纳米技术增强噬菌体稳定性

噬菌体可以有效地诊断、治疗和预防各种疾病，并作为生物传感器中的传感元件。在过去的十几年中，噬菌体单独展示得到了关注，特别是在制药领域。噬菌体在抗击病毒的研究以及随后的抗病毒药物和疫苗的研制中也发现了重要性。所有这些应用都需要对病毒粒子的稳定性进行控制。噬菌体被认为可以抵抗各种恶劣条件。然而，在噬菌体相关应用中，稳定性决定参数通常是唯一的额外因素。噬菌体在长时间保存时面临不稳定性和活性丧失。环境的突然变化，包括紫外线照射、温度、pH和盐浓度，也会导致噬菌体滴度下降。

纳米技术在医学中的实施具有解决稳定性问题的潜力。纳米粒子可以被看作是药物增溶的载体，同时克服体内连续的生物屏障。噬菌体可以与纳米颗粒结合，在血液中可检测到的时间比对照组长约24h。绝大多数噬菌体符合纳米材料(即几何尺寸在1nm到100nm范围内)的定义。因此，它们与非生物纳米材料很好地结合，保证了更高的效率。

纳米科学在噬菌体固定化中发挥着重要作用；噬菌体可以通过化学或基因修饰与纳米材料发生强结合。金纳米颗粒最常用来稳定T4样噬菌体来检测大肠杆菌细胞。此外，利用金纳米颗粒修饰和稳定的噬菌体探针可以靶向炭疽杆菌的DNA。对于更廉价的应用，二氧化硅纳米颗粒因其与噬菌体结合的能力而被广泛使用。噬菌体工程化生物功能化硅纳米颗粒的一步法生产也被应用于光学生物传感器。

在一些疫苗配方的实验中，使用纳米氧化铝层来稳定λ噬菌体，保证了抗原在体内的可控释放。由真核细胞病毒制成的疫苗也可以通过纳米颗粒的添加来稳定。例如，带负电荷的金纳米颗粒可以提高腺病毒的储存时间。

除了赋予稳定性外，纳米颗粒已被证明可以通过探索快速和灵敏的方法来增强基于噬菌体的生物传感器的功能。特别是碳基纳米材料，已成为潜在的下一代小型化生物传感器，以获得易感性和选择性检测。当病毒粒子吸附在金纳米颗粒修饰的玻碳电极上时，可以在30分钟内将检测限降低到14CFU/mL。此外，这种传感器的寿命可以通过只使用部分病毒粒子，如受体结合蛋白(RBPs)，而不是整个噬菌体来提高。或者，MS2噬菌体可以通过暴露于Ag和ZnONPs快速转运并内化到细菌中。

参考文献：

[1] Mateusz Wdowiak,Jan Paczesny,Sada Raza.Enhancing the Stability of Bacteriophages Using Physical, Chemical, and Nano-Based Approaches: A Review[J]. Pharmaceutics,2022,14(9):2-9.