对科学家而言，将药物释放至所需部位的难度有时候并不亚于新药研发。最典型的例子就是大脑，大脑血管壁坚实紧密，确保了绝大多数大分子不会从血液渗漏进大脑组织。因此，对于神经性疾病的治疗，在某些类型的药物给药时，血脑屏障是难以逾越的(参见《环球科学》2006年第11期《给大脑喂药》一文)。但是美国哈佛大学医学院免疫疾病研究所的曼朱纳特·N·斯瓦米(ManjunathN.Swamy)和他的研究小组独辟蹊径，设计出了巧妙的方法，能让药物穿过血脑屏障(blood-brainbarrier)，直接作用于脑细胞。
一些专门感染神经系统的病毒，如狂犬病毒(rabies)和疱疹病毒(herpes)，可以轻而易举地穿越血脑屏障。为了借用这种能力，斯瓦米的小组选择了一个狂犬病毒表面中常见的小蛋白来伪装药物。科学家相信，该蛋白可打开穿越血管壁的通道，固定在蛋白上的药物即可趁势穿过血脑屏障。一旦进入大脑，这个蛋白还会携带药物进入单个神经细胞，这一过程与狂犬病毒感染极其相似。在斯瓦米的试验中，起治疗作用的分子是一段短核苷酸链，名为短链干扰RNA(short-interferingRNA，简称siRNA)。经过特别设计后，siRNA可靶向作用于特定基因，并抑制它们的功能——这就使得直达大脑的siRNA成为了一种用途广泛的“万能”工具。
荷兰应用科学研究组织(Netherlands Organization forAppliedResearch)的汉斯·博曼斯(HansBoumans)及其同事开发出另一种微型“特洛伊木马”，这一发明的思路和上述例子类似。研究小组称它为“生物开关(BioSwitch)”，主要部分就是一个生物聚合物外壳，用以保护或隐藏一些物质，然后根据需要释放出它们。外壳的材料以及释放内容物的触发装置均可根据具体情况定制。
博曼斯的研究小组发明了一种用于肉类保鲜的杀菌塑料包装。他们先将“杀菌酶”封入由淀粉分子交联而成的外壳内，然后在外面裹上塑料。外壳会处于不活动状态，直到细菌出现并开始以淀粉为食。当淀粉外壳被细菌降解时，“杀菌酶”便出其不意地被释放出来，发挥作用。还有一个类似的系统，可将不稳定的食物调味分子封存于外壳中，一旦接触到舌头上的酶，便释放出这些分子；还可以将食物中味道不好的营养素密封起来，等它遇到胃肠道中的消化酶时再行释放。
撰文/克里斯廷·苏亚雷斯(Christine Soares)
译/冯志华 校/申宁馨、虞骏
新燃料替代品
工程师在新型环保燃料以及能量储存设备等方面的研究取得新的进展。
尽管人们试图用乙醇替代汽油，但在为机动车持续供给能量方面，这种源自植物的乙醇燃料存在一定的缺点。缺点之一就是乙醇的燃烧热值低：燃烧等体积的乙醇和汽油，前者释放的能量大约比后者少1/3。
因此，当美国威斯康星大学麦迪逊分校的詹姆斯·A·迪梅希奇(JamesA.Dumesic)及其同事，发现了一种以糖为原料人工合成新燃料的简单方法时，科学界给予了极大关注。这种新燃料被称为2，5-二甲基呋喃(2,5-dimethylfuran，简称为DMF)，多方面的性能超过了乙醇。DMF拥有与汽油相当的能量密度，不溶于水，而且化学性质稳定，适于储存。尽管化学家很久以前就了解这种化合物，然而批量生产这种化合物依旧十分困难。新的两步式生产工艺改进了一个中间制造环节，消除了障碍，为量产DMF铺平了道路。
除了寻找用于内燃机的新型替代燃料之外，科学家还在研究燃料电池，这为实现环保型能源提供了一条新的出路。质子交换膜(proton-exchangemembrane，PEM)燃料电池是一种高效的氢燃料电池，它的关键核心是正电极表面覆盖着的一层致密如薄膜的铂微粒，氧分子在这里被分解为独立的带电原子。
美国布鲁克海文国家实验室的化学家拉多斯拉夫·R·阿季奇(RadoslavR.Adzic)带领他的研究小组，发现了一种防止电极表面铂微粒氧化的方法。电极的氧化不仅会减缓化学反应速度，降低输出功率，还会造成质子交换膜的降解，使燃料电池完全失效。阿季奇的研究小组在电极上喷涂一层金纳米微粒，让铂微粒层保留了绝大部分原有的催化能力，同时还具备了抗氧化能力。
为了持续产生电能，大多数质子交换膜燃料电池需要持续供给氢气，或者供给能够被催化裂解为氢气的碳氢化合物。不过，一些燃料电池的原型很像生物细胞，因为它们能用化学合成的酶分解糖类(一类特殊的碳氢化合物分子)产生电子，进而输出电能。但与真正的活细胞不同，维持反应所必需的酶在这种电池里通常很快就会消耗殆尽。
美国圣路易斯大学的电化学家谢利·D·明特尔(Shelley D.Minteer)和她的同事塔玛拉·克洛茨巴赫(TamaraKlotzbach)开发出一种新的方法，能够补充这种糖燃料电池因反应而消耗的酶。她们已经发明了一种聚合物，用它把酶包裹起来，就能把后者的催化活性从数天延长到数月。
撰文/史蒂文·阿什利(Steven Ashley)
译/王昊明 校/罗绮、虞骏
对抗室内毒素
