納微顆粒為生物劑型工程的發(fā)展做出了重要貢獻。過程工程所生化工程國家重點實驗室生物劑型與生物材料團隊馬光輝研究員和魏煒研究員等對此進行了系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)制了一系列納微顆粒新劑型，成功用于腫瘤、糖尿病、乙肝等重大疾病的預防、診斷和治療。相關(guān)工作相繼發(fā)表于Nat Mater 2018, 17, 187、Nat Commun 2017, 8, 14537、Sci Adv 2019, 5, eaaw3192、Adv Mater 2019, 31, 1801159、Adv Sci 2017, 4, 1700083、ACS Nano 2015, 9, 4925-4938等，部分劑型已進入臨床前和臨床研究。 

受限于細胞膜的屏障作用和細胞內(nèi)的降解因素，外源的酶分子難以進入細胞內(nèi)發(fā)揮高效的催化反應。為解決這一難題，研究團隊制備了新型的無定形態(tài)金屬有機骨架納米顆粒，用于酶分子的負載。 

該劑型能夠克服細胞膜屏障，將酶分子高效遞送進細胞中，同時利用納米顆粒的保護作用，保證酶分子的天然活性，進一步借助無定形態(tài)金屬有機骨架的介孔結(jié)構(gòu)（3-6 nm，晶態(tài)結(jié)構(gòu)僅1 nm），強化底物和產(chǎn)物的傳質(zhì)擴散（圖1 a-d）?；谏鲜鰞?yōu)勢，該劑型可用于細胞內(nèi)代謝產(chǎn)物的原位檢測。 

以葡萄糖為例，經(jīng)過該劑型催化后的產(chǎn)物可以與相應的熒光探針反應，借助高內(nèi)涵技術(shù)在單細胞水平上實現(xiàn)無損傷的實時定量檢測，可用于細胞代謝狀態(tài)的判斷以及正常細胞和癌細胞的區(qū)分（圖1 e-j），為慢性病的監(jiān)控和癌癥的早期診斷提供了新思路。  

圖1無定形金屬有機框架納米劑型的構(gòu)建及其在細胞代謝物原位檢測中的創(chuàng)新應用 

無定形納米載體（a）及酶-無定形納米載體復合物（b）的掃描電鏡圖；（c）Cryo-EM成像顯示無定形載體的結(jié)構(gòu)；（d）酶分子經(jīng)過負載后的表觀活性；不同代謝狀態(tài)下細胞的熒光強度變化圖（e）以及對應高內(nèi)涵圖像（f）；正常肝細胞（橙色）和肝癌細胞（藍色）的熒光強度變化圖（g）以及對應高內(nèi)涵圖像（h）；（i）不同細胞胞內(nèi)葡萄糖濃度和熒光強度的關(guān)系；（j）每種細胞熒光強度達到峰值時的對應圖像。 

吳曉玲博士、岳華副研究員和博士生張原宇為該論文共同第一作者，戈鈞長聘副教授、魏煒研究員、張麟教授和李賽研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金優(yōu)秀青年基金以及國家重點研發(fā)計劃項目等支持。