预测纳米颗粒在人体中的相互作用

北卡罗来纳州立大学的研究人员已经开发出一种方法来预测纳米粒子与包括人体在内的生物系统相互作用的方式。他们的工作可能对改善纳米材料处理中的人类和环境安全，以及药物递送应用产生影响。

NC国家研究人员吉姆博士河，Burroughs Wellcome尊敬的药理学教授和大学的主任化学毒理学研究与药代动力学中心，南希Monteiro-Riviere博士皮肤病学和毒理学研究教授博士Xin-Rui夏他是药理学研究助理教授，他想要创造一种纳米粒子的生物学特性的方法——一种筛选工具，可以让其他科学家看到不同的纳米粒子在人体内的反应。

里维埃说:“我们想找到一种良好的、与生物学相关的方法，来确定纳米材料如何与细胞反应。”“当纳米材料进入人体后，它会立即与各种蛋白质和氨基酸结合。粒子与之结合的分子将决定它的去向。”

这种结合过程也会影响粒子在体内的行为。根据Monteiro-Riviere的说法，覆盖纳米颗粒的氨基酸和蛋白质改变了其形状和表面性质，有可能增强或减少其毒性等特性，或者在医疗应用中，颗粒将药物输送到目标细胞的能力。

为了创造他们的筛选工具，该团队使用了一系列化学物质来探测各种纳米粒子的表面，使用的技术是Xia之前开发的。纳米颗粒的大小和表面特性决定了它将与之结合的材料种类。一旦知道了颗粒的大小和表面特征，研究人员就可以创建“指纹”来识别特定颗粒与生物分子相互作用的方式。这些指纹可以让他们预测纳米颗粒一旦进入人体后的行为。

研究结果出现在8月15日在线版自然纳米技术．

“该信息将允许我们预测特定纳米材料将最终在人体中最终的位置，以及是否将被某些细胞占用，”Riviere增加。“反过来，这将使我们更好地了解哪些纳米颗粒对药物递送有用，并且哪些可能对人类或环境有害。”

化学毒理学研究和药代动力学中心是其中的一部分NC州兽医学院．该研究由环境保护局和美国空军科研办公室资助。

皮克-

编辑注：纸张的摘要跟随

生物系统中纳米材料的表征指标
作者:夏新锐，Nancy A. Monteiro-Riviere和Jim E. Riviere，北卡罗莱纳州立大学
发表:2010年8月15日，自然纳米技术

文摘:在生理环境中，纳米颗粒选择性地吸收蛋白质，形成“纳米颗粒-蛋白质冠”，这一过程受纳米颗粒表面化学基团和蛋白质氨基酸残基之间的分子相互作用控制。在此，我们提出了一个生物表面吸附指数，通过量化一组小分子探针在纳米颗粒上的竞争性吸附来表征这些相互作用。纳米材料的吸附性能受库仑力、伦敦色散、氢键酸碱性、极化率和孤对电子的影响。测量了探针化合物的吸附系数，并用于创建一组表征每种分子相互作用的贡献和相对强度的纳米描述符。该方法成功地预测了各种小分子在碳纳米管上的吸附，并测量了其他12种纳米材料的纳米描述符。生物表面吸附指数纳米描述符可用于开发纳米材料的药代动力学和安全性评价模型。