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纳米基因工具新微芯片有助生产纳米运输工具

据美国物理学家组织网报道,一个中美联合小组最近研制出一种邮票大小的新型微芯片,有望更快更省地生产纳米运输工具,用于基因递送。该项研究论文作为10月份出版的美国化学协会纳米杂志《ACS纳米》封面文章发表,该成果为实施生物测定新方法提供了理论证据,可应用于活体有机物,对新药的开发具有关键性影响。

该项研究由美国加州大学洛杉矶分校、中国武汉纺织大学纳米科学与纳米技术中心等多家机构共同进行。

基因疗法用于治疗包括癌症在内的多种疾病前景广阔,而纳米粒子是确保安全有效地将基因送到特定细胞或组织中的理想递送工具。新研究在基因控制和治疗策略方面有别于利用病毒递送的传统方法,提供了一种替代选择。

此外,现有生产及检验纳米粒子的方法笨拙且耗时,面对生物学上灵活多样的需求,传统方法也很难进行大量生产。而新方法是一种超分子合成的方法,研究人员混合了几种分子组件和DNA(脱氧核糖核酸)有效载体,构建出一个可用于各种基因递送的纳米粒子“工具库”。为了让整个过程形成流水线,他们设计了一个数字双核微反应器(DCM),即微芯片,用以生产及检验人工病毒工具库,以寻找最佳的递送工具。

领导该项研究的加利福尼亚纳米系统研究院和克兰伯分子成像研究院分子与医药副教授曾宪荣(音译)说:“根据预期,新方法生产出来的纳米车还能递送多种不同的货物,包括各种基因、干扰性小RNA(核糖核酸)、蛋白质、各种药物以及这些成分的组合。”

“传统方法基于手工操作,我们设计的微芯片能避免人为失误,加快了处理程序,也提高了再生产能力,更加经济适用。”论文主要作者王灏(音译)博士说,“这种方法能形成自动化组装,在2.5小时内就能构建一个包含648种不同纳米粒子的大型工具库。”

在过去的6年中,曾宪荣的研究小组针对连续平行的化学反应,开创了数字微观应用流体学,作为一种芯片实验室系统的替代技术。最新开发的高效纳米基因递送工具也有利于研究人类细胞重新编制序列,产生诱导多功能干细胞,这对再生医学领域是非常关键的。


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