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科学家证实细胞电场可以阻止纳米粒子

包围我们细胞的不起眼的膜具有令人惊讶的超能力:它们可以推开碰巧接近它们的纳米大小的分子。美国国家标准与技术研究所 (NIST) 的科学家组成的团队通过使用模仿自然膜行为的人造膜,找出了原因。他们的发现可能会改变我们如何设计许多针对细胞的药物治疗方法。

该团队的研究结果发表在《美国化学学会杂志》上,证实细胞膜产生的强大电场在很大程度上负责排斥细胞表面的纳米级颗粒。

这种排斥力显着影响中性、不带电的纳米颗粒,部分原因是电场吸引的较小的带电分子聚集在膜上并推开较大的颗粒。由于许多药物治疗都是围绕蛋白质和其他针对膜的纳米级颗粒构建的,因此排斥力可能会在治疗效果中发挥作用。

这些发现提供了第一个直接证据,证明电场是造成排斥的原因。NIST 的 David Hoogerheide 表示,这种效应值得科学界更多的关注。

NIST 中子中心的物理学家 Hoogerheide 表示:“这种排斥力,以及较小分子所产生的相关拥挤,很可能在带弱电荷的分子与生物膜和其他带电表面相互作用的过程中发挥重要作用。”研究(NCNR)和该论文的作者之一。“这对药物设计和输送以及纳米尺度拥挤环境中颗粒的行为具有影响。”

膜在几乎所有类型的细胞中形成边界。细胞不仅有包含和保护内部的外膜,而且内部通常还有其他膜,形成细胞器的一部分,例如线粒体和高尔基体。了解膜对医学很重要,尤其是因为细胞膜上的蛋白质是常见的药物靶点。一些膜蛋白就像控制进出细胞的大门。

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