晶體結構從四聚體狀變成蜂窩狀，并且加入C60后酪氨酸晶體的電導率比純酪氨酸晶體提高了幾個數量級。他們實驗要用到的這種芳香環在自然界的蛋白質中很常見，因此這種方法有望實現多種蛋白質的自組裝。
文獻鏈接：Protein-directed self-assembly of a fullerene crystal
4、Angewandte：siRNA 聚合物載體的原位功能化
聚合物為藥物運輸提供了一副很好的骨架，最近聚合物合成方法的進步使得聚合物具有類似于病毒載體的功能，因此有望用來將干預RNA（siRNA）運輸到指定細胞內，但是如何直接評價這種載體的功能還是一大難題。
最近圣地亞哥大學的Juan M. Priegue等人合成了一種醛功能化的丙烯酰肼兩親性化合物，這種化合物可以原位（在水溶液中且不需要提純）顯像核苷酸在脂質膜內的運輸，因此可以很方便的評價和優化核苷酸運輸載體的功能。
文獻鏈接：In Situ Functionalized Polymers for siRNA Delivery
5、ACS Nano：流動誘導膠原蛋白結晶：一種對早期組織形成至關重要的機制
能夠形成纖維的膠原蛋白對生命體來說至關重要，它們是脊椎動物中血管、骨骼、軟骨、眼角膜和韌帶等主要承受載荷的蛋白質，目前還沒有有效的方法來治療這些部位受到的損傷。
最近，美國東北大學的Jeffrey A. Paten等人將膠原蛋白1溶解在溶劑中，然后讓溶劑揮發，得到富含膠原蛋白的表面，最后再用顯微針頭在一定的牽引速度下得到了纖維。這種方法使用的膠原蛋白濃度和牽引速度都可以在生命體中實現，并且他們得到的纖維高度取向。最后他們還證明如果纖維在牽引的過程中斷裂，只需把斷掉的一頭重新放入溶液中，就能繼續牽引纖維，只在纖維的斷口處留下一個標志，剩下的纖維跟原來的纖維一模一樣。
這個發現有利于理解組織中早期纖維的形成過程，有望于用在組織修復上。
文獻鏈接：Flow-Induced Crystallization of Collagen: A Potentially Critical Mechanism in Early Tissue Formation
6、ACS Nano：納米膠囊藥物殺死頑固癌細胞
癌干細胞（CSCs）存在于多種癌癥中，CSCs與癌癥的轉移、抗藥性的產生和癌癥的復發有很大的關系。傳統的化學療法對CSCs沒什么作用，為了治療癌癥，需要將CSCs抑制劑和細胞毒素藥物結合起來使用。
最近日本納米藥物研發中心的科學家將CSC抑制劑STS和細胞毒素藥物Epi制成混合微膠囊（STS/Epi/m）（直徑約50nm），膠囊的外層是對pH值敏感的聚合物，當膠囊到達酸性的環境時（癌細胞所在地），里面的藥物就會被釋放出來殺死癌細胞。科學家們發現這種膠囊的效果比分別用STS和Epi的效果要好，并且能殺死已經產生抗藥性的癌細胞。使用這種膠囊可以使藥物到達預定位置才釋放，因此效率高、對正常細胞的影響較小。
7、Advanced Materials：一種低耗能、柔性有源矩陣有機晶體管溫度傳感器
有機場效應管（OFETs）因為其延展性和柔韌性在可穿戴傳感器和柔性顯示屏方面有很大的應用前景，但目前大部分OFETs還處在實驗室研制階段。
最近香港大學的任曉辰等人制備了一種有源矩陣有機晶體管陣列溫度傳感器，它們的電阻溫度系數為0.044，使用溫度范圍為20-100℃，操作電壓只要4V，并且它們有很好的柔性和彎曲穩定性，有望應用于不規則表面的溫度探測和電子皮膚上。
文獻鏈接：A Low-Operating-Power and Flexible Active-Matrix Organic-Transistor Temperature-Sensor Array
8、Nature Materials：殺死多重耐藥細菌的光激量子點
多重耐藥細菌可以很快對抗生素產生抗藥性，加之缺乏新的抗生素，多重耐藥細菌感染已經成為嚴重的國際衛生問題。
