接種疫苗是對抗疾病的最好方法。不過，很多疫苗在暴露于室溫或高溫時會失效。在電力不可靠的欠發(fā)達(dá)國家，醫(yī)生一直在為注射完全有效的疫苗而努力，因為在這里，將疫苗從生產(chǎn)商供應(yīng)給病人的“冷鏈”可能被打斷。即便是在更發(fā)達(dá)地區(qū)，80%的疫苗生產(chǎn)和配送成本同冷藏相關(guān)。這些挑戰(zhàn)妨礙了病人獲取拯救生命的免疫接種，并且增加了全球性流行病的風(fēng)險。

美國得克薩斯大學(xué)助理教授Jeremiah Gassensmith描述了其實驗室在研制金屬有機(jī)框架（MOF）疫苗方面所做的工作。這種新的具有生物相容性的聚合物框架能把蛋白質(zhì)“冷凍”在疫苗內(nèi)。隨后，蛋白質(zhì)在被注射進(jìn)人類皮膚中時溶解。這一創(chuàng)新或能幫助衛(wèi)生保健提供者在電力不可靠的偏遠(yuǎn)地區(qū)運送、注射疫苗。

“MOF疫苗是一種晶體，含有像流感病毒表面上的蛋白質(zhì)一樣的抗原。只不過它們被冷凍在晶格內(nèi)，以確保其不會變性或者改變形狀。”Gassensmith解釋說。MOF含有同有機(jī)鍵結(jié)合在一起的金屬離子團(tuán)簇。這種結(jié)構(gòu)就像積木，并且實現(xiàn)了對孔徑大小、形狀和功能的更多控制。

和像二氧化硅一樣的人工包裹物相比，MOF的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢使其在室溫下表現(xiàn)得更好。尤其是MOF能作為半滲透屏障發(fā)揮作用，從而運送像蛋白質(zhì)或者疫苗抗原一樣的生物物質(zhì)。

更重要的是，MOF在很多溶劑（比如水）中能保持穩(wěn)定，但在像人類皮膚一樣的低pH值環(huán)境中會溶解。這是經(jīng)皮膚疫苗注射的額外優(yōu)勢，因為皮膚含有能幫助激活疫苗的免疫細(xì)胞，同時其酸性能幫助MOF溶解。

研究人員通過一個被稱為仿生礦化的過程合成了這種MOF。該過程基于形成諸如骨頭、貝殼等天然材料的生物礦化過程。在生物礦化領(lǐng)域，研究人員探尋的是陰離子蛋白質(zhì)表面如何吸引金屬陽離子。