分子手术与纳米治疗讲座之三

生物芯片DNA芯片蛋白质芯片微流控芯片纳米阵列在20世纪末，出现了一种崭新的生物技术——生物芯片，它是微电子芯片技术、物理检测技术与生物技术的交叉综合，它将数字信息平行处理“芯片技术”的概念延伸至生命信息领域。从此生物研究从单参量走向多参量并行研究的新天地，它对基因组学、蛋白组学的研究，及对疾病、疫情的早期诊断和监测产生了巨大影响。DNA芯片随着社会的飞速发展和人民生活水平的极大提高，人们越来越关心自身的健康状况，希冀寿命更长、生命质量更高。因此，人们最期盼知道的莫过于自身内部的生命信息了。家族遗传了什么?自己将来得癌症的危险性多大?哪些环境因素对自己的生命影响最大?甚至想了解眼前体内生理代谢的总体状况如何，等等。在今后几年内，这些大量的与人体健康和人口优生密切相关的生命信息都将能通过一种被称作“DNA芯片”的新技术快速而方便地获得。DNA芯片(或称基因芯片)是近年来在高新科技领域内出现的最具时代特征的重大进展。它是一门物理学、微电子学与生命科学交叉综合的高新技术，并且具有重大的基础研究学术价值，又有产业化的前景，已成为科技界、企业界和科技管理部门的关注热点。什么是DNA芯片DNA芯片或称作基因芯片(Genechips)，实质上是一种高密度的寡聚核苷酸(DNA探针)阵列。它采用在位组合合成化学和微电子芯片的光刻技术或其它方法将大量特定序列的DNA片段(探针)有序地固化在玻璃或硅衬底上，构成了储存大量生命信息的DNA芯片。DNA芯片有可能首次将人类的全部基因集约化地固化在1平方厘米的芯片上，目前已达到的密度是40万个探针／芯片，每个探针间的空间尺度是10～20微米。在与待测样品DNA作用后，即可检测到大量相应的生命信息，其中包括基因识别与鉴定、基因突变和基因表达等等。目前，DNA芯片不作为分子的电子器件，也不作为DNA计算机用，主要起生命信息的储存和处理的作用。但正是基于它的对生命信息进行平行处理的原理，可利用其快速、高效、同时获取空前规模的生命信息，DNA芯片很有可能成为今后生命科学研究和医学诊断中革命性的新方法。DNA芯片原理图：DNA芯片的应用初始的DNA芯片主要作基因鉴定识别或基因点突变的研究；随着DNA芯片制作技术的发展，芯片密度不断提高，大大扩展了其应用领域，主要如下：1，生物医学、分子生物学基础研究寻找基因与疾病(癌、传染病、常见病和遗传病)的相关性，进而可发展相应药物和治疗，其中癌症的研究更为重要，可探测抑制肿瘤基因(如p53)的变异，已知60％的癌症患者的严有突变；或对影响面最广的一些致癌基因如乳腺癌(BRCAl)、肺癌等进行多基因扫描。2．人类基因组研究可开展基因表达活性和大规模的基因变异多态性研究。应用定制的DNA芯片可同时监测千百个基因甚至全部基因。3．将来的医学临床诊断一旦弄清疾病与基因的相关性，DNA芯片即可提供高效的简便的诊断手段。在一些涉及多基因分析的诊断中，DNA芯片的高密度信息量和平行处理的优点不仅提供了可能性而且保证了诊断的高效、廉价、快速和简便。DNA芯片技术的展望DNA芯片技术将不断地向更高密度的方向发展，恰如微电子芯片一样。权威人士估计，几年内DNA芯片空间分辨率将达到1微米水平。如果有需要和可能的话，DNA芯片将由目前的微米级向亚微米乃至纳米级的方向发展，相应的检测技术也将由目前的共聚焦荧光显微技术向包括扫描近场光学显微技术(SNOM)和原子力显微技术(AFM)在内的纳米显微技术发展。DNA芯片使我们对信息的处理和应用深入至生命信息领域，对农业、人[1与健康和环境等国家目标的实现将做出重大贡献。美国《幸福》杂志载文指出，在写20世纪科技史时有两件事是值得大书特书的：—件是微电子芯片(microelectronicschips)。