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2023

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比细菌还小的胶囊在上海诞生


      生病吃药一般日服3次,因为药物在体内很快就会被代谢掉;如果有了能持续不断释放药物的载体,服一颗药就可能在一天甚至几天内发挥药效。记者昨天从中科院上海硅酸盐研究所获悉,科学家在世界上首次成功制备出具有多达4层结构的纳米级空心球,这些层层相套的“胶囊”甚至比细菌还小得多,该研究成果近期发表于国际权威学刊《德国应用化学》。业界认为,此类结构在未来药物的缓释运载方面具有良好应用前景。

在纳米空间内,以人工方式控制各种纳米材料的形貌,是国际科研热门方向。但此前,人们掌握的纳米空心球制备技术还停留在单层球水平上。上海硅酸盐所王文中研究员带领课题组,一下子将这一空心球的内部层次纪录提高到4层,并能通过调节反应参数,随心所欲地制成单层、双层、三层或四层空心球,其直径仅在150到300纳米范围内,层与层之间的空隙仅40纳米左右,相当于一根头发丝直径的1/2000,连肉眼不可见的细菌也别想钻过去。

无数次实验发现,这看似不可思议的“作品”,能通过廉价原料、简易方法制得。倒一杯约60摄氏度的温水,加入一定浓度的表面活性剂,倒入蓝色的硫酸铜溶液,以及维生素C作为还原剂,再滴些碱性的氢氧化钠调整酸碱度———整个过程只需5到10分钟。此时用电子显微镜观察,大量纳米级的小囊泡出现了,同时生成的无数氧化亚铜个体,则会自动定向地“站”到这些囊泡模板上。当越来越多的氧化亚铜“站”成密集队形,囊泡的壳就变得越来越致密,最终成为一个空心球。其球壁结构均一,稳定性好。

专家介绍,多层壳空心球结构有望在催化和载体方面实现新的功能和应用。比如,各层壳体之间可能填充同一种或不同种的药物制剂等,进入生物体正常代谢过程后,外层壳体先被代谢,释放出其中的药剂,随后各层被逐一代谢,药剂也逐渐释放,从而使药效持续时间增长。不但如此,由于这种原理与“胶囊”相似的药物载体是纳米尺度的,它们可更有效地在分子细胞层面发生反应。

《德国应用化学》国外审稿人高度评价:“这种多层壳空心球是全新的空心结构,电子显微镜也有力证实了这种特殊的结构。此结构将会引起多领域研究人员的兴趣,并且会有许多潜在的应用价值