軟X射線觀察納米載體為智能醫(yī)學(xué)帶來突破 可以為醫(yī)學(xué)研究節(jié)省更多時間

在高靶向藥物輸送和環(huán)境清理方面，微小納米載體有巨大潛力。為研究納米載體，科學(xué)家需要附著熒光染料或重金屬標(biāo)記來觀察其結(jié)構(gòu)，而在此過程中納米載體的結(jié)構(gòu)和行為經(jīng)常會被破壞。最近，美國華盛頓州立大學(xué)研究人員開發(fā)出一種新技術(shù)，利用一種軟X射線，以更簡單、非破壞性的方式觀察納米載體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)和環(huán)境行為，且完全不需要任何標(biāo)記。

用于藥物輸送的有機(jī)納米載體通常由碳基分子制成，碳基分子要么親水，要么疏水。這些所謂的親水和疏水分子結(jié)合在一起，在水中自組裝，會將疏水部分隱藏在親水外殼內(nèi)。

此次，研究人員使用軟共振X射線來分析納米載體。軟X射線是一種特殊的光，位于紫外線和硬X射線之間。硬X射線就是醫(yī)生用來觀察骨折的光。這些特殊的軟X射線幾乎可以被任何東西吸收，包括空氣，所以這項新技術(shù)需要高真空環(huán)境。

研究團(tuán)隊采用軟X射線來研究一種可打印的碳基電子產(chǎn)品材料，其可作為水基有機(jī)納米載體穿透水膜。由于每個化學(xué)鍵可吸收不同波長或顏色的軟X射線，因此，研究人員調(diào)整了X射線的顏色，通過它們獨特的化學(xué)鍵來照明納米載體的不同部分。這使得他們能夠評估納米載體的結(jié)構(gòu)、大小和水分含量，以及納米載體如何應(yīng)對不斷變化的環(huán)境。

他們還用軟X射線技術(shù)研究了一種聚皂納米載體，這種載體是為了捕獲泄漏到海洋中的原油而開發(fā)的。聚皂可以從單個分子中創(chuàng)建納米載體，最大限度地擴(kuò)大其表面積以捕獲碳?xì)浠衔?，例如在漏油中發(fā)現(xiàn)的碳?xì)浠衔?。研究人員發(fā)現(xiàn)，聚皂的開放式海綿狀結(jié)構(gòu)可以從高濃度到低濃度持續(xù)存在，這使其在現(xiàn)實應(yīng)用中更加有效。

華盛頓州立大學(xué)物理學(xué)家布萊恩柯林斯說：“對于研究人員來說，能夠近距離檢查所有這些納米載體的結(jié)構(gòu)很重要，這樣他們就可以避免代價高昂的試驗和錯誤。”

柯林斯表示，這項技術(shù)應(yīng)該可以讓研究人員評估這些結(jié)構(gòu)在不同環(huán)境中的行為。例如，對于智能藥物輸送來說，人體內(nèi)可能有不同的溫度、pH水平和刺激物質(zhì)，研究人員想知道這些納米結(jié)構(gòu)是否足夠結(jié)實以應(yīng)對體內(nèi)的這些情況，如果能早點確定這一點，就可以為醫(yī)學(xué)研究節(jié)省更多時間。