蛋白质作为自然界中具有特定功能的复杂生物大分子，其生物功能的实现往往依赖于精确的折叠过程。受此启发，聚合物单链纳米粒子（SCNP）因其尺寸小、微结构可调及功能集成等优势，成为模拟蛋白质折叠的理想模型。然而，与具有确定多肽序列和长度的蛋白质不同，合成聚合物的固有无序性限制了其对复杂纳米结构的精确控制。

         近日，课题组提出了一种异质光化学策略。该策略利用光诱导化学反应在空间上的依赖性，成功实现了聚合物链内的异质聚集和多功能集成。这一方法不仅实现了单链聚合物的折叠，还同步完成了其荧光功能化，为聚合物纳米粒子的精确控制和功能化提供了新的思路。

         本研究合成了一类新型含氰基苯乙烯（CS）基元的两亲性无规共聚物。当该共聚物在水溶液中进行预折叠时，聚合物链中随机分布的CS基元表现出独特的异质聚集行为，具体表现为两种不同的聚集状态：紧密聚集态和单分子分散态。值得注意的是，处于紧密聚集态的CS基元能够发生光二聚化反应，从而实现分子内交联；而单分子分散态的CS基元则可通过光环化反应生成具有强绿色荧光的荧光团。这种独特的双态特性使CS基元兼具链内交联剂和荧光功能基团的双重功能，通过双重光化学路径的协同作用，成功实现了SCNP的链内折叠和荧光功能化。

         通过调节共聚物组成或改变良溶剂比例以控制CS基元的聚集程度，可实现两种光化学反应比例的精准调控，从而系统性地调控SCNPs的折叠动力学过程。

         此外，通过将尼罗红染料封装并结合链内能量转移机制，我们成功实现了对所得SCNP荧光特性的精细调控。这一策略不仅显著扩展了荧光发射的可调性范围，使其能够产生从绿色到红色的宽谱发射，还包括了白光发射，从而大大增强了该材料在生物成像等领域的应用潜力。

         本研究成功构建了一个多功能平台，实现了SCNPs的同步折叠与功能化。该平台有效解决了多个化学过程在单链体系内集成的技术难题，为复杂纳米结构的精准设计、可控功能化及精确调控提供了新的解决方案。

相关研究成果发表于《Angewandte Chemie International Edition》(Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202500354)。

课题组博士生马天舒为文章第一作者，田威教授与慕斌副教授为论文共同通讯作者。

论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202500354