纳米材料在被丢弃后如何与环境相互作用潜在的毒性和健康问题.无论纳米材料是否因其抗微生物特性被纳入商业商品(如运动服)或用于靶向药物治疗,其总体流行度正在上升。因此,人们接触这些材料的可能性也在增加。
QCM-D(石英晶体微平衡与耗散监测)可以作为更好地理解纳米颗粒与细胞的相互作用的一步,通过支持的脂质双分子层(SLB)近似细胞表面,然后流动的纳米颗粒穿过模型细胞膜到探讨纳米颗粒与细胞膜的相互作用。使用这种细胞膜模拟允许研究人员简化细胞,并通过建立复杂性来研究膜的特定方面。从模型细胞膜或纳米颗粒本身的角度可以研究许多变量。这些包括:
在这篇文章中,我将简要介绍这一研究领域,并强调一些重要的参考文献和令人兴奋的近期工作。
关于这类研究的一个伟大的事情是,分析设计的细节已经概述,并有发表的食谱如何在QCM-D传感器上形成支撑脂质双分子层.
第一篇阐述QCM-D如何独特地探测脂质囊泡沉积以及囊泡破裂形成固体基质上的SLB的机制的论文由“用石英晶体微量天平测定脂囊吸附的表面比动力学凯勒C. A.;王志强,王志强。生物力学与工程学报,2004,29(3):379 - 379。在这篇参考文献中,研究了三个不同的表面:
在(1)疏水表面,发现有一单层脂质沉积。在金表面,囊泡完整地吸附。然而在二氧化硅表面,囊泡最初完整地吸附,直到达到显著的表面浓度,然后囊泡破裂形成脂质双分子层。
几年后,详细描述了如何在不同表面(包括二氧化硅、二氧化钛和金)上形成slb的逐步协议石英晶体微天平,支持脂质双分子层在各种基质上的耗散监测曹,新泽西;弗兰克,C. W.;Kasemo b;Höök, F.自然学报2010,5,1096-1106。这是非常有用的参考,对于那些新的脂质双分子层,正在寻找详细的步骤说明,如何准备这些类型的表面。
示例QCM-D数据显示了脂质双分子层的形成,并附有相应的插图,如图所示。
囊泡破裂至脂质双分子层的“指纹”是QCM-D技术独有的
QCM-D数据在制造SLB时的关键特征是图中(B)所示的特征破裂步骤。在表面吸附的囊泡达到临界覆盖后,或当施加外部刺激时,如活性肽或渗透压的变化,随着囊泡破裂和脂质双分子层形成,囊泡内相关溶剂的质量损失,频率增加。这也是为什么耗散减少,因为吸附层正在从一个软粘弹性囊泡膜与相当多的伴生溶剂到刚性脂质双分子层很少或没有伴生溶剂。这种囊泡破裂到脂质双分子层的“指纹”是QCM-D技术所独有的,可以探测双分子层形成的机制。表面支持成分、离子强度、pH值、囊泡复杂性以及胆固醇或膜蛋白等成分可以被改变,它们对所产生的脂质双分子层形成的影响可以被探测。
在脂质双分子层(或完整的囊泡层)制备之后,通常会有颗粒溶液从顶部飞过,所产生的信号变化与颗粒如何与膜表面相互作用相对应。颗粒类型、大小、浓度、外涂层化学、溶液离子强度、pH值和温度的影响都可以测量。许多不同的小组正在这个领域工作。下面我列出了五个不同的研究:
开放获取含相分离结构域的脂质双分子层的形成及其与金纳米颗粒的相互作用E. S.梅尔比等人,Environ。科学。:纳米2016, 3,45 -55。由英国皇家化学学会出版。.
已获授权发布溶液化学和软蛋白冠对银纳米颗粒与模型生物膜相互作用的影响Q. Wang等,Environ。科学。抛光工艺。2016, 50(5), 2301-2309。版权所有2016年美国化学学会
“TiO2纳米颗粒与支持的脂质膜的相互作用——去除膜斑块的一个例子”F. Zhao等人,RSC副词.,2016,6, 91102 - 91110。

在我们的应用笔记中阅读更多关于纳米材料与生物系统相互作用的评估和表征:
