近日，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家納米科學(xué)中心高興發(fā)團(tuán)隊(duì)在醫(yī)用納米材料理論研究方面取得進(jìn)展。相關(guān)研究成果以Computer-aided nanodrug discovery: recent progress and future prospects和Optimizing the standardized assays for determining the catalytic activity and kinetics of peroxidase-like nanozymes為題，分別發(fā)表在《化學(xué)學(xué)會(huì)評(píng)論》（Chemical Society Reviews）與《自然-實(shí)驗(yàn)手冊(cè)》（Nature Protocols）上。該團(tuán)隊(duì)綜述了醫(yī)用納米材料設(shè)計(jì)的最新研究動(dòng)態(tài)，展望了未來(lái)發(fā)展方向，并提出了計(jì)算輔助設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)方法在推動(dòng)領(lǐng)域發(fā)展方面的作用。

　　納米材料因獨(dú)特的物理化學(xué)特性，在疾病預(yù)防和治療方面展現(xiàn)出潛力。然而，面對(duì)眾多的納米材料種類(lèi)和復(fù)雜的納米-生物界面相互作用，實(shí)現(xiàn)具有特定生物醫(yī)學(xué)功能的納米材料的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)和篩選面臨挑戰(zhàn)。計(jì)算機(jī)集群和算法的快速發(fā)展為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)提供了契機(jī)。該研究探討了計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)用納米材料發(fā)現(xiàn)的潛力，強(qiáng)調(diào)了計(jì)算方法在揭示納米材料與生物分子間關(guān)鍵界面相互作用如表面吸附、超分子識(shí)別、表面催化和化學(xué)轉(zhuǎn)化等方面的重要意義。這些相互作用是決定納米材料醫(yī)學(xué)功能的關(guān)鍵因素。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)研究了機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)如何通過(guò)分析大量實(shí)驗(yàn)和計(jì)算數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)納米材料的醫(yī)學(xué)功能，為個(gè)性化精準(zhǔn)醫(yī)療提供了新途徑。這種跨學(xué)科的創(chuàng)新整合可以加速醫(yī)用納米材料的研發(fā)進(jìn)程，為未來(lái)精準(zhǔn)納米藥物的設(shè)計(jì)和篩選提供技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)更高效、更安全的治療方式以滿足臨床治療的個(gè)性化需求。

　　納米材料的類(lèi)酶催化活性是其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的關(guān)鍵特征。為了促進(jìn)具有類(lèi)酶催化活性的醫(yī)用納米材料的發(fā)展，需要精確調(diào)控其活性位點(diǎn)的幾何和電子結(jié)構(gòu)，以優(yōu)化催化活性和底物選擇性。因此，對(duì)這類(lèi)納米材料的催化活性和動(dòng)力學(xué)特性的準(zhǔn)確表征變得至關(guān)重要。為此，高興發(fā)團(tuán)隊(duì)與北京理工大學(xué)梁敏敏團(tuán)隊(duì)合作，提出了改進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)化方法。這一方法結(jié)合傳統(tǒng)酶的米氏動(dòng)力學(xué)和納米材料的理化性質(zhì)，能夠更準(zhǔn)確地描述不同形狀、尺寸和組分的類(lèi)過(guò)氧化物酶納米材料的動(dòng)力學(xué)活性。該方法有助于全面評(píng)估不同類(lèi)酶催化納米材料的酶學(xué)特性，對(duì)推動(dòng)這些醫(yī)用納米材料在實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)展具有重要意義?？紤]到現(xiàn)有的催化活性測(cè)定技術(shù)以及活性位點(diǎn)數(shù)量與表面積的測(cè)量技術(shù)已相對(duì)成熟，這種優(yōu)化的表征方法有望在納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用，為設(shè)計(jì)和篩選具有特定生物醫(yī)學(xué)功能的納米材料提供實(shí)驗(yàn)支持。

　　研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金等的支持。

醫(yī)用納米材料理化性質(zhì)及影響其醫(yī)學(xué)功能的納米-生物界面相互作用