纳米颗粒是很有前途的药物输送工具，能够将药物直接施用于身体的特定部位，并避免化学治疗剂常见的可怕副作用。但是有一个问题。纳米粒子很难通过免疫系统的第一道防线：血清中标记潜在入侵者的蛋白质。因此，只有大约 1% 的纳米粒子达到其预期目标。

“没有人能逃脱血清蛋白的愤怒，”前哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院 (SEAS) 生物工程博士后研究员伊登·坦纳 (Eden Tanner) 说。

现在，Tanner 和由 Samir Mitragotri 领导的一组研究人员，他是 SEAS 的 Hiller 生物工程教授和 Hansjorg Wyss 生物工程教授，开发了一种离子力场，可以防止蛋白质与纳米颗粒结合并标记纳米颗粒。

在小鼠实验中，涂有离子液体的纳米颗粒在体内的存活时间明显长于未涂覆的颗粒，而且令人惊讶的是，50% 的纳米颗粒进入了肺部。这是第一次使用离子液体来保护血液中的纳米颗粒。

“这种涂层允许纳米粒子滑过血清蛋白并搭上红细胞的事实真的非常令人惊讶，因为一旦你能够有效地对抗免疫系统，就会有很多机会，”米特拉戈特里说，他是也是哈佛大学 Wyss 生物启发工程研究所的核心教员

该研究发表在《科学进展》上。

离子液体，本质上是液态盐，是可以保持电荷的高度可调的材料。

“我们知道血清蛋白通过附着在颗粒表面来清除血液中的纳米颗粒，我们知道某些离子液体可以稳定或破坏蛋白质，”Tanner 说，他现在是该学院化学与生物化学助理教授。密西西比大学。“问题是，我们能否利用离子液体的特性让纳米颗粒滑过看不见的蛋白质。”

“离子液体的伟大之处在于，你对它们的化学性质所做的每一个小变化都会导致它们的性质发生巨大变化，”SEAS 前研究生、该论文的第一作者 Christine Hamadani 说。“通过改变一个碳键，你可以改变它是吸引还是排斥蛋白质。”

Hamadani 目前是密西西比大学坦纳实验室的研究生。

研究人员用离子液体己烯酸胆碱涂覆他们的纳米粒子，这种物质对血清蛋白有排斥作用。一旦进入体内，这些离子液体涂层的纳米颗粒似乎会自发地附着在红细胞表面并循环，直到它们到达肺的致密毛细血管系统，在那里颗粒被剪断进入肺组织。

“这种搭便车现象是一个真正出乎意料的发现，”米特拉戈特里说。“以前搭便车的方法需要对纳米颗粒进行特殊处理才能附着在红细胞上，即便如此，它们也只能在目标位置停留约 6 小时。在这里，我们显示 24 小时后仍有 50% 的注射剂量留在肺部.”

研究团队仍然需要了解解释这些粒子为何能如此顺利地到达肺组织的确切机制，但研究证明了该系统的精确度。

“这是一种模块化技术，”坦纳说，她计划在密西西比大学的实验室继续这项研究。“任何具有表面变化的纳米颗粒都可以涂上离子液体，并且有数百万种离子液体可以调整为具有不同的特性。您可以调整纳米颗粒和液体以瞄准身体的特定位置。”

“作为一个领域，我们需要尽可能多的工具来对抗免疫系统并在需要的地方获得药物，”Mitragotri 说。“离子液体是这方面的最新工具。”