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【纳米】哈工大王磊研究员Angew：基于多金属氧酸盐-纳米酶集成纳米马达POMotors的自推进行为促进的光热-催化协同肿瘤疗法

时间：2024-01-03 来源：浏览：

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微纳米马达又称为微纳米机器人（Micro/nanomotors），是一种能够将多种形式能量转换为动能从而完成特殊任务的微纳尺度智能仿生材料，在生物传感、药物递送、疾病诊疗、仿生材料以及环境修复等领域展现出巨大应用潜力。其中，天然生物酶驱动的纳米马达由于具有自我推进和生物催化的能力，在马达的“动-控-用”方面均有独特优势，特别是在生命医学的肿瘤催化治疗方面具有广阔的应用前景。然而，天然生物酶的脆弱性限制了它们的环境适应性，也限制了它们在催化肿瘤治疗中的治疗效果。

为解决以上问题， 哈尔滨工业大学王磊 研究员与 东北林业大学孙铁东/陈春霞 教授、 哈尔滨工业大学马星 教授开展合作，设计并合成了 基于多金属氧酸盐纳米酶的光驱动纳米马达，提出POMotors的概念，实现自推进行为促进的光热-催化协同肿瘤疗法 。在这个构造中， P ₂ W ₁₈ Fe ₄ 多金属氧酸盐基纳米马达具有类过氧化物酶 (POD-like) 活性可以提供“酶催化驱动”的自推进力和催化治疗能力；同时，该体系通过一锅法引入的聚多巴胺使纳米马达具有光驱动运动行为的能力和光热治疗能力。基于此，该材料同时具有酶催化驱动和光驱动能力，进而建立了运动行为促进的光热-催化协同抗肿瘤策略，该文章于近日发表在 Angew. Chem. Int. Ed .。

POMotors光热-催化协同治疗肿瘤的示意图

哈尔滨工业大学王磊研究员长期致力于微纳米马达和人工细胞的运动行为研究，在2015年提出利用微流控自组装技术获得Janus结构空心囊泡马达用于药物的可控运输（ Small , 2015 , 11 , 3762.）；在2019年发现脂肪酶可以用于驱动纳米人工细菌模型的运动（ Angew. Chem. Int. Ed ., 2019 , 58 , 7992.）和微米尺度人工细胞的浮沉运动（ Angew. Chem. Int. Ed ., 2019 , 58 , 1067.）；在2020年通过界面的选择性修饰有效调控了脂肪酶的分子构象，从而调控了脂肪酶马达的运动行为（ Angew. Chem. Int. Ed . 2020 , 59 , 21080.）；同年，课题组还设计了尿素酶驱动的人工细胞，并研究了其集群行为和交流捕食行为（ Angew. Chem. Int. Ed . 2020 , 59 , 16953–16960.）；在2022年，课题组设计出漆酶驱动纳米人工细菌，成功地模拟了天然细菌的趋化性和降解污染物功能（ Mater. Today Chem ., 2022 , 26 , 101059.）。基于以上研究工作，本文有效解决了天然生物酶易失活、不稳定的问题，为生物体内的实际应用奠定了基础。

本工作感谢国家自然科学基金面上项目（52073071, L. Wang）和黑龙江省优秀青年基金项目（YQ2022E021, L. Wang）等项目的支持。

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