手性納米材料的制備及其抗菌和抗病毒研究進展

關(guān)鍵詞 手性； 納米材料； 光學性質(zhì)； 表征； 細胞； 抗菌； 抗病毒

手性是自然界和生物體中普遍存在的現(xiàn)象，在分子和宏觀層面隨處可見，并在生命系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用［1-2］。生命體中的許多生物聚合物如DNA和核酸［3］等都表現(xiàn)出手性特征，這一特征使構(gòu)成生命體的小分子具有手性，如構(gòu)成生物體的核糖和脫氧核糖是D-單糖［4］。除了甘氨酸外，人類蛋白質(zhì)的主要成分是L-氨基酸［5］。當手性分子與生命體的這些手性因子相互作用時，只有一種構(gòu)型有利于生命體的健康發(fā)展［6］，也就是說，手性宿主環(huán)境只能選擇性地與一種構(gòu)型的手性分子相互作用［7］，而手性相互作用的差異通常表現(xiàn)為手性識別、相互匹配以及與體內(nèi)手性分子的相互作用［8］。手性分子的立體選擇性會產(chǎn)生藥效學和毒理學的差異，最終可能產(chǎn)生不同的效果，甚至相反的毒性作用［9］。此外，手性分子的對映體在生物化學活性、毒性、轉(zhuǎn)運機制和代謝途徑等方面表現(xiàn)出顯著差異［10］。手性藥物必須與受體分子協(xié)同作用才能達到預(yù)期效果。通常一種異構(gòu)體可以產(chǎn)生有效的治療活性，而另一種可能是無活性甚至是有毒的［11］。例如，生理性無硫藥物D-青霉胺可用于治療肝豆狀核變性病、肝炎和類風濕性關(guān)節(jié)炎等疾病，并預(yù)防早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變［12］。相反，L-青霉胺對人體具有毒性并在人體內(nèi)產(chǎn)生某些有害影響，如神經(jīng)炎和骨髓炎。手性識別是自然界的一個基本過程，也是分子識別過程中的一種特殊模式。因此，手性納米材料的設(shè)計和合成在對映體的鑒定和分離、藥理學、生物學和藥物開發(fā)等領(lǐng)域具有重要意義［13］。

在最近的10 年里，手性納米材料因其獨特的光學性質(zhì)和奇特的生物學功能引起了研究人員廣泛的關(guān)注［14］。由于生物系統(tǒng)固有的手性性質(zhì)及其高對映選擇性，越來越多的研究者對通過控制納米材料的手性性質(zhì)來增強生物分子相互作用并改善納米醫(yī)學的應(yīng)用越來越感興趣。因此，研究者進行了許多研究來探索手性納米材料與生物系統(tǒng)之間的相互作用［15］，發(fā)現(xiàn)制備的手性納米材料在部分生物醫(yī)學領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用前景。

本文在介紹如何制備手性納米材料的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)了手性納米材料獨特的光學性質(zhì)及其表征手段，以及其對細胞的影響和在抗菌及抗病毒領(lǐng)域的研究進展，旨在為手性納米材料在抗菌及抗病毒領(lǐng)域的發(fā)展提供一定的參考價值。

1 手性納米材料的制備

手性納米材料的制備通常有2 種主要方法：自上而下和自下而上［16］。自上而下最常見的方法是光刻法，而光刻法主要是利用光從整個材料中產(chǎn)生具有細微圖案的小顆粒，這種方法主要受到對設(shè)備和儀器高要求的限制。而自下而上的方法為制備具有優(yōu)異功能的手性納米材料提供了一種方便而通用的方法［17］，主要包括3 種策略：手性配體介導法、自組裝法和外場感應(yīng)法。

1.1 手性配體介導法

在眾多制備手性納米材料的方法中，手性配體介導法是最簡單、最高效和最方便的策略之一，被廣泛用于構(gòu)建具有獨特形貌和特定功能的手性納米材料［18］。手性配體包括氨基酸、短肽和手性衍生物，在手性配體介導的制備方法中發(fā)揮著不可替代的作用。

