【纳米】均聚多肽自组装构筑水相圆偏振发光纳米材料- 大数跨境

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2023-12-19

导读：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

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

这一成果近期发表在Journal of the American Chemical Society 上。文章第一作者为江金辉博士，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。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

Aqueous Circularly Polarized Luminescence Induced by Homopolypeptide Self-Assembly

Jinhui Jiang, Fulong Ma, Ruihua Dong, Siwei Zhang, Zicong Zhang, Haozhe Tan, Xumin Cai, Zijie Qiu, Yu Xiong*, Wei Han*, Zheng Zhao*, and Ben Zhong Tang*

J. Am. Chem. Soc. 2023, DOI: 10.1021/jacs.3c06769

作者简介

唐本忠，香港中文大学（深圳）讲席教授，1982年获华南理工大学学士学位，1985年、1988年先后获日本京都大学硕士、博士学位。曾在多伦多大学从事博士后研究、日本NEOS公司中央研究所任高级研究员。1994–2021年在香港科技大学工作。2009年、2017年、2020年先后当选中国科学院院士、亚太材料科学院院士、发展中国家科学院院士。2021年加入香港中文大学（深圳）担任理工学院院长、校长学勤讲座教授。主要从事高分子化学和先进功能材料研究。在聚集诱导发光（Aggregation-Induced Emission, AIE）这一化学和材料前沿领域取得了原创性成果，是AIE概念的提出者和AIE研究的引领者。已发表学术论文2,000多篇，总引用超180,000次，h因子为187。在学术会议上作了500多场邀请报告，拥有100多项授权专利。现任德国Wiley出版社发行的Aggregate《聚集体》杂志主编以及20多家国际科学杂志顾问、编委或客座编辑等。2014年至今连续当选全球材料和化学双领域“高被引科学家”。2007年获Croucher基金会高级研究员奖，2012年获美国化学会高分子材料科学与工程分会MACRO讲座奖，2014年获伊朗国家科技部颁发的Khwarizmi国际奖，2015年获广州市荣誉市民称号，2017年获国家自然科学一等奖、何梁何利基金科学与技术进步奖，2021年获Nano Today国际科学奖，2023年获生物材料全球影响力奖。

https://www.x-mol.com/university/faculty/377663

赵征，香港中文大学（深圳）理工学院助理教授，校长青年学者，国家高层次青年人才、中国人体健康科技促进会临床微生物与感染精准专业委员会常务委员，中国抗癌协会医工整合专业委员会委员、中国感光学会光学传感与诊疗专委会委员、深圳市分子聚集体功能材料重点实验室副主任，港中深第二附属医院AIE临床转化中心执行副主任，香港中文大学（深圳）材料科学与工程研究生项目主任。获首届中国化学会朱道本有机固体青年创新奖、Materials Chemistry Frontiers新锐科学家、Journal of Materials Chemistry B新锐科学家等荣誉称号，2022-2023连续入选斯坦福大学全球前2%顶尖科学家榜单。赵征教授于中国科学院上海有机化学研究所取得博士学位，后赴香港科技大学化学系进行博士后研究，2021年加入香港中文大学（深圳）理工学院开展研究工作。当前的研究兴趣包括新型聚集体光功能材料、聚集体光敏剂及其应用、近红外二区材料及其应用。已在Natl. Sci. Rev.、 Nat. Commun.、JACS、Angew. Chem. Int. Ed.、Matter、ACS Central Science.、Adv. Mater.等国际顶级期刊发表论文90余篇，包括13篇ESI高被引论文，论文总计被引用7800余次，H-index为48。目前兼任科学出版社聚集诱导发光系列丛书编委，Aggregate期刊顾问编委，National Science Review期刊青年编委，Smart Molecules期刊青年编委，Chinese Chemical Letters 期刊青年编委，集成技术期刊青年编委，National Science Review客座编辑，Biomaterials期刊客座编辑等。

韩伟，副教授，国家高层次青年人才，本科毕业于北京大学化学系，博士就读于香港科技大学化学系，并先后在香港科技大学和美国伊利诺伊大学香槟分校从事博士后研究，2015-2023年担任北京大学深圳研究生院特聘研究员，并于2023年加入香港浸会大学化学系。当前的研究兴趣主要包括基于多肽及类似物分子聚集体的结构、材料性质、形成机制和分子设计的计算模拟研究，以及相关多尺度计算模型的开发。已在国际知名期刊发表40余篇论文，有多项研究成果刊登在如Proc. Natl. Acad. Sci. USA, J. Am. Chem. Soc., Sci. Adv., Acc. Chem. Res., Chem. Sci.和J. Phys. Chem. Lett.等顶级期刊上。

熊玉，深圳大学助理教授，主要研究方向为有机室温磷光和聚集诱导发光功能材料。2014年博士毕业于中科院上海有机化学研究所，并先后在香港浸会大学和香港科技大学深圳研究院从事博士后研究。2019年4月入职深圳大学材料学院。目前共主持国家自然科学基金，广东省自然科学基金，深圳市基础研究项目和中国博士后科学基金面上一等资助项目，并在JACS, Natl. Sci. Rev., Angew. Chem., Adv. Mater.等发表SCI论文30余篇，入选深圳市高层次人才孔雀计划C类。

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