如果醫生可以將抗癌藥物直接作用于腫瘤，從而避免藥物副作用，這樣的效果如何？據麥姆斯咨詢報道，美國國家標準技術研究所（National Institute of Standards and Technology, NIST）的研究員們獲得了一項新專利授權，一種精確尺寸納米膠囊的制備方法。這一方法使制藥廠商的靶向給藥夢想照進現實。

NIST使用微流控技術制備精確的納米級球形膠囊。這款納米級球形膠囊由脂質材料制成，這類生物分子也包含脂肪，因此這種球形膠囊被稱為脂質體。本質上，脂質體是簡化了的人造細胞膜，即細胞外殼。脂質體的內部可以容納藥 物，外部可以用特定癌細胞受體進行修飾。

NIST最近獲得了一項新專利，關于一種精確尺寸納米膠囊的制備方法，一股溶有生物分子（構建膠囊的成分）的流體（異丙醇）受兩側的水流作用而匯聚在一起。圖（a）展示了匯聚流體的白光成像圖，圖（b）和（c）展示了流體的熒光成像圖。紅色部分表明了脂質分子的存在，脂質分子最初溶解于異丙醇中，綠色部分表明了水的存在。流體通過流道流動，流道寬度最大200微米或幾百萬分之一米，流體最終被匯聚于某一點，在該點溶解了的生物分子聚集成直徑數百納米或十億分之一米的納米膠囊

圖像來源：A. Jahn, W.N. Vreeland, M. Gaitan, L.E.Locascio/美國國家標準技術研究所

通過這種方法制備出來的脂質體的典型直徑為100-400納米或十億分之一米。這種尺寸范圍有助于將脂質體結合到細胞表面，通常細胞的直徑為1-10微米或幾百萬分之一米。

制備脂質體的典型方法包括將脂質溶液通過過濾器進行過濾，這種工藝會造成制備的脂質體尺寸差異較大。而且，這種方法會造成浪費，大量昂貴的藥物無法被捕獲到脂質體內部，最終被丟棄。

在NIST技術中，脂質材料被溶解在異丙醇中，包含脂質的溶液被壓入一個狹窄的流道后，受到來自多個方向的水流沖擊而匯聚在一起。脂質分子具有疏水性，在水流沖擊下聚集在一起并行成球形脂質體。脂質體尺寸可以通過調節水流的流速來進行控制。

“我們可以精確控制脂質體的制備并通過流速調節來改變脂質體的尺寸。”在NIST物理測量實驗室工作的Michael Gaitan說到。

研究人員可以把藥物或其它感興趣的分子溶解于水流中，Gaitan解釋說。這些分子的濃度調節可以決定最終進入脂質體內部的藥物量，所需藥物量最低可以達到單分子水平。

該制備方法最初由基礎研究開發而來，目前已經有多家公司感興趣希望獲得授權許可。Gaitan及其合作者Laurie Locascio正在尋找將單個分子放入充液膠囊的方法，用以研究單個分子在流體環境中的行為。以前的方法是將單個分子固定在載玻片上，但這并非自然環境，充滿液脂質體則更接近細胞環境。一旦這種技術被成功開發，研究人員就可以自由制備多種尺寸的脂質體，潛在的給藥應用也將逐漸明朗。研究人員的這項研究在去年年底獲得了專利授權。。

“這項研究及相關專利在按需給藥領域也有重大意義，在某種程度上也適用于個體化或精準醫療。”NIST材料測量實驗室主任Laurie Locascio說到。

“這項專利如此重要的原因是，這是一項方法專利。”這是一種更通用的專利，Gaitan解釋說，“這種方法不需要特定的實驗裝置，是一種可以通過多種途徑都能實現的通用方法。”

展望未來，NIST納米科學技術中心的研究員們將利用不同類型的納米粒子制備更多的膠囊，繼續開發更多基于該技術的應用。。Gaitan表示，尺寸和控制是納米技術的關鍵。如果能制備出尺寸精確的納米容器，將開啟更多的新興應用。