会“呼吸”的仿生大分子纳米反应器

 

二氧化碳(CO2)响应聚合物是一种新型的刺激响应材料,可以通过调节CO2气体的通入与排出控制聚合物在溶液中的组装、性质与功能。清华大学化学系袁金颖教授课题组曾利用含脒基团的嵌段共聚物构筑了CO2响应的大分子囊泡Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 4923- 4927)。最近,该课题组利用大分子囊泡在CO2气氛中的可逆呼吸行为,开发了一类新型的仿生大分子纳米器件。在囊泡呼吸、囊泡尺寸扩大时,组成囊泡的膜表面孔洞自然扩大,通过调控CO2气体浓度可控制囊泡的渗透性,用作纳米分离器以选择性地区分不同尺度的功能分子。当把某种酶装载于囊泡空腔时,又可以利用不同尺度的分子底物,通过控制CO2气体的通入量和通入时间,实现囊泡对不同反应在时空范围内的定向控制,达到细胞区域化反应的功能,作为仿生细胞的纳米反应器使用。相关文章发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52(19), 5070-5073,并被选为Inside Back Cover 论文Nature China 也以“Polymers: Hold your breath进行了亮点报道(doi:10.1038/nchina.2013.49