巴斯克大学：高弹性纳米粒子能通过比自身小十倍的纳米孔

根据最近在“Polymer”《聚合物》杂志发表的一项研究中，UPV / EHU的聚合物与软物质小组已经建立了一项法则，该法则确定了各种软合成纳米粒子的尺寸和弹性之间的关系，这意味着较大的纳米粒子是能够穿过比自身尺寸小少十倍的孔，而其他较小的颗粒则不能。这则有利于开发用于表征纳米颗粒的各种应用。

UPV/EHU的聚合物和软物质小组汇聚了来自材料物理中心（CSIC-UPV / EHU）、材料物理系和多诺斯蒂亚国际物理中心（DIPC）的研究人员，他们于近日在《聚合物》杂志发表了相关研究，该文章以《单链聚合物纳米粒子通过纳米孔和纳米粒子缝隙进行超滤》为题，并探索了软合成纳米颗粒通过直径或宽度小于自身尺寸的纳米孔和纳米孔的易位。

图为具有改变自身形状的高弹性纳米粒子，直到它们能够通过比其自身尺寸小10倍的孔隙（图片来源：巴斯克大学）

“我们团队的研究领域涉及聚合物链的合成及其折叠，直到形成纳米颗粒，并且我们试图将折叠后的纳米颗粒与自然界中蛋白质的折叠相匹配，”UPV/EHU的巴斯克地区大学讲师Josetxo Pomposo解释道。“这些纳米粒子的一个潜在应用就是输送药物，这些药物在链条折叠时形成的间隙中进行运输，并且可以作为载体，一旦纳米颗粒到达待治疗区域，药物就会被释放出来。”

然而，研究人员指出，保证纳米粒子发挥这种功能的前提是，它们必须能够穿过靶细胞膜，并且能够穿过膜中的孔或狭缝，这些孔又比纳米粒子本身小，所以只能由其所拥有的折叠程度和弹性决定。

在该研究中，研究小组首先在理论水平上研究纳米粒子模型，以便预测纳米粒子通过纳米孔时所发生的行为。正如Pomposo博士所解释的那样，即使一些非常大的纳米粒子，但由于它们具有高度的弹性，却也能够穿过小孔；反而其他更小、刚性更大的纳米粒子不能通过这些孔。

在这项工作，研究人员发现了一系列比例定律，将纳米粒子能够通过的最小直径与其尺寸和弹性程度相关联，或将纳米粒子通过纳米孔转移所需的临界流速与其关联。他们强调说，这种做法能够为类似的各种研究所观察到的内容提供理论基础。

根据这些信息甚至可以开发出新型表征技术：通过使软纳米颗粒通过一系列纳米孔来确定其弹性，或根据其弹性或内部凝聚力的程度来分离颗粒。Pomposo博士还强调使用新的表征技术实现的分辨率，因为这可以提供有关纳米尺寸的单个纳米颗粒的信息。