最近美國州立科羅拉多大學的研究人員證明光激量子點能夠殺死一系列的多重耐藥細菌，它的殺傷力與量子點的材料無關，而是由光激載流子產生的氧化還原電勢決定，這個電勢能有選擇性的改變細菌的氧化還原狀態，而對哺乳動物的細胞沒有影響。光激量子點有望應用在光療法治療細菌感染上。
文獻鏈接：Photoexcited quantum dots for killing multidrug-resistant bacteria
9、Science：磷脂雙層膜內人工合成折疊體的光激構象轉換
用光來照射一些人工合成高分子可以使其構象發生變化，從而控制化學反應的發生或者停止。根據這個原理，將這些合成物注入生命體內，就有可能通過光照來控制里面的一些生物功能。
最近曼徹斯特大學的Matteo De Poli等人設計和合成了一種對光有響應的螺旋分子，并將這種分子注入磷脂雙層膜中。這些分子含有發色團，用不同的光照可以使發色團在不同構象中變換，從而引起整個分子的構象發生轉變，并且通過核磁共振證實了這種變換。這種技術有望實現對膜內化學反應的控制。
文獻鏈接：Conformational photoswitching of a synthetic peptide foldamer bound within a phospholipid bilayer
10、Advanced Materials：白蛋白載體：老技術的新應用
白蛋白是理想的藥物載體，因為它資源豐富、無毒、具有完全的生物相容性，以及能加載多種藥物。此外，不同尺寸的白蛋白基納米粒子（20-300nm）可以在溫和的條件下制備，這大大擴大了它的應用范圍。
除了加載藥物之外，白蛋白還可以加載各種功能粒子以實現不同的功能。當加載染料時，染料吸收近紅外光產生熱量可以殺死癌細胞；當加載一些光敏粒子時，光敏粒子在光的照射下可以產生單線性氧或含氧基團從而殺死癌細胞；當加載其它粒子時，可以實現透視顯像（實時觀察癌細胞的分布或轉移等）。白蛋白有望成為一個多功能的納米治療平臺。
文獻鏈接：Albumin Carriers for Cancer Theranostics: A Conventional Platform with New Promise
11、ACS Nano：組織中納米粒子分布的三維測繪
納米粒子可以運輸到指定類型的細胞中來實現某些功能，但是目前還不能獲得這些納米粒子在器官中的3維分布圖，因而不能知道器官中的哪些結構影響了納米粒子的運輸。
最近加拿大多倫多大學的Shrey Sindhwani等人將納米粒子注入組織中，這些粒子可以在組織中固定，然后用藥物將組織中對光起散射作用的物質清除（不清除納米粒子），最終獲得了組織中1mm深處納米粒子的分布圖。這種技術有助于理解組織的結構和影響納米粒子運輸的因素，為生命體內藥物的定向運輸打下了基礎。
文獻鏈接：Three-Dimensional Optical Mapping of Nanoparticle Distribution in Intact Tissues
12、ACS Nano：納米粒子定向運輸白細胞介素10，治療晚期動脈粥樣硬化發炎
聚合物因其獨特的物理化學性質、良好的生物相容性和生物降解性正被越來越多的用在藥物運輸上，當藥物到達指定部位后，聚合物還可以受控地釋放治療藥物來治療疾病。
最近哈佛醫學院的研究人員用可生物降解的聚酯將IL-10（白細胞介素，可治療動脈粥樣硬化發炎）包住制成納米膠囊然后注入小鼠體內。它們發現納米粒子可以被運輸到動脈粥樣硬化斑塊并且受控地釋放藥物，從而有效的抑制了發炎，這種技術有望用在治療人類的動脈粥樣硬化發炎。
本文由材料人生物材料學習小組CZM供稿，材料牛編輯整理。
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