基于病毒组件的纳米材料的自组装合成、功能化及应用

摘要

病毒在传统意义上是感染性病原体。同时,病毒也是蛋白质、核酸等生物大分子的有序组装体,处于典型的几十到几百纳米尺寸范围,近年来在材料学等交叉学科领域引起广泛兴趣。从材料学的角度,病毒衣壳具有形状大小均一、结构可寻址、易于修饰改造、易于生物合成、生物相容性好等诸多优点。本文介绍了基于病毒组件的纳米材料的结构特性,基因工程、化学修饰、生物矿化和自组装等生物合成及功能化策略,以及在生物医学成像、生物传感、核酸及药物递送、疫苗与免疫调节剂、组织工程、纳米反应器、微电子元件、纳米光子学等不同领域的应用。当前基于病毒组件的纳米材料研究在病毒纳米颗粒的理性设计、(多级)组装的精准控制、免疫原性调控、活体高效靶向递送、稳定性等方面还有诸多难题亟待突破。强化学科深度交叉、攻克这些难题、推动实际应用与转化则代表了病毒纳米材料领域的发展方向。