它是计算机和许多家电的心脏，它改变了我们的经济和文化生活，并已进人每个家庭；另一伺：则是DNA芯片，它将改变生命科学的研究方式，将革新医学诊断和治疗，极大地提高人口素质和健康水平。在21世纪，DNA芯片对人类生活的影响比微电子芯片可能有过之而无不及。实用例子监测自来水受污染程度的基因芯片日本久保田公司最近开发出利用基因芯片检测自来水是否受到致病微生物污染的技术。这种基因芯片检测法主要针对会引起人腹泻甚至死亡的隐胞子虫。这种微生物表面有坚硬的蛋白质外壳，常用的氯气消毒法很难杀灭它们，是自来水水质管理方面的一个难题。久保田公司的技术是将能与隐胞子虫的基因相结合的基因片断固定在芯片表面，如果被检测的样本中含有隐胞子虫，它们的基因和芯片上的基因片断结合在一起，芯片就会发出荧光。基因芯片检测法能从基因水平上检出有害微生物，准确而简便。蛋白质芯片若生物芯片的探针不是DNA而是蛋白质，则构成蛋白质芯片。其实生物芯片的最初目标就是蛋白质芯片，只是当初对蛋白质在固体表面报纸活性的问题尚无好的解决方案，才转向了稳定可靠的DNA分子。眼下人们又重新对蛋白质芯片予以重视。原因有下列几个：(1)在生物信息学的基础上可以采用蛋白质的结构中分子识别的关键基团代替整个蛋白质固化在芯片上，既解决了稳定性的要求，又满足芯片平行处理大量数据的需要。(2)人类基因组计划提前完成后，发现与原先估计人类有10万个基因大相径庭，只有3-4万个基因。这意味着由DNA转录，翻译成蛋白质不总是一一对应的方式，而是—个基因要参与好几个蛋白质的合成(参见4．8)。在寻找疾病的相关性时，蛋门质层次似于比基因层次更直接，因而人们又重视和开：展了蛋白质组学的研究。相应地·也重视和开展了蛋门质芯片的研究。(3)近几年来，SARS和禽流感的感染，使得人们不得不重视环境中病毒的检测和已感染人群的早期诊断。这也是发展蛋白质芯片的动力之一。

本章节涉及到早期的免疫芯片和后来的蛋白质芯片。所谓蛋白质芯片(proteinchip)，就是用于蛋白质检测、鉴定、功能研究及相互作用分析的生物芯片，它最突出的特点是微型化、集成化和高通量，可以使人类用很少的样品在微型操作平台上同时研究成千上万种蛋白质，获取海量的生物信息。这些需要研究的蛋白质称为靶蛋白(targetprotein)。因为首先需要将靶蛋白“抓住”，然后才能对其进行研究，所以蛋白质芯片表面分布有可以“抓住”靶蛋白的物质，称为捕获探针(captureprobe)(通常也是蛋白质)。各种不同的捕获探针通过严格的生物信号识别、捕获不同的靶蛋白，并与其配对，形成蛋白质复合物。就目前的蛋白质芯片而言，捕获探针大都以微点阵(microarray)的形式被固定在芯片表面，称为微点阵蛋白质芯片。图7．3即为一种含有10800个微点阵的蛋白质芯片，每个微点(microspot)含有lOs～10，”个捕获探针分子。从小区域放大图中可以看出，相同的捕获探针在捕获相同的靶蛋白后给出相同性质的检测信号(蓝色)，而一种与其不同的捕获探针在捕获不同的靶蛋白后则可给出完全不同的检测信号‘(红色)。这表明，如果该芯片上每个微点阵含有一种不同的捕获探针，那么它可以同时分析10800种蛋白质!“微点阵”的概念最早产生于免疫学检测领域。为了实现多种免疫学指标的同时检测，著名免疫分析学家Ekins等人利用单克隆抗体(作为捕获探针)建立了一种超灵敏的免疫分析方法，继而通过数学理论分析，指出该方法完全可以发展成为超灵敏的微点阵多元免疫检测系统(也称“免疫微点阵”)，可以同步分析成千上万种生物物质。当时还没有“chip”这个概念，而称其为“compactdisk'’(CD，光盘)。但当时认为，同时分析这么多种类的物质是不必要的，因为免疫学检测的指标总共只有数百种!