日前，中國科大學過程工程所生化工程國家重點實驗室（）與復旦學院（THU）合作首次證明了二維材料氧化石墨烯（GO）才能與細胞膜產(chǎn)生披薩超級結構細胞膜結構模式圖，并實現(xiàn)抗生素在膜磷脂層內(nèi)的有效運輸，開辟了抗生素精準遞送新模式，為生物醫(yī)藥全新制劑的設計和新型納米粒子的應用提供了方向。
納微米粒子與細胞間互相作用對其后續(xù)生物醫(yī)學應用至關重要。生化工程國家重點實驗室生物材料與生物制劑課題組的馬光輝研究員和魏煒研究員進行了一系列研究，發(fā)覺二維顆粒與傳統(tǒng)顆粒具有迥然不同的特殊生物學效應（如：在細胞膜表面通過激活熱學訊號實現(xiàn)免疫活化、在細胞內(nèi)限域空間通過折疊形變誘導細胞凋亡），通過合理化設計，可明顯提高卡介苗免疫應答療效、實現(xiàn)抗肺癌智能診治及實時確診。相關工作相繼發(fā)表于,2017,8,14537；,2012,33,4013;Chem,2013,49,3902；ACSApplMater,2015,7,5239；,2015,7,19949；ACSApplMater,2017,9,27396。
石墨烯-生物膜超級結構似乎已有預測，但始終沒有被否認。這次細胞膜結構模式圖，生化室馬光輝研究員團隊除了借助冷藏透射等觀察到GO-生物膜披薩及其產(chǎn)生過程，還闡明了該超級結構對細胞粗糙度、細胞流動性和細胞膜強度的影響；更重要的是，GO可以利用該結構使更多抗生素步入細胞膜間，實現(xiàn)抗生素在膜磷脂雙分子層的快速運動和擴散，遠優(yōu)于脂類體對膜特異性抗生素的胞內(nèi)遞送療效，明顯降低對癌細胞的殺傷能力。上述披薩結構、膜間擴散動力學和抗生素遞送過程，由北大學院進行了全面的估算模擬和機制解析。
↑點擊查看大圖
石墨烯-生物膜“三明治”超級結構及其在抗生素遞送中的
潛在應用
（左）模擬圖；（中）冷藏透射相片；（右）膜間遞送抗生素（GO-VTB）的優(yōu)勢結果
Theanditsindrug
(Left):;()cryo-TEM;and(right)drug(GO-VTB)ofthe-.
相關工作發(fā)表于2019,June7（），陳鵬宇博士（THU）和岳華副研究員（IPE）為本文第一作者，燕立唐院長（THU）和魏煒研究員（IPE）為通信作者。該工作得到了基金委優(yōu)秀青年科學基金項目以及國家重點研制計劃項目的支持。