商珞然課題組在生物醫(yī)用微載體領(lǐng)域取得系列進(jìn)展
疾病的演變是一個多層次、跨尺度相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜過程，僅僅針對單個標(biāo)記物的檢測結(jié)果往往不能全面有效地反映其發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，導(dǎo)致臨床診斷和治療策略出現(xiàn)偏差。為了實現(xiàn)多個標(biāo)志物的同時檢測，需要對不同的檢測反應(yīng)進(jìn)行區(qū)分。液相芯片技術(shù)可以很好地實現(xiàn)這一過程，通過將特定的探針分子固定在具有編碼信息的微載體上，利用探針分子和目標(biāo)分子發(fā)生的特異性結(jié)合實現(xiàn)檢測與傳感，并通過載體自身攜帶的編碼信號來實現(xiàn)對多個檢測反應(yīng)的有效區(qū)分。由于其具有高效率、高靈敏度、低樣品消耗等特點，為疾病的診斷帶來了新的希望。
近日，我院商珞然課題組在材料學(xué)頂級期刊Advanced Materials發(fā)表了題為“Hierarchically molecular imprinted porous particles for biomimetic kidney cleaning”的研究性論文，該工作構(gòu)建了能夠同時特異性識別和響應(yīng)多種生物分子的光學(xué)編碼微載體，并將其集成在微流控芯片中，通過特殊的流道設(shè)計提高了芯片整體用于血液分子清除的效率。該仿生腎臟芯片兼具高效的吸附能力與實時檢測能力，并具有良好的生物安全性和相容性，在血液凈化和腎臟疾病指標(biāo)檢測等方面具有良好的應(yīng)用前景。
除了疾病診斷，在治療方面，微載體材料同樣發(fā)揮著巨大作用。通過將藥物活性成分包裹在載體基質(zhì)中或附著在載體表面，可以實現(xiàn)對藥物的有效傳輸、遞送，還能夠利用功能性材料的降解或響應(yīng)性行為使藥物成分在特定的時空環(huán)境下以可編程的方式進(jìn)行釋放。此外，藥物微載體的特征性尺度促使其在局部發(fā)揮作用，減少對全身的影響。課題組近期還在ACS Appl. Mater. Interfaces期刊發(fā)表了題為“Dual-core prebiotics microcapsule encapsulating probiotics for metabolic syndrome”的研究性論文，利用微流控技術(shù)制備了益生元微膠囊，并將乳酸菌和枯草芽孢桿菌分別包裹在獨立的腔室中。該微膠囊同時保持了兩種益生菌的活性，使其協(xié)同作用且不互相干擾，在干預(yù)代謝性相關(guān)疾病方面具有很大潛力。
近年來，課題組在基于微流控技術(shù)的微載體的制備及其在疾病診斷和治療方面的應(yīng)用領(lǐng)域取得了系列進(jìn)展，因此受邀在國內(nèi)高水平綜合性雜志Science Bulletin 上分別撰寫了題為“Thriving Microfluidic Technology”和“Tiny water droplets with huge power”的前沿評述，對微流控技術(shù)的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用做出了詳細(xì)總結(jié)和前瞻性思考。
該系列研究為我院商珞然團隊和南京大學(xué)趙遠(yuǎn)錦教授課題組合作完成，相關(guān)工作得到了科技部重大研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等項目的資助。
原文鏈接：
1、https://doi.org/10.1002/adma.202005394
2、https://doi.org/10.1021/acsami.0c13518
3、https://doi.org/10.1016/j.scib.2020.07.030
4、https://doi.org/10.1016/j.scib.2020.02.024
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