根據(jù)手性配體的添加周期，手性配體介導法可以發(fā)生在合成之初、合成過程中以及合成的后修飾。在合成之初，手性配體通常與金屬離子形成手性配合物，以指導無機核的制備［19］（圖1）。有機配體的手性對映體會導致表面晶格畸變，從而使納米顆粒具有高手性光學活性。例如，Yeom 等［20］在合成開始時添加L-/D-半胱氨酸，制備了具有強對稱圓二色光譜信號的氧化鈷納米顆粒。手性納米材料也可以通過對合成的納米顆粒進行合成后修飾來制備［21］。例如，Rodríguez-Zamora 等［22］使用L-半胱氨酸修飾非手性金納米顆粒的表面來制備手性金納米材料，他們發(fā)現(xiàn)L-半胱氨酸傾向于與Au 的（321）晶面結(jié)合，從而誘導對映體富集和手性模板效應(yīng)。

1.2 自組裝法

自組裝法可用于將各種類型的非手性或手性構(gòu)建塊組裝成具有強手性光學活性的特定形態(tài)［23-24］，可以使用軟或剛性手性模板來構(gòu)建手性納米結(jié)構(gòu)。軟模板包括手性凝膠、液晶、蛋白質(zhì)/肽原纖維或DNA 原纖維［25］，剛性模板可以以手性中孔二氧化硅為例。無機納米粒子通常使用非共價或共價相互作用與手性軟模板組裝［26］，并且它們可以形成二聚體、三聚體、四聚體、螺旋體、金字塔和其他具有強手性光學活性的復雜形態(tài)。例如，銀或金納米粒子可以使用DNA 作為手性模板組裝成螺旋納米結(jié)構(gòu)［27］。金納米螺旋也可以通過使用肽組裝體作為手性模板原位還原Au3+來制備，研究發(fā)現(xiàn)，肽序列的細微變化可以改變手性金納米粒子的末端結(jié)構(gòu)［28］（圖2），納米顆粒也可以聚集在蛋白質(zhì)纖維上，在近紅外光譜中形成具有強手性信號的等離子體結(jié)構(gòu)［29］，用來分析手性來源和單粒子級結(jié)構(gòu)。

互補DNA 序列也可以用來構(gòu)建手性納米結(jié)構(gòu)。González-Rubio 等［30］使用互補DNA 序列將4 種不同的納米顆粒組裝成手性金字塔的L-和D-對映體，在可見光范圍內(nèi)表現(xiàn)出對稱的手性信號，這種構(gòu)建方法的簡單性和可預(yù)測的手性光學活性促進了納米金字塔對映體的應(yīng)用。另外，Yan 等［31］還使用季烷基鹵化銨膠束聚集體與各向異性半導體納米顆粒組裝制備了手性等離子體納米材料，形成了在近紅外中具有強手性光學活性和可控形貌的螺旋等離子體結(jié)構(gòu)，這為手性傳感提供了一種很有前途的策略。

1.3 外場感應(yīng)法

具有手性性質(zhì)的外場在賦予納米材料手性性質(zhì)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。圓偏振光和磁場是構(gòu)建手性納米材料的常用方法。納米顆粒通過外場對手性進行“鎖定”的能力為制備具有高手性光學活性的納米結(jié)構(gòu)提供了一種很有前途的策略。圓偏振光作為一種物理力，促進手性光子向物質(zhì)的手性轉(zhuǎn)移，因此，圓偏振光可以驅(qū)動手性納米材料的形成［32］。如Kim 等［33］通過具有左旋/右旋性質(zhì)的圓偏振光構(gòu)建了手性金納米顆粒，其作用機制是利用圓偏振光產(chǎn)生扭曲電場，并通過氧化還原反應(yīng)誘導金納米立方體從角落開始生長（圖3）。此外，Wang 等［34］使用圓偏振光照射金的鹽溶液，形成手性金納米結(jié)構(gòu)，而金納米粒子在動態(tài)組裝過程中的不對稱位移是由圓偏振光驅(qū)動的。

