利用纳米计算机断层扫描，科学家直接观察到细胞内纳米粒子的形成

科技日报记者 吴长锋

记者从中国科学技术大学获悉，该校化学与材料科学学院梁高林教授课题组运用一种含碘小分子在细胞内自组装成富碘纳米粒子的“智能”策略，并用纳米计算机断层扫描（Nano-CT）直接观察到细胞内纳米粒子的形成，日前，国际著名学术期刊《科学进展》在线发表了这一研究成果。

利用小分子前体在细胞内组装成纳米结构是一种智能策略，其在分子影像和药物递送领域显示出很大优势。小分子容易被细胞摄取，但会很快被清除。纳米结构在细胞中保留时间长，但很难被细胞摄取。小分子在细胞内形成纳米结构的“智能”策略，恰好利用了小分子和纳米结构互补的优势。但由于细胞内存在大量的天然纳米结构，迄今为止，如何把人工形成的纳米结构从细胞内的天然纳米结构中区分出来仍然是一个挑战。

科研人员合理设计并合成了含碘小分子(NBC-Iod-CBT)。当含碘小分子进入硝基还原酶高表达的癌细胞后，其双硫键被细胞内谷胱甘肽还原、NBC底物被硝基还原酶酶切，生成活泼中间体。两个之间立即发生点击缩合反生成两亲性的环状二聚体，该二聚体可自组装成纳米粒子。

Nano-CT是一种在完整细胞内观察三维纳米结构的理想技术。其水窗技术可以使未染色的、约10微米厚的冷冻细胞以独特的高对比度和分辨率在其接近原生状态时进行三维成像。因此，细胞内形成的富碘纳米粒子可以通过高对比度的Nano-CT直接成像。

发展出来的这种策略，有望帮助人们进一步区分细胞内形成的其他人工纳米结构，从而深入了解细胞内纳米结构的形成机制。