生物酶驅動的介孔二氧化矽微納米馬達

摘要

具有货物运载能力的自驱动微纳米分子马达为靶向药物传输提供了新的解决途径,然而,就制备材料而言,这种自驱动的药物输运系统不仅需要满足生物相容性,而且提供驱动力的燃料也需要是无毒害的.介孔二氧化矽具有独特的介孔结构、可调的纳米尺寸和生物相容性,被认为是体内外治疗肿瘤最有效的纳米药物载体.利用生物酶与底物燃料组合,例如过氧化氢酶(catalase)/过氧化氢、无毒的葡萄糖氧化酶(Glucose Oxidase,GOX)/葡萄糖、以及脲酶(Urease)/尿素等,酶触发的生物催化反应被视为目前最有前景的替代传统方法中基于Pt/H2O2的驱动方式,因此,通过介孔二氧化矽和酶之间的整合而引发的生物催化反应,成功的制备出消耗无毒燃料,具有生物相容性的自驱动微纳米分子马达.同时,通过抑制剂和再活化分子来操控酶的活性,继而实现微纳米马达速度的可逆控制.利用磁场可控制微马达的运动方向.研究发现,在介孔二氧化矽内部约有2-3am的孔隙,可大批量的进行药物装载和运输,微纳米分子马达中持续的药物分子释放,也进一步表明它们在未来的生物医学领域应用潜力和价值.