香港中文大学（深圳）唐本忠院士团队 JACS：均聚多肽自组装诱导的水相圆偏振发光纳米材料

2023-12-14 来源：高分子科技

水相生物可降解圆偏振发光（CPL）纳米材料在生物医学领域（如成像、标记、检测等）具有巨大的应用潜力。然而，当前基于水相生物可降解CPL纳米材料的体系比较匮乏，同时对体系中手性光的产生、传递与放大的机理研究较为模糊，极大阻碍了该类CPL材料的发展与应用。简易构筑水相生物可降解CPL纳米材料，明确体系中纳米结构与CPL性能之间的关系以实现对其性能的调控，一直是该领域的重大挑战之一。

图1. 均聚多肽自组装选择性诱导CPL示意图及其发光性质

近期，香港中文大学（深圳）理工学院唐本忠院士、赵征教授团队联合深圳大学熊玉教授、香港浸会大学韩伟教授研究了具有聚集诱导发光（AIE）性质的均聚多肽的组装特性，并利用大分子自组装策略选择性诱导了具有CPL性质的水相纳米粒子分散液，其中体系CPL的性能同均聚多肽自组装的形貌存在非常明确的关系（图１）。通过对体系中纳米粒子结构的分析、自组装过程的监测以及对应的分子动力学模拟发现该形貌依赖的CPL性质来源于自组装过程中均聚多肽链的差异性堆积，导致了AIE端基的手性与非手性堆积，从而产生了明显的CPL性能的差异（图2和图3）。同时，根据提出的机理对该水相均聚多肽纳米体系手性发光性能进行了调控，实现了CPL信号的放大（图4）。这项工作为水相生物可降解CPL纳米材料的设计与制备发展了新思路，对手性聚多肽自组装体系中CPL的机理及性能调控提供了一定的研究基础，有利于推动CPL材料在生物医学领域的发展。

图2. 均聚多肽纳米粒子结构及自组装过程表征

图3. 均聚多肽自组装体系的动力学模拟

图4. 均聚多肽水相自组装体系CPL性能的调控

该工作以“Aqueous Circularly Polarized Luminescence Induced by Homopolypeptide Self-Assembly”为题发表在《JACS》上（J. Am. Chem. Soc. 2023, 10.1021/jacs.3c06769）。文章第一作者是深圳大学博士后（现为香港科技大学博士后）江金辉博士, 共同通讯作者为深圳大学熊玉助理教授，香港浸会大学韩伟副教授，香港中文大学（深圳）赵征助理教授和唐本忠教授。该研究得到国家自然科学基金委、聚集体功能材料重点实验室、深圳市科技计划和深圳市基础研究计划的支持。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c06769

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（责任编辑：xu）

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