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【高分子科学前沿】我院赵汉英、刘丽课题组发表Angew,报道聚合物补丁胶束与蛋白质分子的共组装
2017-06-09

近年来不对称纳米粒子的合成及组装研究引起了人们广泛的关注。由于不对称纳米粒子具有结构不对称性以及小尺寸的特点,所以它们非常容易组装成形式多样的有序结构。同时这些粒子与生物分子尤其是蛋白质分子尺寸相近,故它们在溶液中可以通过共组装方式构建具有生物活性的组装体。

赵汉英1.jpg


近期,南开大学化学学院赵汉英、刘丽课题组以二氧化硅粒子表面为模版,制得补丁胶束。通过切断二硫键,制得可溶于水的不对称纳米粒子(图1)。其中交联的季铵盐化的PDMAEMA带正电荷,而POEGMA为电中性。在蛋白质水溶液中,BSA带有负电荷。把不对称粒子水溶液滴加到蛋白质溶液中,由于带负电的蛋白质分子和带正电的PDMAEMA间的静电相互作用以及POEGMA链的稳定作用,表面胶束分子可以和蛋白质分子共组装成有序的组装体。

赵汉英2.jpg


在静电作用下,两者的组装体并不是简单的聚集成实心结构,而是组装成为空心囊泡结构(图2)。分析原因,两者正负电荷差异大,静电作用力较强,普通的聚集并不能将体系的能量降到最低,所以形成了能量更低的囊泡结构。随着BSA/不对称粒子摩尔比的变化,组装体的大小随之变化。实验中通过FRET方法验证了不对称粒子和BSA存在着很强的相互作用;利用cryo-TEM和SLS表征了组装体的空心结构;而通过TEM和DLS的表征手段说明了组装体尺寸大小的变化规律。最后作者还对组装体中BSA的生物活性以及组装体的酶响应性(BSA被胰蛋白酶酶解)进行了研究。

该项研究成果发表在新一期的《Angewandte Chemie International Edition》,论文第一作者为硕士研究生范伟敬,此项研究受国家自然科学基金资助。