结合专业知识开发远程控制纳米材料

“这有点疯狂，”比阿特丽斯·佩拉兹(Beatriz Pelaz)在描述自己丰富多彩的学术之旅时笑着说。“但我做到了，而且成功了。”

用“锻炼”来形容当然是轻描淡写的——今年，佩拉兹被授予西班牙皇家化学学会的青年研究员奖，以表彰她早期杰出的职业生涯轨迹。2017年Pelaz和帕布罗·德尔·皮诺共同创立的BioNanoTools集团他是该系内几个联合领导的研究小组之一。该小组包括来自各个科学领域的研究人员，开发用于医学和生物应用的智能纳米材料。然而，这与佩拉兹的起源相去甚远。

她回忆说:“当时我正在攻读有机金属化学硕士学位。”“但我对生物方面更感兴趣。佩拉兹随后做出了一个大胆的决定:她搬到萨拉戈萨，在攻读博士学位的同时开始攻读生物化学本科学位。在这里，她与Jesús Martínez de la Fuente合作，研究碳水化合物合成纳米颗粒的生物功能，向Pelaz介绍了纳米技术。“当时这个领域对我来说是全新的，而且非常多学科。我真的很兴奋。”

萨拉戈萨也是她遇到德尔·皮诺的地方，他是生物物理学家，加入了德拉·富恩特小组。在为欧洲各地不同的主管一起工作了五年之后，两人决定成立一个联合研究小组，结合他们的专业知识，朝着一个共同的目标努力。佩拉兹说:“人们很难理解为什么我们想在一个群体中拥有平等的地位。”他说，我们时不时会受到压力，要把两个小组分开，但我们相信，当我们一起工作时，效率会更高。

我最喜欢这个团队的一点是，我们真的把不同背景的人聚集在一起

从根本上说，纳米技术归结为尺寸问题——在纳米尺度上，许多材料表现出有趣的尺寸依赖特性，包括光学、电磁和荧光特性。对于BioNanoTools小组来说，重要的是，纳米材料也具有正确的尺寸，可以直接与细胞、蛋白质和抗体等生物系统相互作用。“生物纳米技术的挑战在于获得一种真正高效的纳米材料——你设计一种材料来执行一个动作，你希望这个动作发生在一个非常特定的区域，”佩拉兹解释道。“我们团队的总体目标是制造智能、高效、遥控的纳米材料，这种材料可以通过外部刺激来开关。”

合作的心态

在这样一个相互联系的领域，多元化的学术背景优势是显而易见的。佩拉兹和德尔皮诺共同负责所有小组项目，但根据各自的技能推动不同的研究方向。这种协作的心态反映在整个小组中，鼓励学生发展他们专业以外的技能。佩拉兹说:“我们的员工来自不同的学术背景，我认为这非常丰富。”不同的员工会有不同的观点，从不同的角度提供解决方案。”

也许正是这些丰富的知识和经验给了团队从多个角度处理生物纳米材料的信心和技能。该组最大的研究方向之一是设计用于药物输送的仿生纳米复合材料。抗体被装载到细胞来源的等离子体纳米材料中，该材料掺杂了金纳米棒。该团队允许这些复合纳米材料内化到活细胞中，在被特定波长的光激活之前，它们一直处于休眠状态。佩拉兹说:“通过结合这两种能力，即金纳米棒的生物相容性等离子体特性和吸收光的热能力，我们可以诱导抗体的可控释放。”

但和所有研究人员一样，佩拉兹也有一个最喜欢的项目。她希望利用DNA折纸技术创造出纳米打印机，使纳米材料的表面具有精细的控制功能。DNA链可以以几乎原子的精度折叠，形成高度专业化的3D结构，该团队正试图将配体打印到纳米颗粒表面，例如，模拟病毒膜上表达的蛋白质模式。“这是一项非常基础的研究，”佩拉兹解释道。“我想了解配体的空间分布和数量如何决定纳米材料的生物命运。“一年过去了，这个项目仍处于非常早期的阶段，但该团队希望它最终能帮助他们设计出更有效的纳米药物。”

BioNanoTools团队似乎是一个充满活力和刺激的研究环境。虽然科学很重要，但很明显，人们为佩拉兹定义了这个群体。她微笑着说:“对我们来说，让人们在实验室里感到舒适、在学习的同时也享受其中是至关重要的。”“我认为我最喜欢这个团队的一点是，我们真的把不同背景的人聚集在一起。这对我来说很好，因为仅仅作为一群化学家，我们无法实现或开发我们目前正在研究的方法。”