顶刊动态丨Nature Materials/Science/Advanced Materials等期刊生物材料学术进展汇总（4.22-4.30）
1、Nature Nanotechnology：辨别不同长度的低聚核苷酸
蛋白质形成的纳米孔可以很方便的辨别单个低聚核苷酸，但是这种方法的辨别能力要受到蛋白质本身性质的影响，而且这种纳米孔使用前要先进行化学改性。
最近华东理工大学的科学家们发现一种野生型气单胞菌溶素形成的纳米孔不用经化学改性就能很好的辨别不同长度的聚脱氧腺嘌呤（dAn，n=2，3，4, 5，10）。当不同长度的dAn穿过纳米孔时，会产生大小不同的电流（差别在12-17%）。这种纳米孔的敏感特性归功于它们只有1nm的孔径，并且孔壁内带有电荷。科学家们还用这种方法在dAn混合液中分辨出不同的dAn，并且还实时探测到了dA5的分裂。
文献链接：Discrimination of oligonucleotides of different lengths with a wild-type aerolysin nanopore
2、Angewandte：探测酶活性
最近几年，质谱仪被证明是一种分析酶活性的强有力工具，但是它的试样制备很复杂，并且它不能同时分析几种酶的活性，因此限制了它的应用。
最近南京大学的科学家们利用一种两亲磷脂作为标记配体制备了阵列型的可以检测半胱天冬酶活性的芯片，这种两亲磷脂有利于疏水性成分的组装同时又具有很好的生物相容性。这个装置可以同时检测单个样品中多种半胱天冬酶的活性，同时这种方法还可以用来实时监控化疗时癌细胞中半胱天冬酶的活性。
文献链接：MALDI-MS Patterning of Caspase Activities and Its Application in the Assessment of Drug Resistance
3、Nature Communications：蛋白质与C60的自组装结晶
可编程的自组装是从下到上制造新材料的一种重要方法，蛋白质的化学成分、分子形态多样并且很容易与其它分子结合，因此是实现自组装的理想骨架。
近日韩国成均馆大学的科学家Kook-Han Kim等人将C60和酪氨酸在超声波振荡下混合，C60通过π-π键作用吸附在酪氨酸9号位置的芳香环上，静置后C60与酪氨酸形成超结构。他们发现加入C60使酪氨酸的晶体结构从四聚体状变成蜂窝状，并且加入C60后酪氨酸晶体的电导率比纯酪氨酸晶体提高了几个数量级。他们实验要用到的这种芳香环在自然界的蛋白质中很常见，因此这种方法有望实现多种蛋白质的自组装。
文献链接：Protein-directed self-assembly of a fullerene crystal
4、Angewandte：siRNA 聚合物载体的原位功能化
聚合物为药物运输提供了一副很好的骨架，最近聚合物合成方法的进步使得聚合物具有类似于病毒载体的功能，因此有望用来将干预RNA（siRNA）运输到指定细胞内，但是如何直接评价这种载体的功能还是一大难题。
最近圣地亚哥大学的Juan M. Priegue等人合成了一种醛功能化的丙烯酰肼两亲性化合物，这种化合物可以原位（在水溶液中且不需要提纯）显像核苷酸在脂质膜内的运输，因此可以很方便的评价和优化核苷酸运输载体的功能。
文献链接：In Situ Functionalized Polymers for siRNA Delivery
5、ACS Nano：流动诱导胶原蛋白结晶：一种对早期组织形成至关重要的机制
能够形成纤维的胶原蛋白对生命体来说至关重要，它们是脊椎动物中血管、骨骼、软骨、眼角膜和韧带等主要承受载荷的蛋白质，目前还没有有效的方法来治疗这些部位受到的损伤。
最近，美国东北大学的Jeffrey A. Paten等人将胶原蛋白1溶解在溶剂中，然后让溶剂挥发，得到富含胶原蛋白的表面，最后再用显微针头在一定的牵引速度下得到了纤维。这种方法使用的胶原蛋白浓度和牵引速度都可以在生命体中实现，并且他们得到的纤维高度取向。最后他们还证明如果纤维在牵引的过程中断裂，只需把断掉的一头重新放入溶液中，就能继续牵引纤维，只在纤维的断口处留下一个标志，剩下的纤维跟原来的纤维一模一样。
这个发现有利于理解组织中早期纤维的形成过程，有望于用在组织修复上。
文献链接：Flow-Induced Crystallization of Collagen: A Potentially Critical Mechanism in Early Tissue Formation
6、ACS Nano：纳米胶囊药物杀死顽固癌细胞
癌干细胞（CSCs）存在于多种癌症中，CSCs与癌症的转移、抗药性的产生和癌症的复发有很大的关系。传统的化学疗法对CSCs没什么作用，为了治疗癌症，需要将CSCs抑制剂和细胞毒素药物结合起来使用。
