我发现氧化铁纳米颗粒模拟酶

　　中国医药报北京讯　记者白毅报道　中科院生物物理研究所阎锡蕴研究员领导的研究小组首次发现，氧化铁纳米颗粒具有类似过氧化物酶的催化活性，拓展了磁性纳米颗粒的应用。其研究论文《氧化铁纳米颗粒具有过氧化物酶活性》日前发表在国际权威期刊《自然-纳米技术》上。
　　该刊同时配发的《氧化铁纳米颗粒：蕴藏的功能》评论文章称：“阎锡蕴、柯沙和同事们首次发现氧化铁纳米颗粒具有类似过氧化物酶的催化活性，并提出了氧化铁纳米颗粒模拟酶的概念。这一发现不仅为惰性金属材料在纳米尺度具有催化活性的学说提供了新的论据，而且拓展了磁性纳米颗粒的应用。虽然在生物技术和医疗领域，如何更好地利用纳米材料的催化活性还有待探索，然而氧化铁纳米颗粒催化活性的发现，无疑将引起人们更多的关注。”
　　在纳米医学研究中，氧化铁纳米颗粒作为一种理想的材料，在疾病诊断、控制药物释放和体内分子成像领域应用潜力巨大，通常用于分离和纯化蛋白质、DNA、病毒和细胞，这主要是利用氧化铁纳米颗粒的磁性。如果将其表面连接抗体，也就成为一种能够特异识别生物分子的蛋白质，具有靶向识别和磁性分离的双重功能。在医学应用中，传统的检测方法是将纳米颗粒的磁分离作用与酶标记的抗体免疫反应结合起来，后者通过酶催化底物显色显示生物分子的存在并进行定量。
　　阎锡蕴研究员长期从事肿瘤抗体研究，近年来先后主持了国家“863”计划“肿瘤抗体药物”重大课题、国家自然科学基金、中科院方向性研究项目，并参与国家“973”计划纳米生物学研究项目。她说，“这一发现是典型的学科交叉产物，是免疫学、生物化学和材料学共同合作研究的结果。这一发现在意料之外，但又在情理之中。”
　　据介绍，研究小组最初的试验设计是为了寻找肿瘤细胞新靶标，在磁性纳米颗粒上连接了他们已获得发明专利的“抗体”，希望研制出一种新的具有识别抗原和磁性分离双重功能的免疫纳米颗粒，用于肿瘤的诊断和治疗。然而，在鉴定抗体分子是否连接氧化铁纳米颗粒时，遇到了不能排除的本底噪音。在用尽各种方法排查之后，他们没有得到预期的结果。研究小组由此推测，磁性纳米颗粒可能具有另外一种尚未被发现和证明的性质，这种性质很可能是过氧化物酶的催化活性。
　　为了证明这一大胆的推断，研究人员从不同纳米材料研究机构取样，并对不同大小尺寸的氧化铁纳米颗粒材料分别展开了仔细研究。经过几个月的努力，试验最终证实了他们的推测是正确的。随后，研究人员又巧妙地利用纳米颗粒模拟酶的这一新特性，设计了多种免疫检测方法，实现了对乙肝病毒表面抗原和肌钙蛋白的检测；并将其与蛋白质性质的辣根过氧化物酶进行比较，发现这种纳米颗粒模拟酶具有制备简单、经济、耐高温和耐酸碱等诸多优势。在此基础上，他们研制了多种新的免疫检测模型，并拓展其在其他方面的新用途，如污水处理和酸雨检测。阎锡蕴研究员表示，氧化铁纳米颗粒的应用前景不言而喻。
　　■编后：
　　对于从事科研活动的人而言，“发现”有着它的必然性和偶然性。对于一个科学规律的探索倾注大量心血，进行到了一定程度，成果必然手到擒来；偶然性体现在对于对研究中出现的看似偶然和不可能的现象，特别是当实验结果与预期相左时，如果不轻易放弃，而是认真分析，也可能会有意外的收获。阎锡蕴的研究小组就是在这样的必然性和偶然性中，获得了今天的成果——这也便是科学探索的本质。