科学家们第一次对从肺部到血液的纳米微粒流进行了追踪。这项工作有助于新药开发，同时向世人展示了污染是如何引发呼吸问题的。

　　来自贝斯以色列女执事医学中心（Beth Israel Deaconess Medical Center）和哈佛公共卫生学院的研究者们将荧光纳米微粒注射到老鼠的肺部，利用近红外线成像技术观察这些微粒在老鼠体内的运动。研究者们研究了不同大小、形状和表面电荷的纳米微粒在注射后的迁移距离和迁移速度，他们发现直径在6到34纳米的纳米粒子可以突破肺部防御，抵达淋巴结和血液中。该结果为基于纳米微粒的药物设计提供了宝贵的指导方针。

　　纳米粒子极小的尺寸使它们非常适于用来输送药物。药物需要穿过组织屏障，击退机体免疫细胞的攻击，并在将药效最终释放出去以后退出机体，避免毒副作用。科学家们正在尝试控制纳米微粒的大小、形状和其他特性，以找到最佳组合方式，使微粒有效的通过机体。

　　“这是所有研究人员都要经历的一个学习过程，”华盛顿大学医学院的药物学副教授史蒂夫·布罗迪（Steven Brody）说。“当开始设计纳米微粒作为药物输送的载体时，我们需要慢慢理解这其中的规律。这样的研究开始给了我们一些启示。”

　　哈佛公共健康学院的首席研究员黑泽津田（Akira Tsuda）表示，肺部是极佳的药物入口：肺部有大而薄的表面，药物可以由此进入机体的其他部分。但肺部也存在很强的防御机制，这里的免疫细胞时刻保持警觉，不断寻找异质分子加以摧毁。到现在为止，科学家们依然不太清楚是何种机制让某些微粒安然通过肺部，而其他一些微粒则被截留和摧毁。确定这其中的参量不但有助于研究者们设计出更为有效的药物，而且还会使他们更深入的理解环境污染物的危害，

　　津田与哈佛医学院的成像专家约翰·弗兰基尼（John Frangioni）相互协作，弗兰基尼设计用于追踪纳米微粒的成像系统。哈佛医学院的药物学教员崔鹤洙（Hak Soo Choi）帮助设计了大量的量子点纳米微粒——一种微小的半导体结晶——并有组织的改变它们的大小、形状和表面电荷。他们将荧光探针连在每个纳米微粒上，因此使用近红外成像设备就可以观测到这些在机体内穿行的荧光微粒。

　　Pelham Plastics是一家位于新罕布什尔的医疗器材生产商，该公司开发出了一种定制式的导流管，可以将纳米微粒输送到老鼠肺部。这种导流管使研究者可以将纳米微粒直接注入肺部，同时向肺部通气以模拟呼吸动作。

　　研究小组对纳米微粒的流动进行了实时追踪，一直持续到注射后一小时。津田发现，尺寸是纳米微粒通过肺部最重要的决定因素，其次是它们携带的表面电荷。小于6纳米的微粒是偶极性的（即同时带有正负电荷），它们会在几分钟内从肺部进入淋巴结和血液。不一会儿，这些微粒就在肾脏出现了，这表明它们能被机体轻易的排出去。这些研究结果已经被发表在最新一期的《自然-生物技术》杂志上。

　　哈佛大学从事生物医药工程学研究的Gordon McKay荣誉教授大卫·爱德华兹（David Edwards）将该研究小组的研究成果视为高效疫苗设计的起始蓝图，疫苗设计通常就是以淋巴结中的免疫细胞作为目标的。爱德华兹表示，他们的结果为某些疫苗如乙型肝炎疫苗的成功提供了分子学上的解释，因为乙型肝炎疫苗就是由尺度在6到34纳米范围内的分子所组成。“诸如到底哪些分子能进入淋巴系统哪些分子能进入血液这一类的问题在突然间得到了解答，”爱德华兹说。

　　“这项工作为新的治疗方案铺平了道路，这些方案不仅是针对肺部的局部输送，而且还要通过肺部给药进行系统性的输送，”北卡罗来纳大学（University of North Carolina）的纳米医学系主任约瑟夫·德西蒙（Joseph DeSimone）说。

　　津田和他的同事计划在未来开展类似的研究，去评估纳米微粒从鼻腔到大脑中的行为。他们希望去定义类似的指南，通过这些指南去设计药物，并进行鼻内给药治疗神经系统紊乱。

　　“利用他们的方式去探索这些问题并且通过鼻内给药突破血脑屏障寻找解决问题的办法将会很有趣，”德西蒙说。