综述:纳米材料在病毒预防和治疗策略中的应用

【字体: 时间:2025年06月30日 来源:Bioconjugate Chemistry 4

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  (编辑推荐)该综述系统阐述了纳米材料(NMs)在抗病毒领域的突破性应用,涵盖疫苗载体(Vaccine carriers)、病毒检测(Virus detection)、直接抗病毒活性(Direct antiviral activity)、药物递送(Drug delivery)、表面涂层(Surface coating)及病毒示踪(Virus tracing)六大方向,揭示了其克服传统疫苗和药物局限性的潜力,同时探讨了当前挑战。

  

纳米材料作为疫苗载体增强免疫应答

传统疫苗易受病毒突变影响,而纳米材料(如脂质体、聚合物纳米颗粒)凭借其高比表面积和可修饰性,能高效递送抗原并激活树突状细胞(DCs)。例如,金纳米颗粒(AuNPs)通过表面偶联病毒抗原,可显著提升体液和细胞免疫应答,且热稳定性优于传统佐剂。

纳米材料提升病毒检测灵敏度

基于量子点(QDs)和磁性纳米颗粒(MNPs)的检测平台,可通过表面功能化抗体实现病毒痕量捕获。一项研究显示,石墨烯场效应晶体管(GFET)对SARS-CoV-2刺突蛋白的检测限低至1 fg/mL,远超ELISA技术。

直接抗病毒活性:阻断病毒入侵

部分纳米材料如氧化锌纳米棒(ZnO NRs)可通过静电作用破坏病毒包膜,抑制其与宿主细胞融合。银纳米颗粒(AgNPs)则能干扰病毒RNA复制,对HSV-1和HIV-1均表现出广谱抑制作用。

纳米药物递送系统增效抗病毒治疗

负载瑞德西韦(Remdesivir)的介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)可突破血脑屏障,将药物靶向递送至中枢神经系统,显著降低埃博拉病毒(EBOV)载量。此外,pH响应型纳米凝胶能精准释放药物于病毒复制活跃的酸性环境。

表面涂层技术阻断病毒传播

含铜纳米线(CuNWs)的口罩涂层可灭活99%的H1N1病毒,而二氧化钛纳米薄膜(TiO2 NTFs)在光照下产生活性氧(ROS),实现自清洁功能。

病毒示踪助力机制研究

荧光标记的碳点(CDs)可实时追踪寨卡病毒(ZIKV)在细胞内的运动轨迹,为阐明病毒内吞途径提供可视化工具。

挑战与展望

尽管纳米材料在抗病毒领域展现出多重优势,但其长期生物安全性、规模化生产成本及标准化评价体系仍需进一步探索。未来研究或可聚焦于智能响应型纳米系统的开发,以应对病毒快速进化的威胁。

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