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北京大學林志強研究員團隊 ACS AMI：還原響應性可調諧的聚合物納米反應器

2022-08-22 來源：高分子科技

近日，北京大學基礎醫學院林志強研究員團隊合成了具有聚合物內核和白蛋白外殼結構的化學可調納米反應器（CAN）組合庫，實現了對納米反應器氧化還原響應度的精確調控。在一系列CAN熒光探針中，熒光激活效率可通過改變外殼白蛋白修飾密度調節，還原響應靈敏度（對還原型谷胱甘肽GSH的響應性）可通過納米粒核心中聚合物疏水嵌段的pKa特性來調節。CAN熒光探針由于這種獨特的可調諧的氧化還原響應性，特別適用于體內復雜生理環境中的探針篩選和優化。這項研究為操縱核/殼納米反應器或調節生物響應納米材料的性能提供了一種新的設計策略。該工作以“Polymeric Nanoreactors with Chemically Tunable Redox Responsivity”為題發表于《ACS Applied Materials & Interfaces》雜志（ACS Appl Mater Interfaces. 2022 Aug 19. doi: 10.1021/acsami.2c07663）。該文章第一作者是北京大學基礎醫學院博士生龔禮棟。該研究得到了國家自然科學基金和北京市自然科學基金等多項基金的資助。

圖1 CAN組合庫的響應模式與體外熒光激活效果

近年來，文獻中已報道多種氧化還原敏感性納米探針，但絕大部分報道的材料均為單一納米顆粒，在進一步轉化的過程中往往存在兩方面的問題：第一，單一探針無法實現在體內復雜生理環境中的篩選和優化；第二，已報道的絕大多數探針僅在10 mM以上GSH中測試了還原響應性，響應能力有待進一步改善。為此，本研究構建了可調諧響應性的熒光納米探針組合庫，包含了5種結構相似但響應能力不同的納米探針。在該探針組合庫中，5種CAN可分別響應0.6 mM，0.8 mM，1.0 mM，2.0 mM和3.0 mM的GSH水平，并且這種響應行為可被精確操控。該系列探針可作為“先導探針”，用于體內復雜環境下的候選探針的篩選與優化。

圖2 CAN納米粒的體外熒光激活效果

該工作是林志強研究員團隊近年來關于生物響應性納米材料相關研究的最新進展之一。該課題組致力于生物響應性納米材料的研究與應用。生物響應性納米材料在腫瘤、病毒感染等疾病的診療方面發揮重要作用。該團隊早在2019年即報道了能夠對體內外還原水平做出響應的谷胱甘肽激活的納米反應器（ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 33667?33675），高效地實現了對腫瘤組織的精準成像，同時可以精準識別腫瘤邊界。此外，該團隊提出了基于梯度pH敏感納米粒的抗病毒策略（Adv. Mater. 2022, 34, 2109580），通過梯度 pH 敏感 (GPS) 聚合物納米探針庫，精確成像了病毒感染導致宿主細胞膜pH微小改變的動態酸化過程。

原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsami.2c07663

下載：Polymeric Nanoreactors with Chemically Tunable Redox Responsivity

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（責任編輯：xu）

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