2 手性納米材料的光學性質(zhì)及其表征

與分子對應(yīng)物類似，手性納米材料表現(xiàn)出獨特的光學性質(zhì)，如圓二色性（或與圓二色性相關(guān)的光學旋轉(zhuǎn)色散）和圓偏振發(fā)光效應(yīng)，它們對材料的結(jié)構(gòu)排列高度敏感，這些獨特的光學性質(zhì)及其表征是手性納米材料應(yīng)用的基礎(chǔ)。

2.1 手性納米材料的光學性質(zhì)

1）等離子體圓二色性效應(yīng)。目前，已經(jīng)報道了各種手性納米材料的圓二色性響應(yīng)，包括陶瓷［35］、半導體［36］和金屬材料［37］。其中，貴金屬納米材料是研究構(gòu)型-性質(zhì)關(guān)系的理想材料，因為它們巨大的局域表面等離子體共振是由粒子表面自由電子的諧波振蕩產(chǎn)生的，這種共振將遠場光輻射集中到亞波長體積中，從而實現(xiàn)強的光-物質(zhì)相互作用［38］。相關(guān)的大偶極強度使單個貴金屬納米顆粒具有強大的光吸收劑。當納米顆粒以手性構(gòu)型排列時，單個納米顆粒的表面等離子體共振將進一步耦合以形成在整個結(jié)構(gòu)上延伸的集體模式［37］。這一現(xiàn)象在經(jīng)典模型中得到了很好的體現(xiàn)［38］。通常，與手性金字塔結(jié)構(gòu)相比，螺旋排列的Au 納米粒子組件顯示出很高的等離子體圓二色性效應(yīng)［39］。等離子體圓二色性響應(yīng)對螺旋中納米顆粒的排列高度敏感，即使使用相同的方法在螺旋中添加或移除單個納米顆粒也會改變等離子體圓二色性的符號［39］。另外，等離子體圓二色性響應(yīng)隨粒子間距離的增加呈指數(shù)衰減。

2）光子圓二色性響應(yīng)。除了產(chǎn)生等離子體圓二色性效應(yīng)外，還可以通過手性周期性電介質(zhì)組件（即手性光子晶體）對圓偏振發(fā)光的反射來獲得強的光子圓二色性響應(yīng)。最簡單的例子是以螺旋結(jié)構(gòu)存在的一維手性光子晶體，該晶體是線性構(gòu)建塊在每一層中以相同方向?qū)R的結(jié)果，并且在相鄰層之間保持恒定的扭曲角，該結(jié)構(gòu)選擇性地反映具有與該結(jié)構(gòu)相同手性的圓偏振發(fā)光［40］。在分子系統(tǒng)中，手性向列液晶通常就是這種1D 手性光子晶體結(jié)構(gòu)［40］。自然界中的植物和動物也是利用這種設(shè)計有效地反射圓偏振發(fā)光，從而呈現(xiàn)出彩虹色［41］。最近，通過超薄無機納米線的Langmuir-Blodgett 組裝復制了這種結(jié)構(gòu)［42］，最終發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)手性超結(jié)構(gòu)中的節(jié)距長度和節(jié)距數(shù)，可以很容易地獲得不同波長下的光子圓二色響應(yīng)。

