一種使用化學敏感的“軟”X射線新技術，為(wei) 科學家提供了一種更簡單、非破壞性的方式來了解納米世界。

　　5月25日，美國華盛頓州立大學Brian Collins團隊在《自然—通訊》上發表文章，展示了X射線方法在智能藥物遞送納米顆粒和高分子表麵活性劑納米結構研究上的應用能力。

　　人們(men) 知道，在微型納米載體(ti) 的高靶向藥物遞送和環境清理潛力得以實現之前，科學家首先需要能夠看到它們(men) 。

　　目前，研究人員必須在有機納米載體(ti) 上附著熒光染料或重金屬，再對這些載體(ti) 進行研究，但這一過程經常會(hui) 改變它們(men) 。

　　“我們(men) 已經開發了一種新技術觀察納米載體(ti) 的內(nei) 部結構、化學和環境行為(wei) ，而且不需要任何標記——這是一直未能實現的新能力。”Collins說，“目前，你需要熒光標記來觀察納米載體(ti) 內(nei) 部，但這可以改變它們(men) 的結構和行為(wei) ，特別是如果它們(men) 是由碳基材料製成的。有了這項新技術，我們(men) 能在其完全自然的狀態下觀察納米載體(ti) 的內(nei) 部，分析它們(men) 的化學特性和濃度。”

　　用於(yu) 藥物輸送的有機納米載體(ti) 通常是由碳基分子製造的，這些分子親(qin) 水或疏水。親(qin) 水和疏水分子結合在一起，會(hui) 在水中自組裝，疏水部分隱藏在親(qin) 水部分的外殼內(nei) 。疏水性藥物也會(hui) 進入該結構中，最終載體(ti) 殼隻在患病環境中打開並釋放藥物。例如，納米載體(ti) 技術有望讓化療隻殺死癌細胞而不影響患者其他機能，從(cong) 而實現更有效的給藥劑量。

　　雖然，人們(men) 知道納米載體(ti) 可以通過這種方式來製造，但研究人員無法輕易看到其結構細節，甚至無法知道有多少藥物停留在內(nei) 部或已泄漏出去。熒光標簽的使用可以突出納米載體(ti) ，甚至使它們(men) 發光，但也顯著改變了載體(ti) 。

　　相反，Collins和同事開發的技術使用軟共振X射線來分析納米載體(ti) 。

　　實際上，軟X射線是一種特殊的光，介於(yu) 紫外線和硬X射線之間，後者是醫生用來檢查骨折的光。

　　但這種特殊的X射線幾乎會(hui) 被包括空氣在內(nei) 的所有東(dong) 西吸收，所以這項新技術需要一個(ge) 高真空環境。

　　Collins團隊采用軟X射線方法研究了可打印的碳基塑料電子元件，因此，科學家認為(wei) 它可以在水基有機納米載體(ti) 上工作——通過穿透一薄層水。

　　每個(ge) 化學鍵會(hui) 吸收不同波長或顏色的軟X射線，因此在這項研究中，研究人員選擇了不同顏色的射線，通過其獨特的化學鍵照亮藥物納米載體(ti) 的不同部分。

　　“我們(men) 能調整X射線的顏色來區分分子中已經存在的化學鍵。”Collins說。

　　該技術使得他們(men) 能夠評估載體(ti) 內(nei) 核中有多少和什麽(me) 類型的材料，周圍納米殼的大小和含水量，以及納米載體(ti) 如何對變化的環境做出反應。

　　研究人員還利用軟X射線技術調查了一種高分子表麵活性劑納米載體(ti) ，這種載體(ti) 是用來捕獲海洋中泄漏的原油的。高分子表麵活性劑可以從(cong) 單個(ge) 分子中生成一種納米載體(ti) ，最大限度地利用其表麵積捕獲碳氫化合物，比如那些在石油泄漏中發現的碳氫化合物。

　　利用這項新技術，研究人員發現，高分子表麵活性劑的開放的海綿狀結構可以從(cong) 高濃度持續到低濃度，這將使其在實際應用中更有效。

　　“能夠近距離檢查所有這些結構是很重要的，這樣就可以避免昂貴的試驗和錯誤。”Collins說。

　　例如，對於(yu) 智能藥物傳(chuan) 遞，人體(ti) 內(nei) 可能有不同的溫度、pH值和刺激，研究人員想知道，在應用藥物條件下，這些納米結構是否會(hui) 保持在一起。如果他們(men) 能在開發過程的早期就確定這一點，他們(men) 就能在投資、耗時的醫學研究之前更確定納米載體(ti) 是否有效。

　　相關(guan) 論文信息：https://dx.doi.org/10.1038/s41467-021-23382-8

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