【综述】南丹麦大学吴昌柱教授团队Angew：聚合物自组装纳微反应器在生物催化合成中的应用- 大数跨境

【综述】南丹麦大学吴昌柱教授团队Angew：聚合物自组装纳微反应器在生物催化合成中的应用

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2022-11-06

导读：南丹麦大学吴昌柱教授、南京工业大学王杨鑫副教授与德国柏林自由大学Rainer Haag教授在Angew. Chem.上合作发表综述，回顾并总结了近年来聚合物自组装纳微反应器在生物催化合成中的应用

生物催化在绿色可持续工业生产中的巨大潜能日益受到人们关注。尽管酶催化反应具有效率高、底物专一性高、产物选择性高等优点，酶在脱离生物环境的使用过程中表现出循环利用性差、稳定性差等缺点。为了解决这些问题，科研工作者们发展了一系列由各类聚合物自组装得到的纳微反应器作为酶催化反应的载体，建立了稳定性高、可循环利用的酶催化反应体系，大大拓展了酶催化反应在有机合成中的应用。

近日，南丹麦大学吴昌柱教授、南京工业大学王杨鑫副教授与德国柏林自由大学Rainer Haag教授在Angew. Chem. Int. Ed.上合作发表综述，回顾并总结了近年来聚合物自组装纳微反应器在生物催化合成中的应用，重点介绍了聚合物囊泡、聚合物反相胶束、聚合物乳液、Pickering乳液与静态乳液（static emulsion）这几种类型反应器各自的结构特点以及最新的研究成果，讨论了该领域目前仍存在的问题以及未来可能的发展方向。

根据反应介质类型，该综述将常见的用于酶催化合成反应的聚合物纳微反应器分为两大类，即单相体系的聚合物囊泡和聚合物反相胶束，以及两相体系的聚合物乳液、Pickering乳液和静态乳液。聚合物囊泡是一类由两亲性聚合物在水相中自组装得到的球形的、空心结构。聚合物反相胶束则是通过两亲性聚合物在有机相中（极少量水存在条件下）自组装得到。而在聚合物乳液、Pickering乳液、静态乳液等两相体系中酶、催化底物和催化产物等可以分别分布在不同的溶液环境中。作者对这些不同类型的聚合物自组装体在作为生物催化合成反应器时所体现出的优势与不足也进行了比较和讨论。

在文章最后，作者也提到尽管目前该领域的发展已经取得了一系列的重要成果，但仍存在一些挑战尚待解决。比如如何构建能对温和刺激条件快速响应的智能纳微反应器，以实现对酶催化反应过程的精确控制和产物的快速分离。此外，这些聚合物自组装纳微反应器中聚合物与酶之间的相互作用对催化性能的影响规律和影响机制的研究还有所欠缺。与此同时，该领域的相关研究目前主要还停留在实验室中概念验证（proof-of-concept）阶段，因此如何将此类研究成果进一步推广到实际生产过程也是科研工作者们需要考虑并解决的一个问题。

南丹麦大学吴昌柱副教授是该论文的通讯作者，南京工业大学副教授王杨鑫为第一作者。

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