3）圓偏振發(fā)光效應(yīng)。當材料含有不同量的左旋偏振光和右旋偏振光時，就會產(chǎn)生圓偏振發(fā)光。在分子系統(tǒng)中，自組裝過程在圓偏振發(fā)光中起著2 個重要作用：與單個分子相比，手性發(fā)光體的自組裝增強了發(fā)光各向異性因子［43］，而非手性發(fā)光體自組裝成手性超結(jié)構(gòu)賦予了系統(tǒng)新的圓偏振發(fā)光，而單個分子則沒有這種圓偏振發(fā)光效應(yīng)［44］。當發(fā)光無機納米顆粒與某些手性分子共組裝形成“手性主體-非手性發(fā)光客體”超結(jié)構(gòu)時就獲得了圓偏振發(fā)光效應(yīng)。許多發(fā)光無機納米顆粒，如量子點［45］、稀土上轉(zhuǎn)換納米顆粒［46］和鈣鈦礦納米晶體［47］，在與手性凝膠共組裝時就產(chǎn)生了圓偏振發(fā)光效應(yīng)。

2.2 手性納米材料的表征

手性納米材料的表征同納米材料類似，通?？梢酝ㄟ^透射電子顯微鏡、高倍透射電子顯微鏡、紫外-可見吸收光譜、熒光光譜、紅外光譜、X 射線衍射和X 射線光電子能譜等手段對其納米結(jié)構(gòu)進行表征，但是由于手性納米材料具有獨特的圓二色性效應(yīng)，還可以通過圓二色光譜對其手性進行表征，其原理為測量手性納米材料對左旋和右旋圓偏振光的吸收差異，而圓二色光譜的不對稱程度則由吸收不對稱因子表示。例如，Wang 等［48］合成了手性金納米顆粒，隨后通過圓二色光譜驗證了金納米顆粒具有手性，后又通過吸收不對稱因子衡量了它的不對稱程度。此外，手性光學活性還可借助旋光光譜和振動圓二色光譜進行表征。另外，由于手性納米材料的圓偏振發(fā)光來源于材料的激發(fā)態(tài)手性，依賴于材料的手性和熒光，因此手性納米材料的手性還可以通過圓偏振發(fā)光光譜進行表征，其不對稱程度則由發(fā)光不對稱因子表示。

3 基于手性納米材料的抗菌和抗病毒研究進展

由于生物系統(tǒng)的同手性，具有特定手性構(gòu)型的納米材料在抗菌和抗病毒領(lǐng)域表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢，因為它們具有高的細胞攝取效率、高的細胞穩(wěn)定性、高的生物選擇性以及更好的生物相容性［49-51］。而對于抗菌和抗病毒應(yīng)用，在使用前有必要對其生物毒性和生物相容性進行評估，治療后還需要對生物安全性進行評估。因此，生物安全性評估的范圍主要包括體外和體內(nèi)生物相容性。

3.1 手性納米材料的生物安全性評估

1）體外生物相容性。近年來，研究者們對多種手性納米材料的毒性進行了廣泛的研究，但是納米材料的生物相容性受到各種因素的影響，而且劑量依賴性很高，并且與最終的顆粒大小也密切相關(guān)，其次還與手性納米材料在體內(nèi)的分散穩(wěn)定性有關(guān)，如果納米材料在體內(nèi)聚集為大顆粒則可能會明顯降低藥效，或者產(chǎn)生很嚴重的毒副作用。因此，到目前為止，還沒有關(guān)于手性納米材料中何種異構(gòu)體表現(xiàn)出更高的生物相容性的確切結(jié)論。研究發(fā)現(xiàn)，手性納米材料在多種細胞系中表現(xiàn)出良好的生物相容性，如宮頸癌細胞等。手性氨基酸誘導的過渡金屬手性納米材料在一定濃度范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的生物相容性。例如Li 等［52］研究的手性氧化鉬（MoO3-x）在宮頸癌細胞中具有良好的耐受性。細胞對不同價態(tài)的氧化鉬耐受性不同，因為它們的粒徑不同，結(jié)果表明，MoO2.8 的生物相容性優(yōu)于MoO2，其中，150μg/mL MoO2.8 和50 μg/mL 的MoO2 都可保持85%以上的細胞存活率。另外，生物透射電鏡也可用于評估細胞的結(jié)構(gòu)損傷。在安全濃度下，MoO3-x 可以成功地內(nèi)化到宮頸癌細胞中，并且從電鏡中可以觀察到細胞膜結(jié)構(gòu)完整，細胞質(zhì)均勻且無空泡（圖4），這些都證實了它們具有良好的生物相容性并且適用于生物醫(yī)學領(lǐng)域。