而随着生命科学的迅猛发展，生物物质的数量剧增，现在该模式已广泛应用于基因芯片和蛋白质芯片。在蛋白质芯片中，捕获探针是至关重要的。选择怎样的探针将直接关系到芯片的灵敏度和特异性等诸多性能指标。目前最有前途的探针分子是抗体，因为它的分子设汁具有很好的特异性。通过抗体工程可以得到各种抗体，组成数量极为可观的抗体文库，应用这些抗体制造的蛋白质芯片，就能捕获含有各种功能基团的蛋白质并对其进行全面快速的分析研究。那么我们怎样才能知道捕获探针是否已经捕获到了靶蛋白呢?如果捕获到了，到底是多少数量呢?这就需要一个检测系统，它是蛋白质芯片不可或缺的组成部分。已经建立的检测系统有两类，一类需要引入标记物，称为检测探针(detectionprobe)，也叫信号报告分子，它可以检测到芯片上捕获探针与靶蛋白结合的复合物，并发出相应的信号。检测探针携带的信号通常是荧光，可以用电荷耦连设备(CCD)照相机或激光共聚焦扫描仪获取信号数据；信号也可以是放射性或化学发光等，检测均可通过相应设备来完成。图7．4示意了需要检测探针参与的蛋白质芯片分析系统。另一类则无需引入标记物，而是通过特殊技术直接对蛋白质进行分析测定。无标记检测技术因其明显的优越性近年发展迅速，较为突出的有表面等离子体共振(surfaceplasmonresonance，SPR)技术和表面增强激光解析电离(surfaceenhancedlaserdesorption／ionization，SELDl)技术。前者通过测定共振角的变化来分析蛋白质之间的相互作用，多用于生物传感器芯片；后者是用激光解吸电离的方法将保留在芯片上的蛋白质解离出来，然后通过飞行时间质谱进行精确测定和后续分析，已广泛应用于蛋白质组学研究。图7．5简要示意了SELDI的检测原理。蛋白质芯片无疑将成为沟通基因组学和蛋白质组学之间信息的工具，因为它可以对蛋白质组实施快速全面的分析。众所周知，所有细胞功能，如细胞的生长、分化和凋亡，都是由基因和信号途径控制的，然而，几乎所有的细胞功能都由蛋白质来执行，所以只通过分析DNA和RNA不可能研究清楚，蛋白质分析才能最终解决这些问题。目前蛋白质芯片因其简便易行、低耗高效、高灵敏、高通量的特点而成为最有吸引力的蛋白质分析工具。蛋白质芯片不仅可以用于研究蛋白质功能，解开生命的奥秘，还可用于在临床医学上发现疾病相关的蛋白质标志物，通过标志物联合检测，实现疾病的早期诊断和治疗，这就是“临床蛋白质组学”。临床医学的许多学科都将因此而受益，如肿瘤学(检测多种肿瘤标志物）、内分泌学（检测数种不同激素）、自身免疫诊断（检测各种过敏原）、血液学（输血筛选）以及环境微生物检测等。图7.6从肿瘤学方面展示了临床蛋白质组全面分析的方案策略。蛋白质芯片的研究近年来可谓突飞猛进，获得的成果呈几何增长，应用步伐也在迅速推进，给生命科学带来了巨大的冲击。同步检测多个疾病标志物，将有利于临床医生对疾病进行全面分析，为“由治疗转向预防”的人类卫生与健康的革命性转变提供了有利条件；通过比较健康和疾病细胞的蛋白质组图谱，科学家将能更好地理解和分析细胞信号传递及新陈代谢途径，为未来的医药学和诊疗学奠定新的基础。微流控芯片微流控芯片可进行样品的分离、分析，把PCR的微流系统(毛细管电泳、PCR和微泵等)集成在芯片上，通过控制溶液在其中的流动使样品的分离、PCR放大、杂交及分析检测都能在芯片上实现，故有芯片实验室(1ab-on-a-chip)的美称。微流控芯片简介麻雀虽小，五脏俱全。如何将大的仪器微型化，一直是分析化学家的追求。