开发了糖衣纳米片以选择性地靶向病原体

研究人员已经开发出一种创造超薄，自组装合成材料片的方法，该片可以像设计师的纸一样起作用，选择性地与病毒，细菌和其他病原体结合。

通过这种方式，由美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)科学家领导的团队开发的新平台可能用于灭活或检测病原体。

该团队还包括来自纽约大学的研究人员，他们在伯克利实验室的分子铸造厂 - 纳米级科学中心创建了合成纳米片，这种纳米片是由自组装生物激发聚合物(称为拟肽)组成的。该研究于本月早些时候发表在ACS Nano杂志上。

这些片材被设计成沿着它们的表面以图案化的方式呈现简单的糖，并且这些糖反过来被证明选择性地与几种蛋白质结合，包括与引起痢疾的志贺毒素相关的蛋白质。因为我们的细胞外部是平坦的并且被糖覆盖，所以这些2-D纳米片可以有效地模拟细胞表面。

“它不仅仅是一个'锁和钥匙' - 就像魔术贴一样，有一堆小环圈聚集在目标蛋白上，”领导这项研究的Molecular Foundry的科学家罗纳德·扎克曼说。“现在我们可以模仿生物学中普遍存在的纳米级特征。”

他指出，从流感病毒到霍乱细菌的许多病原体与细胞表面的糖结合。因此，在正确的分布中，选择正确的糖与拟肽纳米片结合，可以确定将哪些病原体吸引到它们。

“我们所做的化学反应非常模块化，”扎克曼补充道。“我们可以'点击'不同的糖，并将它们呈现在一个定义明确的平面上。我们可以控制它们相互之间的距离。我们可以用几乎任何糖来做到这一点。”

他说，与天然生物分子相比，拟肽平台也更加坚固和稳定，因此可以将其部署到现场，用于军事人员和紧急救援人员对生物试剂的测试。

拟肽 - 生物学中的肽类似物，是氨基酸链 - 是廉价且易于制造的聚合物。

“指导分子自发组装成糖衣片的化学信息在合成过程中被编程到每个分子中，”扎克曼说。“这项工作证明了我们能够通过直接控制聚合物序列来轻松地设计复杂的仿生纳米结构。”

糖衣纳米片是在液体溶液中制成的。扎克曼说，如果纳米片用于保护某人免于接触病原体，他可以设想使用含有病原体结合纳米片的鼻喷雾剂。

纳米片还可以用于环境净化以中和特定的毒素和病原体，并且片材可以被扩展以靶向诸如埃博拉病毒和诸如大肠杆菌的细菌和其他病原体的病毒。

在最新的研究中，研究人员证实，通过在片材中嵌入荧光染料并在靶蛋白上附加另一种荧光染料，与靶蛋白的结合是成功的。颜色变化表明蛋白质与纳米片结合。

这种颜色变化的强度也可以指导研究人员改进它们，并发现可以针对特定病原体的新纳米片。