2）體內(nèi)生物相容性。①主要器官損傷。在生物醫(yī)學應(yīng)用方面，手性納米材料通常通過靜脈注射和原位注射的方式輸送到模型動物體內(nèi)。無論何種方式，手性納米材料都可以參與動物的血液循環(huán)并進入到主要器官。通常，免疫組織學方法如蘇木精-伊紅染色可用于評估手性納米材料在體內(nèi)的組織相容性。Wang 等［53］檢測了手性AuCuAu 納米棒的毒性，他們在0、5、10、15 和20 d 通過向每只小鼠尾靜脈注射50 μg/mL L-AuCuAu 納米棒，然后采集每只小鼠的心、肝、脾、肺和腎，免疫組織學結(jié)果顯示，L-AuCu?Au 納米棒對肝臟和腎臟在內(nèi)的主要代謝器官沒有明顯毒性。Hou 等［54］研究了L-和D-谷胱甘肽穩(wěn)定的金納米顆粒的生物相容性，給小鼠的尾巴靜脈注射金納米顆粒48 h 后，小鼠的心、肝、脾、肺和腎的組織切片都沒有顯示出明顯的器官損傷或炎癥，這表明它具有良好的體內(nèi)生物相容性。對于通過光動力療法治療腫瘤的手性納米材料，如手性氧化鉬納米顆粒［55］，也可以通過免疫組織學方法評估它對主要器官的損傷，蘇木精-伊紅染色結(jié)果同樣顯示了它對器官沒有明顯的損傷。

②生物分布和清除。靜脈注射的納米顆粒主要通過2 個途徑從體內(nèi)清除：肝膽清除和腎臟清除。研究結(jié)果表明，靜脈注射不同的手性硒納米顆粒（G@SeNPs）時，不同手性的納米顆粒大部分積聚在肝臟和腎臟中，少量積聚在心、肺、脾和腸等其他器官，正電子發(fā)射斷層成像還證實了Se 被還原，并且被迅速輸送到了肝臟，然后通過膀胱被清除［56］。Gao等［57］通過電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定研究了手性金納米粒子中金元素在腫瘤小鼠中的分布，結(jié)果顯示所合成的手性金納米顆粒在體內(nèi)可以有效積累，并且可以清楚地觀察到，金納米顆粒在肝臟中的積聚最多，其次是腫瘤中的積聚，由此顯示出手性金納米顆粒具有良好的代謝性。同樣，研究者還使用電感耦合等離子體質(zhì)譜法確定了手性等離子體納米結(jié)構(gòu)在心臟、肝臟、脾臟、肺、腎臟和腫瘤部位中金和銅的組成［57］，其結(jié)果與上述材料一致，即納米顆粒主要積聚在肝臟和腎臟等器官中，由此也表明了手性納米顆粒具有良好的代謝性。

