随着纳米技术的不断发展及其在生物医学领域的广泛应用,对各种纳米材料进行系统研究、并作出全面的生物学评价正变得日益迫切与重要。国家纳米科学中心研究组从细胞到动物整体水平上对多种天然蛋白-无机纳米复合材料的性质、生理效应、机制及其生物医学应用进行了深入研究,并取得了一系列进展。

  在手性生物分子表面修饰对量子点细胞毒性的影响研究方面,研究组选取两组不同粒径的碲化镉(CdTe)量子点,在其表面分别修饰具有不同手性的谷胱甘肽(GSH),从而得到手性量子点L-GSH-CdTe和D-GSH-CdTe。各组GSH-CdTe对培养的人肝癌细胞均表现出手性相关的细胞毒性及细胞自噬激活现象,而GSH-CdTe的细胞毒性与其诱导自噬的能力密切相关。同时,GSH-CdTe造成细胞溶酶体稳定性和pH值下降。进一步研究表明,由于两种量子点表面的谷胱甘肽手性不同,导致其与环境中游离的含巯基分子发生表面交换的效率不同,进而导致了两者稳定性的差异,这可能是导致其不同生物效应的主要原因。该研究揭示了与纳米材料表面稳定剂手性相关的细胞代谢及毒性调控机制,为设计更安全的医学成像用生物分子表面修饰剂提供了新的思路,也提示自噬可能是纳米材料相关细胞毒的一种普遍机制。相关研究结果已在线发表于Angew. Chem. Int. Ed.(DOI:10.1002 / anie.201008206)。