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香港中文大學（深圳）唐本忠院士團隊 JACS：均聚多肽自組裝誘導的水相圓偏振發光納米材料

2023-12-14 來源：高分子科技

水相生物可降解圓偏振發光（CPL）納米材料在生物醫學領域（如成像、標記、檢測等）具有巨大的應用潛力。然而，當前基于水相生物可降解CPL納米材料的體系比較匱乏，同時對體系中手性光的產生、傳遞與放大的機理研究較為模糊，極大阻礙了該類CPL材料的發展與應用。簡易構筑水相生物可降解CPL納米材料，明確體系中納米結構與CPL性能之間的關系以實現對其性能的調控，一直是該領域的重大挑戰之一。

圖1. 均聚多肽自組裝選擇性誘導CPL示意圖及其發光性質

近期，香港中文大學（深圳）理工學院唐本忠院士、趙征教授團隊聯合深圳大學熊玉教授、香港浸會大學韓偉教授研究了具有聚集誘導發光（AIE）性質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了具有CPL性質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系（圖１）。通過對體系中納米粒子結構的分析、自組裝過程的監測以及對應的分子動力學模擬發現該形貌依賴的CPL性質來源于自組裝過程中均聚多肽鏈的差異性堆積，導致了AIE端基的手性與非手性堆積，從而產生了明顯的CPL性能的差異（圖2和圖3）。同時，根據提出的機理對該水相均聚多肽納米體系手性發光性能進行了調控，實現了CPL信號的放大（圖4）。這項工作為水相生物可降解CPL納米材料的設計與制備發展了新思路，對手性聚多肽自組裝體系中CPL的機理及性能調控提供了一定的研究基礎，有利于推動CPL材料在生物醫學領域的發展。

圖2. 均聚多肽納米粒子結構及自組裝過程表征

圖3. 均聚多肽自組裝體系的動力學模擬

圖4. 均聚多肽水相自組裝體系CPL性能的調控

該工作以“Aqueous Circularly Polarized Luminescence Induced by Homopolypeptide Self-Assembly”為題發表在《JACS》上（J. Am. Chem. Soc. 2023, 10.1021/jacs.3c06769）。文章第一作者是深圳大學博士后（現為香港科技大學博士后）江金輝博士, 共同通訊作者為深圳大學熊玉助理教授，香港浸會大學韓偉副教授，香港中文大學（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基金委、聚集體功能材料重點實驗室、深圳市科技計劃和深圳市基礎研究計劃的支持。

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

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（責任編輯：xu）

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