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纳米科学先驱Chad Mirkin:构建物质新维度,重塑医疗诊断与疫苗开发

纳米科学先驱Chad Mirkin:构建物质新维度,重塑医疗诊断与疫苗开发

Chad Mirkin,一位在纳米科学领域深耕三十余载的先驱,凭借其构建新型材料的能力,尤其是“球状核酸”(Spherical Nucleic Acids, SNAs)的创新,荣获了2023年卡弗里纳米科学奖。SNAs是一种将DNA或RNA片段精确附着于纳米颗粒表面的结构,其独特之处在于,当特定DNA序列存在时,这些纳米颗粒能够自组装成精美的晶格结构,引发溶液颜色从红色变为蓝色,这一现象为DNA检测提供了全新的可视化手段。

Mirkin教授的研究不仅止步于诊断。他发现,SNAs能够有效递送DNA和RNA进入细胞,为操纵细胞功能开辟了道路。在癌症治疗方面,SNAs可用于抑制癌细胞中异常蛋白质的产生;在自身免疫性疾病如银屑病中,它们能调控炎症蛋白的表达,将病变皮肤状态引导至健康状态。这些应用预示着精准医疗的新纪元。

更具颠覆性的是,SNAs在疫苗研发领域展现出巨大潜力。通过精确设计佐剂和抗原在SNAs上的空间排列,而非简单混合,能够显著提升疫苗的效力。实验数据显示,特定结构的SNAs疫苗在治疗HPV感染的小鼠模型中,甚至实现了完全治愈。结合人工智能优化纳米结构设计,有望加速高效、个性化疫苗的开发进程,彻底革新疫苗研发范式。

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