纳米颗粒的毒性和生物效应可以通过改变其表面理化性质加以调控。除了表面分子的影响外，纳米颗粒的尺寸和形状对纳米生物效应也有一定的影响。然而，纳米颗粒的核材料在纳米生物效应中起到什么样的作用仍然未知。为回答这一长期存在的问题，广州大学闫兵教授团队采用了组合化学纳米颗粒库系统研究方法，揭示了纳米颗粒核材料对细胞扰动具有不容忽视的作用。这一研究为纳米生物效应和纳米材料设计应用提供了指导。
为了探索核材料在多变表面性质和粒径尺寸时的影响，本研究合成并研究了由36种纳米颗粒（其中包含Au、Pt和Pd三种核材料，6、26 nm两种尺寸，具有不同亲疏水性的六种表面化学）组合而成的纳米颗粒库。
在研究纳米颗粒核材料在细胞摄入中的影响时发现，与具有相同尺寸、形状和表面化学的Au和Pd纳米颗粒相比，Pt纳米颗粒更亲水，而且细胞摄取更少。作者进一步发现，具有相同尺寸、形状和表面化学的Au纳米颗粒能够诱导更高水平的细胞氧化应激，产生较大的细胞毒性，而有相同尺寸、形状和表面化学的Pd纳米颗粒可显著降低细胞内的H2O2，从而增加细胞存活率。
上述结果表明纳米颗粒的生物效应在形状相同时主要由纳米颗粒核材料、尺寸和表面化学共同决定。在细胞ROS产生和细胞毒性方面，核材料表现出与表面化学相当的调控能力。因此，在纳米生物效应的考量中，核材料与其他结构参数同样重要。这一发现为许多重要的纳米材料设计应用提供了指导。
该研究成果最近发表在ACS Nano 期刊上。
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Regulation of Cell Uptake and Cytotoxicity by Nanoparticle Core under the Controlled Shape, Size, and Surface Chemistries
Xue Bai, Shenqing Wang, Xiliang Yan, Hongyu Zhou, Jinhua Zhan, Sijin Liu, Virender K. Sharma, Guibin Jiang, Hao Zhu, Bing Yan
ACS Nano, 2020, 14, 289-302, DOI: 10.1021/acsnano.9b04407
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