近日由美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)的科研小組創(chuàng)造了一個包含短碳納米管的離子通道,，后者可以被插入合成磷脂雙分子層或者活的細(xì)胞膜以形成小的孔,，用于傳輸水,、質(zhì)子,、小型離子和DNA,。這些碳納米管“膜孔蛋白”對于未來健康保健和生物工程具有重要的啟示意義。碳納米管最終將用于將藥物傳輸至體內(nèi),，可以作為新型生物傳感器和DNA測序應(yīng)用的基礎(chǔ),，且可以被用于合成細(xì)胞的組成部分。

    一直以來研究人員都對研發(fā)生物細(xì)胞膜通道的人工合成類似物非常感興趣,，這些人工合成物或可以復(fù)制傳輸粒子和分子的高效率和極度選擇性,，后者常見于自然系統(tǒng)里。然而,，這些努力總會面臨人工合成學(xué)里的一些問題,，科學(xué)家們似乎永遠(yuǎn)無法完全模擬生物蛋白質(zhì)的性能。
    一般來說服用的藥片會被身體緩慢吸收然后運輸至身體各處,，但碳納米管有所不同,，它能夠確定一個需要治療的精確區(qū)域而不會傷害周圍的其它器官?！昂芏嘀委熞粋€器官疾病的高效藥物會對其它器官產(chǎn)生毒性,，” 帶領(lǐng)進行這些研究的文章首席作者、勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的生物物理學(xué)家亞歷山大 諾伊（Aleksandr Noy）這樣說道,?！斑@便是為什么將藥物傳輸至身體特定區(qū)域并只在那里釋放是更好的療法。”這項研究被發(fā)表在10月30日期刊《自然》上,。
    勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的研究小組與勞倫斯伯克利國家實驗室分子材料部,、美國加州大學(xué)默塞德分校和伯克利分校、西班牙巴斯克國家大學(xué)的同事利用碳納米管創(chuàng)造了一個更高效,、生物相容的膜孔通道,，碳納米管是一個類似吸管的分子，它包含一個卷起的石墨烯薄膜,。
    這項研究顯示盡管碳納米管結(jié)構(gòu)相對簡單,，但碳納米管膜孔蛋白具有天然離子通道的很多特征行為：它們能夠自發(fā)的插入細(xì)胞膜，可以在亞穩(wěn)電導(dǎo)態(tài)之間切換,，且表現(xiàn)出典型的高分子引發(fā)的阻礙特性,。研究小組還發(fā)現(xiàn)，與在生物通道里的情況相似,，本地通道和細(xì)胞膜帶電也可以控制碳納米管膜孔蛋白的離子導(dǎo)電性和離子選擇性,。“我們發(fā)現(xiàn)這些納米孔是研發(fā)細(xì)胞界面,、研究生物通道里的傳輸以及創(chuàng)造生物傳感器的非常有前景的仿生平臺，”諾伊說道,?！拔覀冋谒伎继技{米管膜孔蛋白或可能是第一個多功能的人造納米孔，它可以在生物和材料科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛的應(yīng)用,?！?br />    “總而言之，我們的發(fā)現(xiàn)確定了碳納米管膜孔蛋白是合成膜通道非常有前景的原型,，這些合成膜面對生物和化學(xué)挑戰(zhàn)具有內(nèi)在的堅固性,，同時具有卓越的生物兼容性，這對于生物納米流體和細(xì)胞界面應(yīng)用具有寶貴的價值,?！毖芯康谝缓献髯髡摺⒉┦亢笱芯繂T賈更（Jia Geng）這樣說道,。