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环境与生物分析国家重点实验室伙伴实验室
(香港浸会大学)

新闻

浸大学者研制世界首创大分子机器 能主动控制治癌标靶药物释放
 香港浸会大学的学者设计和合成出一种创新的智能球状分子机器载体,能主动控制药物释放和份量,可大幅提升标靶药物的治疗效率。这是全球首次突破性的研究,有望为日后使用血癌药物如苯丁酸氮芥等标靶治疗提供更佳效果。团队的研究论文「Higher-Generation Type III-B Rotaxane Dendrimers with Controlling Particle Size in Three-Dimensional Molecular Switching」已刊登于著名学术期刊《自然-通讯》(DOI: 10.1038/s41467-018-02902-z)。

论文的所有作者均来自浸大:(左起,坐) 蔡宗苇教授、Michel A Van Hove教授,(左起,站立) 赵润东博士、关择诚和梁湛辉博士。

     分子机器的化学结构  

 
 论文的所有作者均来自浸大理学院,包括:化学系副教授梁湛辉博士、郭一苇环境与生物分析讲座教授蔡宗苇教授和博士生关择诚,以及物理系系主任Michel A Van Hove教授和博士后研究员赵润东博士。 

 团队发表了一系列具有最多15个分子机械键的新型树状大分子。这种大分子可以通过可控的分子机器集体诱导整个球体结构的伸缩,并能包封药物分子,通过癌细胞物质刺激,主动释放标靶药物。 
 
 主导这个研究项目的梁湛辉博士表示,目前的血癌治疗法是透过输送药物,杀死可能存在于血液和骨髓中的血癌细胞。但是,现时的方法不能有效地控制释放杀死自由浮动的癌细胞的药物剂量。他说,15个机械键结构类似15个机械臂,预期在进入人体后,能主动控制标靶癌细胞的药物释放和份量,提升治疗效率。 

 梁博士补充说,这种智能材料将分子机器和树状分子结合在一起,在合成、控制和主动放药方面取得了新的突破。这类合成分子的复杂性和大小,近似于一个小型病毒。由于这种智能球状分子载体的细胞毒性相对较低,因此可以作为日后长期潜伏人体的理想药物释放分子机器。新大分子的分子质量已利用质谱仪表征分析,其中的化学结构和物理特性也通过超级电脑群模拟验证。 
 
 完成分子合成的博士生关择诚说:「我很高兴在浸大完成这个富挑战性的研究工作。大分子机器的合成并不容易,中间体化合物需要机械键的合成,然后仔细纯化和表征分析。我期望在浸大创造更多新分子和研究具创意的项目。」
 
 分子机器是由分子部件装配组成,可以对特定的刺激(输入)产生机械运动(输出)的物体。轮烷树状分子是一种把树状大分子的性质结合到分子机器上的新型分子互锁结构。在各种轮烷树状分子中,第三B类型轮烷树状分子拥有最为复杂的分子结构以及最具潜在应用价值。在人工合成以及控制轮烷树状物粒子大小上的重大突破,有助科学家日后发展更为复杂的分子机器,并应用于功能材料及纳米科技,例如药物或生物分子的递送之中。 
 
 研究项目主要由大学教育资助委员会研究资助局卓越学科领域计划、合作研究基金及孔宪绍慈善基金支持的浸大创意研究院资助。