3.2 手性納米材料在抗菌領(lǐng)域的應(yīng)用

細菌引起的感染，特別是耐藥性細菌，對公眾健康已經(jīng)構(gòu)成了巨大的威脅，因此迫切需要開發(fā)一些新的抗菌劑來解決此問題。為了克服細菌的多重耐藥性，新的抗菌劑則需要具有高效可控的抗菌作用以及良好的生物相容性。因此，為了實現(xiàn)上述目標，Ye 等［58］制備了平均粒徑為60 nm、孔徑為7.9 nm 的介孔二氧化硅納米材料，然后在二氧化硅納米材料上負載D-半胱氨酸并用聚乙烯亞胺分子修飾，此納米材料在pH 5～7 范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的pH 響應(yīng)，此響應(yīng)有利于病原菌的快速控制。其次在工作pH（pH=5）下，納米材料對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、腸炎沙門氏菌和單核細胞增生李斯特菌表現(xiàn)出廣譜抗菌活性，其出色的抗菌活性主要是由于二氧化硅納米材料的獨特結(jié)構(gòu)和手性D-半胱氨酸的協(xié)同作用。2023 年，Gao 等［59］制備了手性TiO2 超粒子，在圓偏振光照射下，該粒子中的電子-空穴對分離，從而產(chǎn)生羥基和單線態(tài)氧自由基，進而表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌性能。同年Huang 等［60］將傳統(tǒng)的3D 硫顆粒轉(zhuǎn)化為手性2D 硫納米片，其不僅提高了抗菌能力，而且對革蘭氏陽性菌具有雙重選擇性抑制作用，主要是由于硫納米片與細菌孵育后會產(chǎn)生大量活性氧和硫化氫，從而導致細菌膜破壞和呼吸鏈損傷。另外，施瑤等［61］利用手性半胱氨酸和銅的配位作用，合成了具有良好的光熱轉(zhuǎn)換效率和類過氧化物酶活性的手性硒化銅納米顆粒，該納米顆粒能夠高效地催化過氧化氫分解生成羥基自由基等活性氧而發(fā)揮殺菌作用，在光熱效應(yīng)促進下，硒化銅納米顆粒有效地增強了ROS 的產(chǎn)生?？咕鷮嶒灲Y(jié)果表明，10 μg/mL 的硒化銅納米顆粒即可抑制細菌生長，抑菌效率接近80%，另外發(fā)現(xiàn)手性修飾硒化銅納米顆粒后，在過氧化氫和近紅外激光共同處理下，手性硒化銅納米顆粒對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均表現(xiàn)出顯著的抑菌活性，且抑菌效率幾乎達到了100%。如圖5 所示，Xin 等［62］發(fā)現(xiàn)D 型谷氨酸功能化納米顆?？梢愿哂H和力與MurD 連接酶結(jié)合，從而抑制肽聚糖合成酶的活性，另外，氨基酸的連續(xù)添加導致形成的肽側(cè)鏈被阻斷，產(chǎn)生具有不完整肽側(cè)鏈的PG 單體，從而形成有缺陷的PG 網(wǎng)絡(luò)，導致細胞質(zhì)內(nèi)容物泄漏并最終殺死細菌，相反，L 型納米顆粒顯示的作用卻極其微弱，由此表明功能化納米顆粒的手性在它與MurD 連接酶的相互作用以及抗菌活性中起著至關(guān)重要的作用。之后有研究者制備了用谷氨酸封端的手性金納米雙錐，并用于消除菌斑生物膜，其主要原因是由于金納米雙錐尖銳的末端和較小的尺寸可以刺入細菌細胞壁和生物膜，導致大量的DNA 和核酸泄漏，另外在光熱療法處理過程中DNA 和核酸的泄漏被極大地增強，因此與光熱療法結(jié)合可以極大地提高手性金納米雙錐的抗菌效率，抑菌效率幾乎達到100%。然而，D-谷氨酸-金納米雙錐的抗菌效果優(yōu)于L-谷氨酸-金納米雙錐，這可能是由于D-谷氨酸干擾了細菌肽聚糖的合成［63］。同樣，以半胱氨酸為配體的手性金納米顆粒也用于大腸桿菌的體外和體內(nèi)抑制，研究發(fā)現(xiàn)用D-半胱氨酸封端的金納米顆粒顯示出比L-半胱氨酸封端的金納米顆粒具有更強的抗菌活性，這可能歸因于L-和D-配體與細菌具有不同的親和力，因此，細菌和手性納米顆粒之間的相互作用顯示出構(gòu)型依賴性行為，導致不同的抗菌活性［64］。

