中國科學院過程工程研究所(IPE)和清華大學(THU)研究人員，報告了氧化石墨烯(GO)夾層膜超結構，它可以通過膜運輸。這一發現發表在《科學進展》上，開闢了一種膜特異性藥物遞送模式，與傳統藥物載體相比，該模式可以顯著改善細胞毒性效應。納米顆粒在生物納米界面的轉運對細胞反應和生物醫學應用至關重要。二維納米材料如何在細胞膜內相互作用或擴散尚不清楚，從而阻礙了它們在生物醫學領域的應用。
夾層石墨烯薄膜是一個長期模擬的膜超結構，但在體外還沒有得到證實。研究人員很高興能提供大量的實驗證據，並為新型膜特異性藥物的傳遞開闢道路。在完全水合/自然狀態下，觀察了夾層氧化石墨烯的形成過程，並揭示了夾心氧化石墨烯對細胞粗糙度、細胞流動性和膜剛度的顯著影響。此外，夾層氧化石墨烯誘導更大藥物進入和更快擴散時間內的膜脂層，從而超過一個典型脂質體載體的抗癌效果。
（博科園-圖示）(左):圖解說明;(中)低溫tem實驗證據;(右)夾層石墨烯-膜超結構具有較好的藥物傳遞效率(GO-VTB)，圖片：YUE Hua and CHEN Pengyu這一特性在提供疫苗佐劑(如膜受體配體)以增強免疫效果時也非常有益。清華大學燕立唐教授，對夾層氧化石墨烯的細胞相互作用、擴散動力學和膜特異性藥物傳遞效率的提高進行了模擬。這是對石墨烯膜超結構一個非常好的研究，它揭示了不同的傳輸機制。孔隙的存在以及與這些系統相關的許多其他潛在有趣特性。此外，它們證明了GOs在藥物遞送方面的適用性。總的來說，這篇研究論文非常及時，講述了一個很好的故事。
基於石墨烯夾層膜超結構提供了巨大的設計能力，這可能使這些新興納米材料在生物和醫學前沿領域的大量應用成為可能。納米顆粒在生物納米界面的轉運對許多細胞反應和生物醫學應用都是必不可少的。然而，石墨烯和過渡金屬雙滷代烷等二維納米材料在細胞膜上的擴散機理尚不清楚，如何促進其在生物醫學領域的應用是一個緊迫而重要的問題。研究人員展示了夾在細胞膜內氧化石墨烯(GOs)的傳輸從布朗態到列維態，甚至方向動力學都各不相同。
具體來說，實驗證據夾石墨烯-細胞膜上層結構在不同的細胞。結合模擬和分析，在細胞膜小葉中發現了一個夾層氧化石墨烯誘導的孔，它跨越了不穩定、亞穩態和穩定狀態。將這些膜孔狀態合理化的分析模型與定量模擬相吻合，從而對Levy和方向動力學的出現做出了力學解釋。最終，中國科學院過程工程研究所(IPE)和清華大學(THU)研究人員證明了夾層石墨烯膜超結構在提高膜特異性藥物遞送效率方面的適用性。研究結果為設計二維納米材料膜內輸運的方法提供了依據。
博科園｜研究/來自：中國科學院參考期刊《科學進展》DOI: 10.1126/sciadv.aaw3192博科園｜科學、科技、科研、科普
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