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香港中文大學(xué)（深圳）唐本忠院士團(tuán)隊(duì) JACS：均聚多肽自組裝誘導(dǎo)的水相圓偏振發(fā)光納米材料
2023-12-14  來源：高分子科技

  水相生物可降解圓偏振發(fā)光（CPL）納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域（如成像、標(biāo)記、檢測等）具有巨大的應(yīng)用潛力。然而，當(dāng)前基于水相生物可降解CPL納米材料的體系比較匱乏，同時(shí)對體系中手性光的產(chǎn)生、傳遞與放大的機(jī)理研究較為模糊，極大阻礙了該類CPL材料的發(fā)展與應(yīng)用。簡易構(gòu)筑水相生物可降解CPL納米材料，明確體系中納米結(jié)構(gòu)與CPL性能之間的關(guān)系以實(shí)現(xiàn)對其性能的調(diào)控，一直是該領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)之一。


圖1. 均聚多肽自組裝選擇性誘導(dǎo)CPL示意圖及其發(fā)光性質(zhì)


  近期，香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院唐本忠院士、趙征教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合深圳大學(xué)熊玉教授、香港浸會大學(xué)韓偉教授研究了具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）性質(zhì)的均聚多肽的組裝特性，并利用大分子自組裝策略選擇性誘導(dǎo)了具有CPL性質(zhì)的水相納米粒子分散液，其中體系CPL的性能同均聚多肽自組裝的形貌存在非常明確的關(guān)系（圖１）。通過對體系中納米粒子結(jié)構(gòu)的分析、自組裝過程的監(jiān)測以及對應(yīng)的分子動力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn)該形貌依賴的CPL性質(zhì)來源于自組裝過程中均聚多肽鏈的差異性堆積，導(dǎo)致了AIE端基的手性與非手性堆積，從而產(chǎn)生了明顯的CPL性能的差異（圖2和圖3）。同時(shí)，根據(jù)提出的機(jī)理對該水相均聚多肽納米體系手性發(fā)光性能進(jìn)行了調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了CPL信號的放大（圖4）。這項(xiàng)工作為水相生物可降解CPL納米材料的設(shè)計(jì)與制備發(fā)展了新思路，對手性聚多肽自組裝體系中CPL的機(jī)理及性能調(diào)控提供了一定的研究基礎(chǔ)，有利于推動CPL材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。 


圖2. 均聚多肽納米粒子結(jié)構(gòu)及自組裝過程表征 


圖3. 均聚多肽自組裝體系的動力學(xué)模擬 


圖4. 均聚多肽水相自組裝體系CPL性能的調(diào)控


  該工作以“Aqueous Circularly Polarized Luminescence Induced by Homopolypeptide Self-Assembly”為題發(fā)表在《JACS》上（J. Am. Chem. Soc. 2023, 10.1021/jacs.3c06769）。文章第一作者是深圳大學(xué)博士后（現(xiàn)為香港科技大學(xué)博士后）江金輝博士, 共同通訊作者為深圳大學(xué)熊玉助理教授，香港浸會大學(xué)韓偉副教授，香港中文大學(xué)（深圳）趙征助理教授和唐本忠教授。該研究得到國家自然科學(xué)基金委、聚集體功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、深圳市科技計(jì)劃和深圳市基礎(chǔ)研究計(jì)劃的支持。


  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c06769

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