中國海洋大學在納米材料“蛋白冠”的原位表征研究領域取得系列進展
http://m.gerecailiao.cn  2024年10月5日  來源:華禹教育網(wǎng)

  近日,中國海洋大學醫(yī)藥學院、海洋藥物教育部重點實驗室姜帥課題組在蛋白冠的原位表征研究領域取得重要進展,分別在領域內(nèi)國際頂級期刊Nano Letters和Chemical Society Reviews發(fā)表題為“In situ measurement of nanoparticle-blood protein adsorption and its heterogeneity with single-nanoparticle resolution via dual fluorescence quantification”(單納米粒子雙熒光定量法原位測定納米顆粒-血液蛋白吸附及其非均質(zhì)性)和“In situ characterization techniques of protein corona around nanomaterials”(納米材料周圍蛋白冠的原位表征技術(shù))的系列研究成果。
  
  根據(jù)蛋白冠與材料表面親和力的不同,主要分為軟冠(外層,松散結(jié)合)和硬冠(內(nèi)層,緊密結(jié)合)兩種類型,其中軟冠直接與生物環(huán)境接觸,決定納米材料體內(nèi)命運。由于軟冠與材料表面結(jié)合較弱且與游離蛋白存在動態(tài)交換,對其進行準確捕捉和表征存在較大挑戰(zhàn)。姜帥課題組基于納米流式檢測技術(shù),開發(fā)了一種可在單顆粒水平上原位定量檢測納米−蛋白吸附的分析方法,成功定量檢測了人血清白蛋白和轉(zhuǎn)鐵蛋白在聚苯乙烯納米顆粒表面的吸附情況,并揭示了不同顆粒之間蛋白吸附的異質(zhì)性。該項技術(shù)實現(xiàn)了對血清環(huán)境中納米顆粒聚集狀態(tài)和蛋白質(zhì)吸附動力學的原位定量監(jiān)測,未來有望應用于體內(nèi)實驗前的納米藥物穩(wěn)定性和療效的預評估過程(圖1)。


  圖1.(a)納米顆粒表面蛋白冠的形成及生物學效應影響的示意圖,(b)利用納米流式檢測技術(shù)在單顆粒水平上原位檢測納米顆粒-血液蛋白相互作用
  
  研究人員進一步對蛋白冠分離技術(shù)和原位表征方法的研究進展進行了系統(tǒng)綜述。圍繞離心法、磁性分離法和色譜法等不同分離機制,首先對現(xiàn)有蛋白冠分離技術(shù)進行了系統(tǒng)分類。針對蛋白冠的原位表征方法進行了詳細梳理與討論,包括納米顆粒尺寸變化、納米-蛋白冠復合物的形貌表征、納米-蛋白相互作用的動力學以及蛋白質(zhì)構(gòu)象變化等方面(圖2)。該文章全面總結(jié)并系統(tǒng)分析了蛋白冠原位表征技術(shù)的優(yōu)缺點及適用領域,強調(diào)了蛋白冠原位表征的重要挑戰(zhàn),并探討了其對納米藥物開發(fā)和臨床轉(zhuǎn)化的重要意義。


  圖2.用于分析納米顆粒-血液蛋白相互作用的原位表征技術(shù)
  
  中國海洋大學為上述兩篇文章的第一完成單位,姜帥教授和德國馬普高分子所Katharina Landfester教授為兩篇論文的共同通訊作者,中國海洋大學博士研究生牛圓圓和付芳琴分別為兩篇論文的第一作者,相關工作得到了國家自然科學基金、山東省自然科學基金等項目的支持。


          姜帥課題組合影(二排中間為姜帥老師)
  
  文章鏈接:
  
  https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c01469
  
  https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/cs/d4cs00507d
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