可彎曲納米線提高人體流動系統(tǒng)中細(xì)菌的捕獲效率

血液循環(huán)系統(tǒng)中存儲了大量與人體健康相關(guān)的化學(xué)信息，對其高靈敏選擇性的檢測可為疾病診療或篩查提供重要的檢測方法和技術(shù)支撐。血液循環(huán)系統(tǒng)是成分高度復(fù)雜的流動體系，不僅對檢測方法的靈敏度和抗干擾能力提出更大的挑戰(zhàn)，流體力學(xué)的引入也需要構(gòu)建適用于流動體系的新方法和新材料，重新揭示疾病標(biāo)志物與捕獲界面的相互作用規(guī)律。

可彎曲納米線陣列在流動血液中的細(xì)菌捕獲模型、可變形納米卷形貌及生物應(yīng)用

在國家自然科學(xué)基金等資助下，中國科學(xué)院化學(xué)研究所活體分析化學(xué)重點實驗室研究員王鐵課題組研究人員經(jīng)過近5年的持續(xù)研究，在流動復(fù)雜體系的分析檢測領(lǐng)域取得進(jìn)展。

該研究組制備了一系列適用于流動狀態(tài)復(fù)雜樣品吸附、分析、檢測的功能材料（Adv. Mater. 2018, 1801441;Anal. Chem.2017, 89, 12054;Adv. Mater.2016, 28, 8740;Adv. Funct. Mater.2015, 25, 5159），實現(xiàn)細(xì)胞生理活動的監(jiān)控（Anal. Chem.2017, 89, 12843;Adv. Mater.2016, 28, 9589）。構(gòu)建了新穎的用于清除流動血液中病原菌的血液凈化器（Nat. Commun.2018，9，444），解決了因蛋白非特異吸附導(dǎo)致納米材料對生物分子產(chǎn)生安全性威脅的問題（J. Am. Chem. Soc.2018, 140, 14211），開創(chuàng)性地解決了氣體與檢測界面接觸時間過短，作用力弱導(dǎo)致檢測靈敏度低的問題（Adv. Mater.2018, 30, 1702275;Anal. Chem.2017, 89, 1416）。并應(yīng)邀對該領(lǐng)域的前沿發(fā)展和未來趨勢設(shè)計（Chem. Soc. Rev.2017, 46, 1483-1509）撰寫了綜述。

最近，科研人員發(fā)現(xiàn)血液流經(jīng)納米粒子會在其表面產(chǎn)生剪切力，能誘導(dǎo)楊氏模量低的納米粒子發(fā)生形變，抑制對蛋白的非特異性吸附，避免細(xì)胞對納米材料的吞噬產(chǎn)生的副作用，顯著提高納米材料的生物相容性，相關(guān)成果發(fā)表在J. Am. Chem. Soc.2018, 140, 14211上。

但過低的楊氏模量會降低對血液中病原菌的捕獲效率。病原菌是引起各種嚴(yán)重感染性疾病的重要因素，如果是耐藥性細(xì)菌引起的疾病目前臨床并無有效的治療手段。

科研人員通過在透析器上修飾纖毛狀的納米線，通過精確調(diào)控楊氏模量發(fā)現(xiàn)，當(dāng)納米線接觸到細(xì)菌時，納米線的頂端立即卷起來，形成三維納米捕手狀的籠型結(jié)構(gòu)，可以把在血液中捕獲耐藥性細(xì)菌的效率從10%提高到97%。研究成果發(fā)表在Nat. Commun.2018, 9, 444，并被Nature Communications作為當(dāng)周熱點文章以Medical research: Nanoclaws snatch bacteria為題進(jìn)行推送，該研究引起廣泛關(guān)注。