纳米材料已逐渐应用于人们的日常用品如防晒霜、餐具、衣服、运动用品等，在生物医学领域如药物载体、癌症治疗、基因治疗、抗菌材料、组织工程、医学诊断、生物传感器等方面具有广泛的应用前景。如果纳米纤维状的石棉被吸入人体内，附着并沉积在肺部，可能造成如石棉肺、胸膜和腹膜的皮间瘤等肺部疾病；因此，人们越来越担心纳米材料的纳米特性，如小尺寸效应、表面和界面效应以及量子尺寸效应等，可能引发特殊的生物学效应，给人类健康造成威胁、给环境以及社会带来负面影响；这就是目前学术界、国际社会日益关注的纳米技术安全性问题。纳米材料与生物系统包括细胞、组织、器官、动物、人体等之间的相互作用是纳米生物医学科技领域的重要前沿科学问题。
通常，纳米材料进入生物环境会吸附生物环境中的蛋白质分子而形成一个动态的纳米颗粒-蛋白质环(nanoparticle protein corona)，学术界常以这种蛋白质冠状效应为“模型”去解释纳米-生物界面所发生的相互作用。浙江大学硅材料国家重点实验室/高分子科学与工程学系的徐明生教授在揭示纳米材料与生物体系之间的相互作用领域取得了突破性进展，5月14日由“自然出版公司”(Nature Publishing Group)出版的《科学报道》（Scientific Reports 2, 406 (2012)； DOI:10.1038/srep00406)发表了徐明生教授为第一作者兼通讯作者的论文“Formation of Nano-Bio-Complex as Nanomaterials Dispersed in a Biological Solution for Understanding Nanobiological Interactions”。该研究工作采用透射电子显微镜等技术研究发现：纳米材料在生物环境中不但会吸附生物环境中的蛋白质分子，而且会选择性地吸附生物环境中的离子/分子而形成纳米-生物-聚集物或离子环(nano-bio-complex或nanomaterial ion-corona)；并且这种聚集物的形成与生物环境中有无蛋白质分子没有联系。该研究报道的若干发现对于揭示纳米材料-生物之间的相互作用是一个重大突破，极大的加深了我们对纳米颗粒在生物环境中的冠状效应的理解，对于理解纳米材料的细胞毒性机理，该工作是一个奠基之作，具有重要的科学意义和应用价值！审稿人对这一研究工作给予了高度评价（“This manuscript represents a great step towards understanding the corona effect of nanoparticles in solution, both from proteins and ions/molecules in solution. This lays the groundwork for better understanding of nanoparticle toxicity by elucidating the role of the particle vs the role of the surface.”; “This type of studies is certainly important to explore cellular activities in presence of nanomaterials, particularly to understand the cellular toxicities and that is why the reported findings can have potential contribution for future applications of nanomaterials.”）。
徐明生博士是高分子科学与工程学系引进的教授，目前在陈红征教授研究组从事纳米技术安全性、二维纳米晶体如石墨烯、新一代快速的基因测序技术等前沿交叉领域相关研究工作。有关工作得到了国家自然科学基金委，浙江省自然科学基金委，浙江省科技厅，浙大高分子科学与工程学系及硅材料国家重点实验室的资助和支持。
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M. S. Xu, et al. Formation of Nano-Bio-Complex as Nanomaterials Dispersed in a Biological Solution for Understanding Nanobiological Interactions. Sci. Rep. 2, 406 (2012); DOI:10.1038/srep00406.
