法国巴黎第六大学Nat. Mater.: 非特异性作用主导纳米形状的物体在哺乳动物细胞质中的扩散

【引言】

大分子在真核细胞细胞质中的扩散速率变化十分大，高达几个数量级，这个可以说明其在细胞中所进行的动力学。然而，我们目前仍未实现用一种通用的描述来概括布朗运动或其他不知名细胞内扩散运动与其结构和生物化学性质上的联系。

【成果简介】

近日，法国巴黎第六大学通过测量单个荧光纳米粒子在哺乳动物细胞中的移动速率，获得了对胞内扩散较充分的分析，确定了追踪物大小、生化性质和移动速率之间的关系。50nm以下的纳米粒子在中等和低黏度的流体中因为可忽略的分子拥堵，表现为布朗运动。增加细胞质内纳米粒子间的非特异性作用可以逐渐减少其流动性，从而导致次扩散行为的产生。该成果以题为"Non-Specific Interactions Govern Cytosolic Diffusion of Nanosized Objects in Mammalian Cells"发表在Adv. Mater.上。

【图文导读】

图1.相似大小的纳米粒子拥有不同的扩散行为

图2.50nm以上的纳米粒子在细胞质中的移动速率显著降低

图3.QDs-PEG-NH₂表现出次扩散行为和遍历性破坏

图4.CTRW模型捕捉所有不同的纳米粒子的扩散行为

图5.纳米粒子的扩散速率可以被非特异性作用分级

图6.胞质流动的基本模型

【小结】

在这个工作中，作者通过测量单个荧光纳米粒子在哺乳动物细胞中的移动速率，获得了对胞内扩散较充分的分析，确定了追踪物大小、生化性质和移动速率之间的关系。50nm以下的纳米粒子在中等和低黏度的流体中因为可忽略的分子拥堵，表现为布朗运动。增加细胞质内纳米粒子间的非特异性作用可以逐渐减少其流动性，从而导致次扩散行为的产生。

文献链接：Non-Specific Interactions Govern Cytosolic Diffusion of Nanosized Objects in Mammalian Cells(Nat. Mater., 2018, DOI: 10. 1038/s41563-018-0120-7)

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