仿生体系分子组装研究取得系列成果

在科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的共同支持下，中科院化学所胶体、界面与化学热力学院重点实验室研究人员，近年来一直致力于仿生体系分子组装方面的研究，并取得了系列研究成果。近来，受英国皇家化学会综述期刊《化学会评论》（Chemical  Society  Reviews）邀请，该实验室研究人员在2010年第39期的《化学会评论》上发表了题为《二肽基纳米结构的自组装与应用》的综述文章，系统介绍了该小组近几年来在肽基分子组装方面的工作，并被选为该期的封面论文。  

    

事实上，生命体系中诸多基本结构单元在特定的环境下，能自发地进行自组装，形成各种各样的纳米结构。在细胞生命活动中，蛋白的折叠和展开起到了至关重要的作用，蛋白质的错误折叠能够导致神经性疾病的发作，例如阿尔茨海默症，淀粉样纤维的形成正是这类疾病的一个共同特点。通过对与淀粉样纤维形成相关蛋白、多肽甚至寡肽的序列和有效分子识别单元的研究，人们能够设计生物启发的自组装构筑基元，进而用于纳米材料的设计和制备。  

    

化学所胶体、界面与化学热力学院重点实验室研究人员基于分子仿生的概念，利用二肽作为自组装基元，构筑了一系列肽基纳米结构，由此组装的肽纳米结构材料在应用方面展示出其独特的优势。如在生物医药领域用于组织工程、药物输运、生物成像和生物传感等。其也可作为模板材料用于各种各样功能性纳米结构的制备。肽分子自组装可在分子水平上进行设计和功能化，从而控制组装体的形状和结构，这有利于人们理解生物体内一些结构的形成和调控现象。在某些条件下，这样的肽分子能够自组装成纳米纤维，最终形成宏观的凝胶网络结构。  

    

另外，为了赋予纳米生物材料新的特性，研究人员发展了一些新的构建策略，制备生物有机—无机复合材料。例如，将阳离子寡肽与荧光量子点结合制备生物兼容的三维胶体球，可用于活体细胞的标记；与多价阴离子结合构建适应性的杂化超分子网络，可用于多种尺度客体材料的包封，在药物控释方面有潜在的应用。