最近日本纳米药物研发中心的科学家将CSC抑制剂STS和细胞毒素药物Epi制成混合微胶囊（STS/Epi/m）（直径约50nm），胶囊的外层是对pH值敏感的聚合物，当胶囊到达酸性的环境时（癌细胞所在地），里面的药物就会被释放出来杀死癌细胞。科学家们发现这种胶囊的效果比分别用STS和Epi的效果要好，并且能杀死已经产生抗药性的癌细胞。使用这种胶囊可以使药物到达预定位置才释放，因此效率高、对正常细胞的影响较小。
7、Advanced Materials：一种低耗能、柔性有源矩阵有机晶体管温度传感器
有机场效应管（OFETs）因为其延展性和柔韧性在可穿戴传感器和柔性显示屏方面有很大的应用前景，但目前大部分OFETs还处在实验室研制阶段。
最近香港大学的任晓辰等人制备了一种有源矩阵有机晶体管阵列温度传感器，它们的电阻温度系数为0.044，使用温度范围为20-100℃，操作电压只要4V，并且它们有很好的柔性和弯曲稳定性，有望应用于不规则表面的温度探测和电子皮肤上。
文献链接：A Low-Operating-Power and Flexible Active-Matrix Organic-Transistor Temperature-Sensor Array
8、Nature Materials：杀死多重耐药细菌的光激量子点
多重耐药细菌可以很快对抗生素产生抗药性，加之缺乏新的抗生素，多重耐药细菌感染已经成为严重的国际卫生问题。
最近美国州立科罗拉多大学的研究人员证明光激量子点能够杀死一系列的多重耐药细菌，它的杀伤力与量子点的材料无关，而是由光激载流子产生的氧化还原电势决定，这个电势能有选择性的改变细菌的氧化还原状态，而对哺乳动物的细胞没有影响。光激量子点有望应用在光疗法治疗细菌感染上。
文献链接：Photoexcited quantum dots for killing multidrug-resistant bacteria
9、Science：磷脂双层膜内人工合成折叠体的光激构象转换
用光来照射一些人工合成高分子可以使其构象发生变化，从而控制化学反应的发生或者停止。根据这个原理，将这些合成物注入生命体内，就有可能通过光照来控制里面的一些生物功能。
最近曼彻斯特大学的Matteo De Poli等人设计和合成了一种对光有响应的螺旋分子，并将这种分子注入磷脂双层膜中。这些分子含有发色团，用不同的光照可以使发色团在不同构象中变换，从而引起整个分子的构象发生转变，并且通过核磁共振证实了这种变换。这种技术有望实现对膜内化学反应的控制。
文献链接：Conformational photoswitching of a synthetic peptide foldamer bound within a phospholipid bilayer
10、Advanced Materials：白蛋白载体：老技术的新应用
白蛋白是理想的药物载体，因为它资源丰富、无毒、具有完全的生物相容性，以及能加载多种药物。此外，不同尺寸的白蛋白基纳米粒子（20-300nm）可以在温和的条件下制备，这大大扩大了它的应用范围。
除了加载药物之外，白蛋白还可以加载各种功能粒子以实现不同的功能。当加载染料时，染料吸收近红外光产生热量可以杀死癌细胞；当加载一些光敏粒子时，光敏粒子在光的照射下可以产生单线性氧或含氧基团从而杀死癌细胞；当加载其它粒子时，可以实现透视显像（实时观察癌细胞的分布或转移等）。白蛋白有望成为一个多功能的纳米治疗平台。
文献链接：Albumin Carriers for Cancer Theranostics: A Conventional Platform with New Promise
11、ACS Nano：组织中纳米粒子分布的三维测绘
纳米粒子可以运输到指定类型的细胞中来实现某些功能，但是目前还不能获得这些纳米粒子在器官中的3维分布图，因而不能知道器官中的哪些结构影响了纳米粒子的运输。
最近加拿大多伦多大学的Shrey Sindhwani等人将纳米粒子注入组织中，这些粒子可以在组织中固定，然后用药物将组织中对光起散射作用的物质清除（不清除纳米粒子），最终获得了组织中1mm深处纳米粒子的分布图。这种技术有助于理解组织的结构和影响纳米粒子运输的因素，为生命体内药物的定向运输打下了基础。
文献链接：Three-Dimensional Optical Mapping of Nanoparticle Distribution in Intact Tissues
12、ACS Nano：纳米粒子定向运输白细胞介素10，治疗晚期动脉粥样硬化发炎
聚合物因其独特的物理化学性质、良好的生物相容性和生物降解性正被越来越多的用在药物运输上，当药物到达指定部位后，聚合物还可以受控地释放治疗药物来治疗疾病。
最近哈佛医学院的研究人员用可生物降解的聚酯将IL-10（白细胞介素，可治疗动脉粥样硬化发炎）包住制成纳米胶囊然后注入小鼠体内。它们发现纳米粒子可以被运输到动脉粥样硬化斑块并且受控地释放药物，从而有效的抑制了发炎，这种技术有望用在治疗人类的动脉粥样硬化发炎。
本文由材料人生物材料学习小组CZM供稿，材料牛编辑整理。
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