近日，中国西北工业大学刘立志教授与澳门大学袁振教授等在AMR发表Viewpoint文章 “Evolution of Cell Membrane Coating Technology: From Qualitative Studies to Quantitative Engineering”，系统梳理了细胞膜包覆纳米颗粒（CM-NPs）领域从定性表征走向定量评估的发展脉络，深入解析了细胞膜包覆过程中的关键生物物理机制，并对未来标准化与智能化制备体系进行了前瞻性展望。该工作聚焦一个长期被忽视却至关重要的问题：细胞膜是否真的实现了完整包覆，为仿生纳米医学的理性设计与临床转化提供了新的研究框架。

关键词：细胞膜包覆纳米颗粒，定量评估，膜流动性，仿生纳米医学

文章内容简介

细胞膜包覆纳米颗粒通过赋予纳米材料免疫逃逸、同源靶向与长循环能力，在肿瘤治疗、生物成像、解毒及抗病毒治疗等方向展现出重要潜力。然而，现有研究中对包覆成功的判断多依赖形貌观察和间接指标，包覆完整性缺乏可靠的定量评估手段。

文章指出，不完整的细胞膜包覆往往导致药物提前泄漏、非特异性吸附增强以及体内行为失控，是制约CM-NPs实际应用和临床转化的关键瓶颈。

围绕这一问题，作者系统总结了当前常用的定性表征方法及其局限性，并重点介绍了近年来出现的定量评估策略，包括基于荧光猝灭的包覆完整性测量方法。进一步从生物物理角度出发，文章梳理了影响细胞膜包覆效率的核心因素，如膜张力、膜流动性、NPs尺寸电势及形貌，最终指出细胞膜流动性受限是导致包覆不完整的重要原因之一。

在工程策略层面，作者总结了多种提升包覆效率的方法，并重点强调了通过脂质工程调控膜流动性来实现完整包覆的思路，为构建高保真仿生纳米颗粒提供了可行路径。

展望未来，文章提出应将定量检测、精准分离与数据管理纳入CM-NPs的整体制备与评价流程，并进一步构建开放的数据平台，引入人工智能与机器学习手段，对制备参数与包覆结果之间的关系进行预测和优化，从而推动该领域由经验驱动迈向可预测、可放大的理性设计阶段。

您选择该领域的初心是？

作者团队：

我们最初计划利用细胞膜涂层技术提升多孔硅纳米颗粒的肿瘤靶向性能。然而，在通过透射电镜（TEM）观察细胞膜包裹的纳米颗粒时，发现很难看到完全被包裹的颗粒。为此，我们尝试建立一种全新的分析方法，以定量评估完全包裹的纳米颗粒所占比例。荧光定量分析结果显示，大多数细胞膜包裹的纳米颗粒仅被部分包裹。基于这一现象，我们提出了若干关于部分包裹成因的假设，包括细胞膜囊泡是否可能破裂、所用磷脂成分的比例，以及细胞膜的流动性等因素。最终证实，细胞膜流动性过低是导致部分包裹无法通过自我修复形成完整涂层的关键原因。这一发现也为后续修复部分涂层的研究提供了新思路。

您觉得该领域可能会出现哪些研究机会？

作者团队：

我们认为该领域未来的重要研究方向主要集中在以下三个方面：第一，从定性走向定量的评价体系建设仍然是一个核心方向。第二，对细胞膜包覆过程生物物理机制的深入理解将持续释放研究空间。第三，面向转化的工程化与标准化问题尚未被系统解决，这为高通量制备、精准分离以及数据驱动的工艺优化提供了重要机遇。

您有何科研心得想分享给读者们？

刘立志教授：

做研究要敢于质疑已有成果。在细胞膜涂层的研究中，我们发现绝大多数细胞膜包覆的纳米颗粒仅为部分包裹，这一现象与现有文献报道的结论并不一致。为此，我们进行了大量重复实验，并对不同参数条件进行了系统测试，最终确认该结果是可靠且可重复的。因此，当实验中发现与既有认知不符的新现象时，在反复排除自身实验误差后，应当勇于对现有理论提出挑战，并积极发表相关研究成果。这类工作往往能够启发更多同行，共同推动该领域的进步与深化。

作者团队简介

郭锦桐博士，现为西北工业大学材料科学与工程学院博士后。2020年本科毕业于南方科技大学生物医学工程专业，2025年获澳门大学生物医学博士学位。主要研究方向为仿生纳米颗粒及其疾病治疗应用。

袁振教授，澳门大学健康科学学院教授，澳门大学脑科学与认知中心主任。2002年获中国科学技术大学机械工程博士学位，2013年加入澳门大学。研究方向聚焦于神经影像与生物光子成像。

陈晟博士，现为耶鲁大学生物医学工程系及系统生物学研究所博士后。2016年本科毕业于中国科学技术大学机械工程系，2021年在密歇根州立大学获得博士学位。研究兴趣包括生物物理、复杂流体及微流控建模。

刘立志教授，西北工业大学教授。2022年获芬兰东芬兰大学博士学位，曾在哈佛大学医学院/波士顿儿童医院从事博士后研究。研究方向包括细胞膜仿生纳米颗粒、纳米-生物界面设计及药物递送系统。

西北工业大学刘立志教授团队

扫码阅读刘立志教授团队的精彩Viewpoint文章：

Evolution of Cell Membrane Coating Technology: From Qualitative Studies to Quantitative Engineering

Jintong Guo, Zhen Yuan, Sheng Chen, Lizhi Liu* 

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/accountsmr.5c00313

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