在自然界中，生命的起源与手性之间存在密切关联。手性在生物活动中扮演着至关重要的角色，直接影响着生物体的多样性。许多酶是手性的，意味着它们只能与具有特定手性的分子进行相互作用，这种特异性对代谢途径及其他生物过程的正常运作至关重要。从亚原子粒子到原子、分子、超分子、聚合物以及纳米聚集体，手性的多层次表现早已引起了材料科学家的浓厚兴趣。科学界长期以来投入了大量精力，运用手性与非手性分子、低聚物、聚合物，并尝试了诸多方法，例如手性微环境、手性微涡旋、磁场和圆偏振光等，以构建手性组装体。揭示其构建机制及手性转移现象，不仅能够推动生物大分子的合成，还能实现特异性的手性识别、不对称催化、信息存储及DNA转录等生物手性功能。受到生物分子精确手性识别的启发，控制手性的构建在许多自组装系统中同样显得至关重要。这包括自组装小分子、折叠体、液晶、肽序列、超分子聚合物以及手性聚合物等领域。
近几年，苏州大学的张伟教授团队在高分子多层次手性结构的高效构筑及精准控制领域取得了诸多进展（J. Am. Chem. Soc.2023, 145, 16474; J. Am. Chem. Soc.2017, 139, 13218; Angew. Chem. Int. Ed. 2024,63,e202315686; Angew. Chem. Int. Ed.2024, 63, e202401077; Angew. Chem. Int. Ed. 2023,62,e202314848;Angew. Chem. Int. Ed. 2023,62,e202312259; Angew. Chem. Int. Ed. 2021,60,24430; Angew. Chem. Int. Ed. 2021,60,18566; Angew. Chem. Int. Ed2020, 59, 9669; Angew. Chem. Int. Ed.2020, 59, 15129; Sci. China Chem. 2023,66, 1169; Sci. China Chem. 2021,64, 2105;Chem. Sci. 2023,14, 5116; Chem. Sci. 2023,14, 1673; Chem. Sci. 2022,13, 13623; Macromolecules2022, 55, 8556; ACS Macro Lett.2021, 10, 690; Small2021,17, 2103177;Aggregate2023, 4, e351; Aggregate2023, 4, e262等）。
为了模拟天然变构蛋白质，研究人员致力于开发新的策略、程序和设备来有效地构建手性聚合物组装体，并进一步开发有效的手性光学装置。其中，溶液自组装和聚合诱导手性自组装（Polymerization-induced chiral self-assembly, PICSA）是构建手性聚合物组装体的两种主要方法，前者的聚合和组装过程逐步进行，后者则同时进行。在手性聚合物组装体的研究中，传统的溶液自组装方法通常耗时费力，且所生成的手性聚合物组装体的含量相对较低。此外，由于使用混合溶剂体系，目标手性聚合物的制备过程变得复杂且效率较低。
图1.溶液自组装和聚合诱导手性自组装
自2020年以来，程笑笑博士和张伟教授等人报道的用于高效制备手性聚合物组装体的新型PICSA技术迅速引起了众多科研工作者的兴趣。大多数“活性”/可控聚合技术如可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合、原子转移自由基聚合（ATRP）和氮氧稳定自由基聚合（NMP），都能够被应用，且PICSA能够在高固体浓度（高达50 wt%）下有效地制备出多种形态的手性聚合物超分子组装体。随着手性聚合物体系领域的发展，深入理解手性转移途径和PICSA体系设计基础的重要性日益凸显。为此，应Angew. Chem. Int. Ed.杂志资深副主编Dr. Diane Smith女士的邀请，程笑笑博士和张伟教授总结了通过PICSA策略原位构建、调控、放大和应用不对称超结构的最新进展。尽管已有多篇评论分别探讨了PISA及螺旋聚合物的进展，此篇minireview为研发人员呈现这两个领域的综合视角。同时，强调了基于PICSA过程的新兴构建原理和控制方法，特别是在平衡与非平衡条件下的途径复杂性。
图2.通过PICSA策略原位构建、调控、放大和应用不对称超结构
以上工作受到了国家自然科学基金(92356305, 22301208)，江苏省自然科学基金(BK20230505)，中国博士后基金(2022M722312)以及安徽省高等学校自然科学基金(2022AH050965)的经费支持。相关成果以“Polymerization-induced Chiral Self-assembly for the In-situ Construction, Modulation, Amplification and Applications of Asymmetric Suprastructures”为题发表于《Angew. Chem. Int. Ed.》上。文章的第一作者为程笑笑博士，通讯作者为程笑笑博士和张伟教授。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202414332
