即插即用纳米粒子可以更轻松地应对各种生物目标

加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发了模块化纳米颗粒，可以针对肿瘤、病毒或毒素等生物实体进行定制。

纳米颗粒的表面被设计为容纳生物分子，从而可以定制纳米颗粒以用于从靶向药物输送到中和生物制剂的应用。

科学家表示，这项技术的优点在于它的简单性和效率。研究人员可以使用模块化纳米粒子基础来附着针对所需生物实体的蛋白质，而不是为每个特定应用制作新的纳米粒子。

过去，为不同的生物靶标制造纳米颗粒每次从开始到结束都需要经历不同的合成过程。但通过这项新技术，可以修改相同的模块化纳米粒子基础来创建一组专门的纳米粒子。

“这是一种即插即用的平台技术，可以快速修饰功能性生物纳米颗粒，”加州大学圣地亚哥分校的纳米工程师张良芳说。

张和他的团队在《自然纳米技术》杂志上发表的一篇由美国国家科学基金会支持的论文中详细介绍了他们的工作。

模块化纳米粒子由涂有转基因细胞膜的可生物降解聚合物核心组成。该设计的关键是一对合成蛋白质，称为SpyCatcher和SpyTag，它们被设计为自发且排他性地相互结合。这对常用于生物学研究中以组合各种蛋白质。在这项研究中，张和他的团队利用这对搭档创建了一个系统，可以轻松地将蛋白质附着到纳米颗粒表面。

它的工作原理如下：SpyCatcher嵌入纳米颗粒表面，而SpyTag通过化学方式与蛋白质相连，例如针对肿瘤或病毒的蛋白质。当SpyTag连接的蛋白质遇到SpyCatcher修饰的纳米颗粒时，它们会相互结合，使感兴趣的蛋白质能够附着在纳米颗粒表面。

例如，为了瞄准肿瘤，SpyTag可以与旨在寻找肿瘤细胞的蛋白质连接。然后将该SpyTag连接的蛋白质附着到纳米颗粒上。如果目标转移到特定病毒，则过程类似：将SpyTag连接到针对该病毒的蛋白质并将其附着到纳米颗粒表面。

“这是一种针对任何生物应用对纳米颗粒进行功能化的简化且直接的方法，”张说。研究人员正在寻求进一步改进用于靶向药物输送的模块化纳米颗粒平台。

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