20世纪90年代Manz和Widmer提出以微机电加工技术构建微型全分析系统(miniaturizedtotalanalysissystem，或micrototalanalysissystems，gTAS)，最大限度地把分析实验室的各种仪器的功能如生物和化学等领域中所涉及的样品制备、生物与化学反应、分离、检测等基本操作单元转移到微型分析设备中，甚至几乎方厘米的芯片上，实现了仪器的体积微型化和便携化、功能集成化、分析快速化，因此，微型全分析系统又被通俗地称为芯片实验室。微型全分析系统是一个交叉的领域，已经不是单纯的分析化学学科，它既建立在分析技术的基础上，又融入了微电子加工技术、化学生物科学、材料、光学等学科，同时又需要物理、化学理论的支持。由于微通道能够纯化、分离样品和控制液体流向，当前微型全分析系统研究热点集中在微流控芯片上。微流控芯片分析步骤分为：样品的采集、处理、分离、检测、定性和定量。现在微流控芯片都通过于动进样，由于存在宏观尺度到微观尺度的桥连问题，还不能做到自动采样，相信随着研究的深入，这个问题会迎刃而解。在检测方面，任何仪器都有自身的检测限，很大一部分生物样品在自然状态下，浓度很低，如激素、环境、体内富集的有害物质、痈细胞表达的特异性蛋白等，需要浓缩、透析、离子交换、亲和层析等技术来提高样品浓度或者通过如PCR等手段扩增样品量，增加样品的浓度，从而能被微流控芯片检测到。由于生物样品一般为溶液状态，因此微流控芯片目前的研究对象主要集中于液体分析，而对气体和固体的研究比较少。驱动液体在芯片中流动，系统需要整合动力元件，如电极导致的电渗流、泵产生的液压和离心力等都可以促使液体流动。在样品的处理上，很大一部分芯片系统加入了阀门控制液体的流向以及芯片系统引入的体积。按阀的功能可以分为单向阀和切换阀，单向阀是最简单的阀，只有两种工作状态，通道的封闭和开启；切换阀有三通阀和多位选择阀等。还有其他分法，如机械阀和非机械阀、主动阀和被动阀等。

分离和检测是分析科学的重点，也是微流控芯片目前研究的热点。在芯片通道内可以空的毛细管通道来分离，也可以填充各种分离介质，如水凝胶、整体柱等来扩大柱内表面积，增强通道柱效，提高理论塔板数。分离有电泳和色谱两种方法。在毛细管电泳中，实现快速、高效的分离可以通过施加高场强来达到，但是高场强产生的焦耳热降低了分离效率，在毛细电泳中就存在这个瓶颈，对芯片毛细管来说，由于厚度很小，其有优良的传热效果，可以通过提高场强来提高分离效率和分离速度。在某些试验中，芯片毛细管电泳的场强比普通毛细管电泳场强高一个数量级。在普通毛细管土-的一些技术，如自由溶液区带电泳、凝胶毛细管电泳、胶束电动毛细管色谱、电色谱等都在芯片上得到开发应用，甚至凝胶的双向电泳都在芯片电泳上得到实现。色谱的技术同样可以应用到芯片系统亡。由于整体柱整合到芯片通道内，增强了生物、化学分子与通道的接触面积，促进了分子与通道表面反应，提高了反应速率和缩短检测时间。在整体柱上键合阳离子或阴离子，通过离子交换来富集靶分子；或者通过在柱表面连接具有特异识别功能的受体、配体、抗原、抗体等，捕捉相对应的目标分子以及涂布芳香烃或者长链脂肪烃类化合物，通过疏水作用来分离蛋白或小分子。不同的检测方法有不同的检测灵敏度。与传统的分析系统相比，微流控芯片分析系统要求检测器有：更高的灵敏度和信噪比、更快的响应速度、匹配的结构、检测的可重复性、微型的尺寸、低廉的成本。同分离技术一样，各种检测器件已经微型化并成功的整合到芯片上，显示出良好的性能和广泛的应用前景。下图是各种微型化检测器。最后通过检测器给出的信号，计算机分析给出结果。微流控芯片的制备将各种功能元件组装到微流控芯片是当前芯片发展的趋势和特点。它现在主要应用于检测生物样品，且集中在蛋白质和核酸这两方面。根据不同的生物样品，设计思路、整合的元件亦不相同。对蛋白质的检测，可以根据蛋白质的一些理化性质，如等电点、有没有特异性结合物，对核酸的检测就要考虑是否需要PCR扩增，或者序列是否已知。