同濟(jì)大學(xué)杜建忠教授在JACS上提出了“融合誘導(dǎo)粒子自組裝”(Fusion-induced particle assembly, FIPA)新策略,并依此構(gòu)建了四臂囊泡(圖1、圖2)。
囊泡的可控融合,核心在于控制囊泡的膜張力(membrane tension)。當(dāng)膜張力大到足夠可以克服融合的能量壁壘時(shí),就可以通過釋放膜張力來降低整個(gè)體系的能量,而融合是張力釋放的途徑之一。譬如,肥皂泡的融合。
通過控制聚合物形成囊泡膜(vesicle membrane)鏈段的剛性和柔性,調(diào)控囊泡之間的促融(Pro-fusion)和抗融(Anti-fusion)作用,這在“基因”層面為張力調(diào)控奠定了基礎(chǔ)(圖1)。
圖1. 四臂囊泡
圖2. 四臂囊泡結(jié)構(gòu)解析
同時(shí),在粒子自組裝過程中,通過含水量、溶劑進(jìn)一步調(diào)控囊泡冠層的排斥程度、囊泡之間的粘附性能、囊泡的膜張力,在“表達(dá)”層面,調(diào)控囊泡融合產(chǎn)物的多樣性(圖3)。
圖3. 一維、二維、三維融合誘導(dǎo)粒子自組裝(FIPA)結(jié)果:(A)球形囊泡;(B)雙頭囊泡和三腳囊泡;(C)四臂囊泡
該成果以“Tetrapod polymersomes(四臂囊泡)”為題發(fā)表(J. Am. Chem. Soc. 2020, DOI: 10.1021/jacs.9b12925)。同濟(jì)大學(xué)博士生肖建剛為論文的第一作者,杜建忠教授為通訊作者。該研究得到國家杰出青年科學(xué)基金資助。
論文原文:Xiao, J. G.; Du, J. Z.* Tetrapod Polymersomes. J. Am. Chem. Soc. 2020, DOI: 10.1021/jacs.9b12925.
https://doi.org/10.1021/jacs.9b12925
杜建忠教授課題組主頁:https://jzdu.tongji.edu.cn/
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