可彎曲納米線提高人體流動系統(tǒng)中細菌的捕獲效率

血液循環(huán)系統(tǒng)中存儲了大量與人體健康相關的化學信息，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支撐。血液循環(huán)系統(tǒng)是成分高度復雜的流動體系，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菌捕獲模型、可變形納米卷形貌及生物應用

在國家自然科學基金等資助下，中國科學院化學研究所活體分析化學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，在流動復雜體系的分析檢測領域取得進展。

該研究組制備了一系列適用于流動狀態(tài)復雜樣品吸附、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，作用力弱導致檢測靈敏度低的問題（Adv. Mater.2018, 30, 1702275;Anal. Chem.2017, 89, 1416）。并應邀對該領域的前沿發(fā)展和未來趨勢設計（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重感染性疾病的重要因素，如果是耐藥性細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)，當納米線接觸到細菌時，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作為當周熱點文章以Medical research: Nanoclaws snatch bacteria為題進行推送，該研究引起廣泛關注。