工程纳米材料(ENMs)是具有与其大块材料不同的有趣的物理和化学特性的材料,因其在靶向药物递送和精准农业等领域的潜在应用成为了研究热点。ENMs可以通过特定的表面化学来实现成功的药物靶向和药物递送,同时还可以用于精准递送基于纳米的农药,以减少污染和温室气体排放。然而,ENMs在实际应用中存在着生物转化的问题尊龙凯时人生就是搏平台,包括吸附一层生物分子形成生物冠。这种生物冠不仅影响ENMs的命运和性能,还增加了对其生物学和环境身份的复杂性,给研究带来了很大的挑战。
有鉴于此,英国伯明翰大学Zhiling Guo, 国家杰出青年科学基金获得者,中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室副主任陈春英教授、 中国科学技术大学环境科学与工程系Iseult Lynch团队在“Nature Protocols”期刊上发表了题为“Analysis of nanomaterial biocoronas in biological and environmental surroundings”的最新论文。科学家们提出了一种详细的工作流程,通过质谱、先进结构技术(例如透射电子冷冻显微镜和同步辐射X射线吸收近边结构)以及分子动力学模拟来模型化ENM-生物冠相互作用,以分离和生物物理表征生物分子冠(生物冠)成分(蛋白质和代谢物)。这一设计的管道规范了不同实验室数据的获取尊龙凯时人生就是搏平台,提高了其可重复性,并有助于预测较少表征的ENM获得的生物冠。
科学亮点】1. 实验首次系统地提出并描述了生物分子涂层(生物冠)的制备和表征流程,涵盖了包括蛋白质和代谢物在内的生物分子。通过该流程尊龙凯时人生就是搏平台,获得了不同工程纳米材料(ENMs)上的生物冠的详细组成和结构信息。
2. 实验通过采用质谱、透射电子冷冻显微镜、同步辐射X射线吸收近边结构等先进技术,以及分子动力学模拟,成功地对ENMs与生物冠之间的相互作用进行了建模和预测。
3. 结果显示,该方法规范了数据获取过程,提高了不同实验室之间数据的可重复性,并有助于预测较少表征的ENMs所获得的生物冠组成。这一流程的应用为理解ENMs在生物医学和农业中的应用提供了机制性见解,并推动了ENMs对环境影响的深入了解。
科学结论】本文的研究为工程纳米材料(ENMs)在生物医学和环境科学中的应用提供了重要的科学作用。首先,通过系统化的生物冠(biocorona)制备和表征方法,研究揭示了ENMs在生物体内或环境中与生物分子的相互作用,这些生物分子层对ENMs的生物学行为和环境命运具有关键影响。特别是,通过质谱、透射电子冷冻显微镜和同步辐射X射线吸收近边结构等技术,研究人员能够深入了解ENMs的表面生物冠的组成和结构,这为ENMs的精准设计和功能优化奠定了基础。
其次,本文提出的标准化数据获取和分析流程,不仅提高了实验结果的可重复性和可比性,还增强了不同实验室之间数据的统一性。这种标准化的管道能够帮助研究人员更好地预测和控制ENMs的生物冠特性,进而提升其在药物递送、农业化学品精准投放等实际应用中的效果。此外,通过分子动力学模拟,研究还探索了ENMs与生物分子相互作用的动态过程,为理解和预测生物冠的形成和演变提供了新的视角。即有台阶基圆导程角机械制动器尊龙凯时人生就是搏平台极压润滑剂挤压效应机械阻抗基圆螺旋角极压润滑
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