癌癥的治療一直是醫學科學家研究的前沿方向，靶向治療作為一種定向殺滅癌/腫瘤細胞的治療方法，儼然成為癌癥治療的研究熱點。簡單來說，靶向治療就是在細胞分子水平上，針對已明確的致癌位點來設計相應的治療藥物，藥物進入體內會特定選擇致癌位點相結合，殺死特定的腫瘤細胞，但不會波及腫瘤周圍的正常組織細胞，因此又被稱為“生物導彈”。
在這種“生物導彈”研究中，生物可降解聚合物納米粒子經常作為藥物的載體應用于靶向治療。納米顆粒的一個優勢是，他們利用腫瘤發生過程中，腫瘤區域的血管和淋巴具有增強的滲透和截留(EPR)特性，允許納米的顆粒通過血管壁。進入腫瘤區后，通過溢出，這些粒子可以實現封裝藥物釋放，并殺滅腫瘤細胞。安德烈斯貝羅大學(Santiago, 智利)，Luis A.Velasquez教授在《Biomaterials》雜志上發表文章，結合物理化學特性和生物分析對可生物降解的聚羥基丁酸戊酯(PHBV)-紫杉醇(paclitaxel)復合物納米顆粒癌癥細胞株的吸收、釋放和細胞毒性進行了詳細研究。分子模擬顯示復合物納米顆粒具有高水親和力的界面和多孔納米結構，具有48小時窗口期的毒性保護，228~264nm顆粒尺寸范圍讓它們具有適當的EPR被動靶向的效果，其-6~8.9 mV的負電性也適合生物環境允許的顆粒細胞的內吞作用，并完成癌癥細胞內的藥物釋放，對IIIc漿液性卵巢癌細胞有很好的治療效果。
Time-dependence of the NP-Taxel size and surface-polymer structuresduring Taxel liberation processes observed using LVEM. 0 (A), 1 (B), 2 (C), 3(D), 4 (E) and 5 (F) days
該研究過程中，低電壓透射電子顯微鏡LVEM 5起到了非常關鍵的作用。Velasquez教授應用的納米顆粒為有機聚合物，組成為C，H，O，N等輕質原子的分子，這些分子對電子的散射能力較弱。常規透射電子顯微鏡的加速電壓通常為80~300kV，有機分子在不通過重金屬染色的情況下，電子束絕大部分透過了樣品到達熒光屏，無法呈現高對比度的形貌圖像。然而，重金屬染色后的樣品由于和重金屬的絡合作用造成有機分子的畸變，以至于觀察到的形貌不是天然狀態，影響研究結果的后續分析和結論的準確判斷。Velasquez教授借助低電壓顯微鏡LVEM 5對樣品進行觀察，由于加速電壓小(約5kV)，未經染色的樣品可以得到高對比度清晰的TEM圖像，實現生物有機分子納米結構的天然狀態下的檢測。低電壓顯微鏡LVEM 5呈現的圖像有效幫助Velasquez教授完成聚羥基丁酸戊酯(PHBV)-紫杉醇(paclitaxel)復合物納米顆粒針對卵巢癌細胞治療過程的機理及動力學問題的分析和研究。
參考文獻：Vilos C, Morales F A, Solar P A, et al. Paclitaxel-PHBV nanoparticles and their toxicity to endometrial and primary ovarian cancer cells[J]. Biomaterials, 2013, 34(16): 4098-4108.
本文涉及的研究過程及實驗結果均以原著作為準。
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