3.3 手性納米材料在抗病毒領(lǐng)域的應(yīng)用

病毒性疾病和人類的健康與巨大的經(jīng)濟成本有關(guān)，然而近年來開發(fā)的抗病毒藥物有限，因此迫切需要采取一些新的策略來解決此問題。手性抗病毒納米材料近期才被研究者開始探究，例如，2021 年，Guo等［65］研發(fā)了手性硫化銅納米顆粒，發(fā)現(xiàn)其可以選擇性地抑制乙肝病毒的感染（圖6），主要是由于手性硫化銅納米顆粒與乙肝病毒核心抗原一級序列的苯丙氨酸23 到亮氨酸30 的功能域特異性結(jié)合，從而切割氨基酸殘基24 和脯氨酸25 的位置，另外還發(fā)現(xiàn)在808 nm 的光照下，手性硫化銅納米顆粒在體外和體內(nèi)都可以有效阻斷乙肝病毒的組裝從而預(yù)防乙肝病毒的感染。同樣，2022 年Gao 等［66］以D-青霉胺為表面配體合成了手性硫化銅納米顆粒，發(fā)現(xiàn)其可以通過超分子鍵對煙草花葉病毒衣殼中的谷氨酸99 至丙氨酸105 片段顯示出高親和力，并且用綠光照射會導致天冬酰胺101 和脯氨酸102 之間的酰胺鍵的偏振依賴性蛋白酶樣水解，導致納米顆粒在原生質(zhì)體和植物中的抑制率分別為98.7% 和92.6%，此納米顆粒不僅避免了過敏反應(yīng)而且還避免了對環(huán)境的影響。隨后在2023 年，F(xiàn)an 等［67］以半胱氨酸為手性配體合成了手性氧化鋅納米顆粒，通過研究發(fā)現(xiàn)手性氧化鋅納米顆?？梢酝ㄟ^抑制活性氧的產(chǎn)生來抑制豬繁殖與呼吸綜合癥病毒，并且發(fā)現(xiàn)L-氧化鋅納米顆粒對豬繁殖與呼吸綜合癥病毒的抑制作用強于D-氧化鋅納米顆粒，這種選擇性抑制效果主要歸因于L-氧化鋅納米顆粒表面的L-半胱氨酸與細胞表面的L-磷脂具有更強的結(jié)合力，導致L-氧化鋅納米顆粒可以更快更多地進入細胞從而發(fā)揮更強的抗病毒作用?？傊中约{米顆粒為提高抗菌和抗病毒效率提供了一種很有前途的策略，然而，耐藥性、選擇性抗菌和抗病毒機理有待于進一步的理論和實驗探究。

4 展望

手性納米材料具有獨特的光學性質(zhì)、生物學效應(yīng)和多功能特性，極大地推動了抗菌和抗病毒、疾病治療、藥物載體、醫(yī)學成像、生物細胞學、藥物制備與分離以及生物識別等領(lǐng)域的研究。然而，在考慮進一步開發(fā)和應(yīng)用時，仍有許多問題有待解決。首先，許多手性納米材料都具有很強的手性光學活性，但由于一些手性納米材料的手性來源尚不清楚，因此有必要探索手性的來源。其次，體內(nèi)研究主要是對動物進行的，這在動物和人體之間造成了特殊的差距。因此，迫切需要對這些合成材料進行臨床研究。第三，納米材料的積累會導致生物毒性，這主要與顆粒大小以及手性配體和無機核的固有毒性有關(guān)。盡管可以通過手性誘導和表面修飾來降低毒性，但在一些特定的生物環(huán)境中仍然存在生物相容性的問題。因此，有必要對手性納米材料進行深入研究，并基于多學科交叉和新技術(shù)拓展解決生物相關(guān)問題的新方法。