探索聚苯乙烯纳米塑料与血浆蛋白的相互作用

ANSTO的合作研究由Shinji Kihara先生和A / Prof教授领导。新西兰MacDiarmid研究所的Duncan McGillivray与ANSTO的Jitendra Mata博士，来自奥克兰大学的科学家和来自弗林德斯大学的IngoKöper教授，正在帮助更好地了解纳米塑料如何与血浆蛋白质和其他蛋白质相互作用。体内的生物分子。

这项研究最近发表在Bioconjugate Chemistry上的动机源于对环境中塑料废物数量不断增加的担忧。

在自然界中，这些塑料经历物理和化学分解过程以在微米和纳米尺度上形成微小颗粒。

对工程纳米粒子的毒理学研究表明，这些粒子在体内易于进入和移动，通常是侧面踩踏重要的生物屏障和防御异物的机制。然而，与生物医学应用中使用的工程纳米颗粒不同，这些纳米塑料的潜在影响和相互作用尚不清楚。

纳米粒子的毒性与其物理和化学性质直接相关。当纳米粒子进入体内时，它们被蛋白质层包围，这被称为“ 日冕”。松散结合的蛋白质形成“软冠”，而紧密结合的蛋白质形成“硬冠”。

利用聚苯乙烯纳米粒子和人血清白蛋白(HSA)蛋白的模型系统，研究人员使用一系列技术来确定聚苯乙烯纳米粒子 - 蛋白质冠状复合​​物的大小，组成和几何形状。

选择HSA是因为其天然丰度，而具有两种不同尺寸的带正电荷和负电荷的纳米颗粒用于评估粒度如何影响在不同pH条件下溶液中电晕的形成。研究人员使用小角度中子散射(SANS)和Bilby仪器(与Andrew Whitten博士)对比匹配来确定纳米粒子的直径并表征其独特的结构特征。

“我们的设施非常独特，因为我们可以探索蛋白质和纳米颗粒之间的相互作用，从1纳米到10微米的长度范围，这是非常难以与其他技术，”仪器科学家和共同作者Jitendra Mata博士说。在纸上。

“对比度匹配允许您将两种成分组合在一起，例如纳米颗粒和蛋白质电晕，或者我们可以掩盖其中一种感兴趣的成分。我们能够确定是否存在与蛋白质的强烈或弱相互作用，或者是否存在蛋白质的任何形状变化，“他补充说。

该研究发现粒径和pH值都决定了日冕的性质。较大的颗粒有利于形成柔软的电晕，在某些情况下完全没有硬电晕。HSA积极参与这些复合物的形成，点缀带负电荷的纳米颗粒表面。

此外，他们发现软电晕和纳米粒子表面之间的相互作用受到静电力的微妙平衡的支配。

在正在进行的研究旨在其它中子文书，包括翠鸟USANS和鸭嘴兽中子反射了解这些复杂的电晕/ nanoplastic将与其他生物实体，如细胞膜相互作用的使用。

研究人员预计，通过提供纳米粒子与生物分子相互作用的更清晰的图像，这些研究结果将对纳米粒子毒性的进一步研究产生影响。