金納米材料由于其高原子序數(shù)和獨特的光物理特性,在生物傳感、計算機斷層掃描成像(CT)及腫瘤治療等納米醫(yī)學研究領域具有廣泛的應用。小尺寸金納米顆粒通過自助裝法形成的金納米團簇能夠進一步增強金納米材料的光物理性能,在腫瘤的診療研究領域具有潛在的應用價值。通常,金納米自組裝體的制備通過使用末端帶巰基的兩親性高分子聚合物來實現(xiàn),首先通過形成作用力強的巰基-金化學鍵獲得穩(wěn)定的聚合物-金納米復合物,然后在特定溶劑中自組裝成金納米團簇。最近,不含巰基的高分子聚合物也被報道合成并用于高效制備金納米自組裝體,如聚酰胺-胺樹狀高分子。然而,聚酰胺-胺樹狀高分子,特別是高代數(shù)分子具有強的生物毒性,不利用其生物應用。此外,基于聚酰胺-胺樹狀高分子的自組裝法同時使用有毒的還原劑,以及存在合成方法復雜等不足,限制了基于此法制備的金納米團簇在生物醫(yī)學上的廣泛使用。
針對上述問題,暨南大學薛巍教授團隊以聚賴氨酸高分子聚合物為基礎,利用點擊反應制備獲得一種新型的殼聚糖-接枝-聚(L-賴氨酸)樹枝狀大分子(CPL)。然后,利用CPL為穩(wěn)定劑、還原劑和模板劑,一步合成金納米自組裝體 (Au@CPL-RGD,圖1)。該制備方法以低分子量殼聚糖和3代聚(L-賴氨酸)樹枝狀大分子為原料,極大提升了金納米團簇的生物相容性和生物可降解性;同時,制備過程避免了其它還原劑及穩(wěn)定、修飾劑的使用,制備方法綠色、簡便、高效。
圖1. 一步法合成基于殼聚糖-接枝-聚(L-賴氨酸)樹枝狀大分子的金納米團簇示意圖。
由于金元素高原子序數(shù)特點,以及金納米團簇結構中高電子密度特性,金納米團簇顯示出比臨床用造影劑碘海醇(Omnipaque)及小尺寸金納米材料(Au NPs)更強的X-射線衰減特性,在體內(nèi)外腫瘤CT成像診斷中顯示出優(yōu)良的造影成像效果(圖2)。同時,由于CPL分子的高正電性和樹形結構特點,在靶向多肽RGD的作用下,該金納米團簇能夠精準、高效遞送基因質粒pMMP-9至腫瘤區(qū)域,顯著抑制腫瘤的生長,達到高效治療腫瘤的目的(圖2)。該工作為制備安全、高效的腫瘤診療納米材料提供新思路、新方法。
圖2. A,金納米團簇的CT成像造影效果圖;B,金納米團簇、臨床用造影劑碘海醇(Omnipaque)及小尺寸金納米材料(Au NPs)的X-射線衰減特性對比圖;C和D,不同N/P比條件下,金納米團簇對pMMP-9的遞送效果圖,金標準PEI-25k作為對照。E,金納米團簇在體內(nèi)CT成像及腫瘤抑制機制圖。
相關成果近期于《Chemistry of Materials》在線發(fā)表,論文的第一作者為暨南大學生物醫(yī)學工程研究生所(系)教師俞思明博士和碩士研究生文榮同學,通訊作者為該所薛巍教授和馬棟教授。上述研究工作同時得到國家自然科學基金(31870943、51573071)、廣東省自然科學基(2018A030313462、2017A030310297)以及廣東省“珠江人才計劃”-青年拔尖人才項目(2017GC010330)的資助。
論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemmater.9b00507
團隊負責人簡介:
薛巍 (教授、博士生導師),暨南大學生物醫(yī)學工程研究所(系)所長(主任),暨南大學生物醫(yī)學工程學科帶頭人,具有16年英國留學工作經(jīng)歷,現(xiàn)為國務院生物醫(yī)學工程學科評議組成員、教育部教指委成員、廣東省生物醫(yī)學工程學會生物材料專業(yè)委員會主任委員、中國生物材料學會常務委員。主要從事藥物載體的開發(fā)及生物應用相關研究,近年來在Advanced Functional Materials,Chemistry of Materials,Small,Biomaterials等生物材料關鍵期刊發(fā)表1區(qū)論文愈40篇。主持多項國家自然科學基金,“973”子課題及廣東省自然科學基金等項目。曾獲得過市科技一等獎,中科院廣州分院科技成果二等獎等獎項。指導學生獲得“廣東省優(yōu)秀博士論文”、“廣東省優(yōu)秀碩士論文”、“廣東省優(yōu)秀研究生”等榮譽。
因學科發(fā)展需要,薛巍教授團隊擬招聘具有相關研究背景的博士后4名,待遇按暨南大學博士后待遇執(zhí)行(待遇優(yōu)厚)。有意入站者請與薛巍老師取得聯(lián)系。
聯(lián)系方式:
https://bme.jnu.edu.cn/pic/show-209.html
Email: weixue_jnu@aliyun.com
聯(lián)系電話:020-85228829
- 四川大學高會樂教授和成果教授 Small:一種鼻腔給藥的腦靶向納米遞藥系統(tǒng)用于阿爾茨海默病的聯(lián)合治療 2022-07-06
- 浙江海洋大學歐陽小琨教授課題組《Carbohyd. Polym.》:用于快速止血和促進傷口愈合的納晶纖維素/海藻酸鈣多孔微球 2022-06-26
- 天津大學趙燕軍教授團隊 AFM: 用于鐵死亡增敏的機械力應答聚合物 2022-04-29
- 南華大學劉陽團隊 IJBM:一種單寧酸交聯(lián)的基于苯硼酸改性羧甲基殼聚糖的多功能水凝膠 2025-02-23
- 廣西大學林寶鳳教授團隊 IJBM: 銅氨纖維的新應用 - 原位合成 HKUST-1構建殼聚糖季銨鹽活性包裝膜 2025-02-20
- 蘇州大學馮良珠/劉莊教授 Adv. Mater.:構建具有DNA捕獲功能的特洛伊木馬樣錳-殼聚糖微粒用于增效放射免疫聯(lián)合治療研究 2025-02-19
- 華東理工張大朋教授/李永生教授團隊 Angew:器官靶向mRNA遞送單組分Janus樹枝狀大分子載體 2025-04-11