近日，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心王俊峰研究员课题组，在研究自然界趋磁细菌生物矿化机制的基础上，仿生合成具有高效磁靶向及肿瘤组织穿透性的软铁磁类磁小体纳米材料。相关研究成果日前发表在《美国科学院院刊》上。
近年来，随着磁性纳米药物的发展，利用施加外部磁场提高磁性纳米药物靶向效率，成为一种重要且安全的物理干预策略。
趋磁细菌具有独特的细胞内结构——磁小体。然而，由于天然磁小体颗粒之间的强磁相互作用，从趋磁细菌中直接分离提取的磁小体在体外环境中十分容易聚集沉淀，从而阻碍了它们穿透病变组织的能力，并且其在血管中的沉积也存在潜在危险和生物毒性。因此，合成尺寸小但保留了天然磁小体软铁磁特点的类磁小体纳米材料，成为研究人员的努力方向。
考虑到趋磁细菌生物矿化所需的两个关键因素——磁小体膜与磁小体调控蛋白，课题组的研究人员通过在反相胶束体系中引入mms6蛋白，构建了一个类似天然磁小体囊泡的纳米反应器，在体外重构了趋磁细菌磁小体生物矿化的微环境，并通过这一方法仿生合成了类磁小体。该类磁小体具有与天然磁小体一致的立方八面体的晶型以及类似的磁学性质及高饱和磁化强度，可以快速响应外部磁场。同时，该类磁小体还具有优异的单分散性、均一的小尺寸和良好的水溶性。
体内mri实验与组织分布实验结果表明，与其他磁性纳米药物相比，仿生合成的类磁小体在肿瘤组织中的靶向性与穿透性提高了一个数量级。