微流控芯片材料从早期硅片、石英玻璃、普通玻璃以及金属到现在的有机聚合物，如环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等通过微细加工将微管道、微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测器、窗口和连接器等功能元件集成在这些材料上。对硅片和玻璃这些材料，采用微电子加工程序，即制备掩模、曝光、清洗除去部分光胶、金属牺牲层和化学或物理蚀刻，得到所需要的图形。甚至多次曝光，多次蚀刻，获得具有一定骨架结构的基片，然后在一定条件下封接，盖片既可以是光滑的玻片，也可以是蚀刻后带有一定图案的基片。石英的封接比较麻烦，需要l800度的高温来键合，而普通玻璃只要650度就能封接在一起。用于制作微流控分析芯片的高分子材料分为三类：热塑性聚合物、固化型聚合物和溶剂挥发型聚合物。热塑性聚合物如PMMA在高温下变形，可通过热压法获得图形；固化型聚合物如PDMS，PDMS单体在稍高于常温的情况下，被铂催化同交联剂共价连接，在模具上固化成形；有些高聚物溶于一些易挥发性液体里，在适当的温度下，溶剂挥发后，高聚物在模具中成形。模具—般采用蚀刻的硅片，或者金属模具；环氧树脂SU-8在曝光后，能像硅片一样形成稳定的图形，且化学稳定性很好，耐强酸、强碱，物理机械性能不亚于硅片，适于制备模具，有液体硅片之称。在使用高聚物作芯片材料时，应该注意以下几点：有良好的光学性质、易加工，在—定分析条件下具有稳定性，传热效果好，某些条件下还需要良好的电绝缘性，能否对表面改性等。图7．9是微流控芯片的制备流程图。微流控芯片的应用由于微流控芯片是分析实验室的微型化，因此，在分析实验室的大部分工作现在都能在芯片上得到实现。如免疫分析、酶分析、小分子如氨基酸分离分析，生物大分子如蛋白质、核酸分离分析和测序。生化实验室的一些工作如PCR、细胞的培养、细胞的筛选(微型流式细胞仪)、单细胞分析，以及单细胞用于药物筛选在芯片上也能顺利开展同时，芯片具有快速混合等功能，传热迅速的特点和较高的比表面积等优点，在有机合成中应用前景—片光明，已经成功开发出均相液相微反应器、非均相液相微反应器、多相微反应器、气相微反应器、催化微反应器等。芯片反应器提供了实时监测手段，提高了合成效率，降低了反应产生的污染，促进了组合化学和药物分子筛的发展。Schilling等把细胞裂解器和酶反应器组装在芯片上，同时实现裂解细胞和检测细胞内酶及其含量。细胞和裂解液进入通道后扩散，细胞发生膨胀破碎，释放内容物，其中的酶催化底物产生荧光物质，通过荧光检测，可以定性定量细胞内酶含量(见图7．10)；这样既缩小了仪器的体积，又可以在生物工程中进行在线检测。由于环境污染，男性精子质量逐渐下降，死精现象逐年增加，将有活力的精子从精液中分离出来就显得非常重要。Takayama小组设计出精子分选流式细胞仪，利用重力推动精液在芯片中流动，借助活细胞自身运动，分离活细胞和死细胞。图7．11A为流式细胞照片，B为流式细胞仪的流程示意图；精液在重力的作用下，由一端流向另一端，死细胞以及碎片不能游动，顺着重力方向一直流到底部，而活细胞一直不停运动，随机进入另一段通道，从而分选出活细胞。1998年，Kopp等首次报道了连续流式芯片PCR（continuousflowthermocyclingPCRchip）。其他一些小组在此基础上相继展开了研究。连续流式芯片PCR反应器基本构型如下：样品在动力的推动下，连续流经a、b、c三个不同的温度区，在流动中实现变温，完成变性、退火和延伸反应，达到扩增的目的，在18.8分钟内完成20个循环。纳米阵列目前，一般意义上生物芯片的概念是指在固相基质上，由成千上万个DNA点或蛋门质点组成的阵列。