远程控制活细胞内化学反应的纳米催化剂

导读在我们身体的生物反应中负责催化反应的酶很难用于诊断或治疗,因为它们只对某些分子起反应或稳定性低。许多研究人员预计,如果这些问题得到

在我们身体的生物反应中负责催化反应的酶很难用于诊断或治疗,因为它们只对某些分子起反应或稳定性低。许多研究人员预计,如果这些问题得到改善,或者如果开发出人工催化剂,通过与体内酶相遇来产生协同效应,就会出现诊断和治疗疾病的新方法。特别是,如果开发出对磁场等外部刺激做出反应的人工催化剂,从体外远程控制生物反应的新治疗方法就可以成为现实。

由POSTECH化学系In Su Lee教授领导的研究团队开发了一种名为MAG-NER的远程磁敏人工催化剂,该催化剂在活细胞内具有很高的催化效率。该研究作为国际纳米技术期刊Nano Letters的补充封面论文发表。

研究小组模仿了囊泡的结构,细胞内的细胞器,并在空心二氧化硅纳米壳内合成了一种磁性催化剂组合纳米反应器,其中含有氧化铁纳米颗粒和钯催化剂。

当 MAG-NER 遇到交变磁场时,内部的氧化铁纳米粒子会产生磁场感应热量,仅激活钯催化剂,而不会升高外部温度。该研究团队成功地实现了高效催化反应,通过将MAG-NER植入活细胞,然后施加交变磁场,将非荧光反应物转化为荧光产物。研究小组还证实,MAG-NER的催化剂可以长时间保持活性,不受细胞内生物分子的污染,不影响细胞的生存。

使用MAG-NER,预计可以开发可以人工遥控细胞功能的诊断和治疗方法,因为可以合成人工分子或可以使用对身体无害的磁场在细胞内诱导化学反应。

领导这项研究的 In Su Lee 教授解释说:“这项研究是利用我们实验室多年来一直在开发的神圣纳米反应器材料的结果,被视为一种创新的化学工具,将推动生物医学和生物学研究。”

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