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  近年來，聚合誘導(dǎo)自組裝（PISA）受到了高分子研究人員的廣泛關(guān)注。聚合誘導(dǎo)自組裝能夠大批量（固含量可高達(dá)50%）制備各種不同形貌的聚合物納米材料，為后續(xù)的工業(yè)化應(yīng)用提供了方法基礎(chǔ)。

  目前報(bào)道的 PISA 體系主要都是通過熱引發(fā)聚合制備的，反應(yīng)溫度高（通常為70 ℃）并且反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),很容易導(dǎo)致蛋白質(zhì)等生物物質(zhì)或者一些溫敏性物質(zhì)失活，這大大限制了蛋白質(zhì)復(fù)合及環(huán)境響應(yīng)等功能聚合物納米材料的制備。此外目前的 PISA 體系對(duì)氧氣存在非常敏感，需要通入惰性氣體（氮?dú)饣驓鍤猓┗蛘呃鋬鲅h(huán)除去體系中的氧氣，這些操作比較復(fù)雜并且耗時(shí)，對(duì)于非高分子研究人員來說難度較大，在一定程度上限制其廣泛應(yīng)用。

  近期，廣東工業(yè)大學(xué)高分子材料與工程系譚劍波副教授與張力教授團(tuán)隊(duì)發(fā)展了可見光引發(fā)聚合誘導(dǎo)自組裝（photo-PISA）（ACS Macro  Lett., 2015, 4, 1249-1253; ACS Macro Lett., 2016, 5, 894-899; ACS Macro Lett., 2017, 6, 298-303; ACS Macro Lett., 2018, 7, 255-262; Macro. Rapid Com., 2016, 37, 1434-1440; Macro. Rapid Com., 2017, 38, 1600508; Macro. Rapid Com., 2017, 38, 1700195; Polym. Chem., 2016, 7, 2372-2380; Polym. Chem.,2017, 8, 1315-1327; Polym. Chem., 2017, 8, 6853-6864）,在室溫下可以快速合成包括二氧化碳響應(yīng)、溫度響應(yīng)、蛋白質(zhì)復(fù)合及無機(jī)納米粒子復(fù)合的聚合物納米材料。

  接著通過把葡萄糖氧化酶高效耗氧的特性與可見光引發(fā)聚合誘導(dǎo)自組裝反應(yīng)條件溫和的特點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來，建立耐氧型的聚合物納米材料制備新方法。研究表明，只需要在聚合反應(yīng)體系中加入少量的葡萄糖氧化酶（1 μM）及葡萄糖，就能夠使聚合反應(yīng)完全不受氧氣的干擾，在開口的圓底燒瓶甚至96孔板中都可以實(shí)現(xiàn)水相可見光引發(fā)聚合誘導(dǎo)自組裝，快速高效地制備了多種可控形貌的二嵌段共聚物和三嵌段共聚物納米材料（Macromolecules, 2017, 50, 5798-5806）。

  雖然對(duì)于photo-PISA的研究已經(jīng)取得了顯著的成果，但是photo-PISA體系還存在一定的問題：（1）光的穿透性限制了聚合規(guī)模的擴(kuò)大化；（2）聚合體系對(duì)于光敏物質(zhì)（如染料、貴金屬納米粒子等）的存在非常敏感；（3）聚合過程需要保持光照，并不是完全節(jié)能的過程。因此，發(fā)展新型的反應(yīng)條件溫和的PISA體系將能夠大大擴(kuò)大PISA的范圍，為更多新型的聚合物納米材料的制備提供新的方法。

  酶催化是一種反應(yīng)條件溫和、高效、專一性強(qiáng)的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在有機(jī)合成與高分子合成中。最近，廣東工業(yè)大學(xué)高分子材料與工程系譚劍波副教授與張力教授團(tuán)隊(duì)把酶催化引發(fā)聚合與水相聚合誘導(dǎo)自組裝結(jié)合起來建立基于酶催化的氧化還原引發(fā)聚合誘導(dǎo)自組裝體系（Enzyme-PISA）。研究發(fā)現(xiàn)，在辣根過氧化物酶（HRP）的催化下聚合可以在室溫下快速進(jìn)行，只需要30 min轉(zhuǎn)化率就可以達(dá)到99%以上，并且可以通過調(diào)控單體濃度與聚合度可以可控制備不同形貌的聚合物納米材料（包括球、纖維、囊泡）。此外，在PISA的研究中，纖維狀膠束的制備通常比較困難（因?yàn)橹挥性诤苷姆磻?yīng)窗口才能得到）。在本論文中，研究人員充分發(fā)揮Enzyme-PISA能在室溫下進(jìn)行的優(yōu)點(diǎn)，通過觀察聚合溶液的黏度變化可以可控制備純纖維狀膠束。進(jìn)一步研究表明通過Enzyme-PISA可以在室溫下把SiO2納米粒子與牛血清蛋白（BSA）原位包埋在聚合物囊泡當(dāng)中。最后，研究人員把HRP與葡萄糖氧化酶（GOx）聯(lián)用進(jìn)行Enzyme-PISA，研究發(fā)現(xiàn)聚合可以在空氣中快速進(jìn)行并能達(dá)到完全轉(zhuǎn)化，同時(shí)還可以把反應(yīng)規(guī)�？s小到200 μL。

圖1. 基于酶催化的氧化還原引發(fā)聚合誘導(dǎo)自組裝（Enzyme-PISA）

圖2. （a）~（d）通過觀察Enzyme-PISA的反應(yīng)溶液粘度變化可控制備纖維狀膠束，（e）通過Enzyme-PISA原位包埋SiO2納米粒子，（f）通過Enzyme-PISA原位包埋BSA。

  Enzyme-PISA體系的建立有利于制備熱敏性及生物相關(guān)聚合物納米材料，并為高通量制備各種功能聚合物納米材料提供了有效的方法，大大擴(kuò)寬了PISA和聚合物納米材料的應(yīng)用范圍，相關(guān)工作發(fā)表在Macromolecular Rapid Communications (DOI: 10.1002/marc.201700871)上并被選為首頁封面。本研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金、廣東省珠江學(xué)者（青年學(xué)者）等的資助。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/marc.201700871