组成这些点的大小在微米范围内，所以也称为DNA微阵列、蛋门质微阵列。典型蛋白质微阵列上每个蛋白质点的尺度在100—300微米，DNA微阵列现在已经叮以做得更小。而纳米生物芯片上每个蛋白质点的尺度将在几百纳米甚至几十纳米，它的制造技术和检测技术都是在纳米技术的基础上发展起来的，是纳米科技标志性的成果。从技术上来说，蛋白质纳米芯片比其微米芯片有更大的优势。首先，它的检测灵敏度有望得到提高。在许多情况下，检测微量蛋白质是十分重要的。但是还没有任何技术可以像PCR技术扩增DNA一样能使蛋白质的数量成百上万倍地增加。科学家们相信：用蛋白质纳米阵列，只要少量的样品甚至单个细胞就有可能检测到癌变的指标，实现对癌症的早期诊断。其次，蛋白质纳米阵列的检测方法是一种无需标记的蛋白质阵列检测系统。利用原子力显微镜技术可以直接检测反应前后蛋白质点的高度变化，避免了因荧光标记或放射性标记或其他标记对整个检测过程如检测时间、检测成本以及检测准确度等的影响。在实际应用上，它将比蛋白质微米阵列具有更大的潜在优势。如何制造蛋白质纳米阵列是目前必须解决的关键问题。美国西北大学Mirkin实验室和瑞土的IBM实验室在蛋白质纳米阵列的制备方面占据了领先的地位，2002年的Science杂志和2003年的J．Phys．Chem．B分别介绍了他们制造蛋白质纳米阵列的研究工作美国西北大学Mirkin实验室采用了原子力显微镜的纳米操纵技术，称为蘸笔纳米刻蚀技术(Dip-penNanolithography)(图7．14)。利用原子力显微镜的针尖可以将“蘸”在针尖上的蛋白质转移到阵列基片上，形成了蛋白质的纳米阵列，如图7．15所示，其蛋白质点的大小在几百纳米水平。瑞士的IBM实验室采用多种刻蚀技术相结合的方法制造出了更小的蛋白质纳米阵列，其蛋白质点的大小只有40纳米左右。上海应用物理研究所采用原子力显微镜操纵的方法制造的蛋白质纳米阵列也已经达到了40纳米以下，见图7．16。而通常单个蛋白质的大小多在几个纳米到十几个纳米之间。这样，他们有望实现由单个蛋白质分子组成的纳米阵列，用于单分子水平上的检测，大大提高检测灵敏度。在图7．17中，当有相应的反应物结合在原始的蛋白质点上(C)时，蛋白质点的高度将产生变化(D)，约有1倍的变化，从而被原子力显微镜探测到。值得一提的是与蛋白质微米阵列一样，蛋白质纳米阵列也是检测蛋白质之间相互作用的生物芯片。所以它在生命科学如：蛋白质组学、药物筛选、免疫诊断、细胞学等的研究中也将起到重要的作用。纳米医学纳米颗粒与药物传递纳米颗粒与基因治疗、癌症治疗纳米医用材料人机通讯纳米机械人在众多的纳米技术中，除了纳米材料以外，最先的一些应用可能将是纳米技术在生物医学研究、疾病诊断与治疗中的应用。纳米医学概况：接近成熟的技术用无机物制成的纳米结构可用于生物医学研究、疾病诊断甚至疾病治疗。当某些纳米级粒子被用作标记物时，检测选定的物质是否存在及是否具有活性的生物学试验可以变得更快、更灵敏、更灵活。纳米粒子可用来向所需之处输送药物，从而避免时常由烈性药物引起的有害副作用。人造纳米级部件或许有朝一日可用来帮助修复皮肤、软骨和骨骼等组织，甚至有可能帮助患者再生器官。发展之中的技术纳米生物传感器将在环境监测和人体体内检测中得到广泛应用。量子点纳米编码对体内生物分子的监测和蛋白组学研究促进巨大。纳米颗粒与药物传递这里的纳米颗粒是指纳米级的载体(1～100nm)，用于输送药物，这些载体可以是聚合物纳米球、脂质体、微乳剂(胶乳球)以及胶囊等等。载体本身大多不含实质性的药效，只是一个药物传递工具，但通过精心设计，除了选择合适的纳米粒径大小外，还可在其表面层和中心结合除药物外的其他物质(磁性体、热敏物质、免疫导向分子等)，使其具有靶向性，将药物输送到靶器官或靶细胞上，并可控制其缓释能力、通透性