2個月內連發3篇權威學術期刊封面論文，杜建忠教授團隊在腫瘤新型療法等方面取得系列重要研究進展
來源🤸🏿：材料科學與工程學院
時間💁🏻♂️：2022-05-26 瀏覽👩⚕️：
疫情之下，科研攻關不止步🦾、不斷線。自3月9日學校實行疫情防控動態管控以來，材料科學與工程學院杜建忠教授團隊及時調整了科研工作方式，通過定期的“雲組會”和不定期的個性化指導👋🏼🛌🏽，持續穩步有序推進科研工作😳。
5月25日晚，恒达平台材料科學與工程學院杜建忠/朱雲卿/範震教授團隊一篇題為“π–π Interlocking Effect for Designing Biodegradable Nanorods with Controlled Lateral Surface Curvature”的論文，以封面論文（Front Cover）發表於美國化學會著名學術期刊《材料化學》（Chemistry of Materials）。近日🗄，團隊在多肽自組裝的形貌調控、機理解析及腫瘤新型療法方面取得了系列重要研究進展⛔，這是自今年4月1日以來團隊重要研究成果第3次以封面論文發表於美國化學會期刊。
生活中📅，人們在編織毛衣的時候，用的是兩頭尖的“棒針”👦，而在樹立旗幟的時候🧰，用的是兩頭鈍的“棒桿”。同樣，在微觀世界裏📡，納米材料的結構與性能也息息相關📨。雖然在生活中不乏“磨桿成針”的例子🤸🏼♂️，然而在納米尺度下⚖️，如何實現“磨桿成針🦢、變針為桿”✈️📷，則是一個有趣但長期懸而未決的難題。針對這一問題💃🏽，杜建忠/朱雲卿/範震教授團隊提出了一種高效調控分子鏈之間相互作用的π–π互鎖效應（π–π Interlocking Effect）👩🏿🍳🙅🏿♀️，在納米尺度實現了“磨桿成針、變針為桿”，進而為構建具有不同結構和功能的可生物降解納米棒提供了新概念。
π–π互鎖效應基本原理如圖1A所示：聚多肽PBLG首先形成穩定的頭尾相接HTT（head-to-tail）結構，然後誘導其以反向平行堆積的方式聚集，而HTT鏈之間的相互作用則通過PBLG分子的端基進行調控。譬如🎵，四苯乙烯α-端基之間形成的π–π相互作用如同一把“分子內鎖”，可牢牢鎖住組裝過程中HTT鏈的剛性🧑🦼➡️，使其不易彎曲，從而形成具有筆直外側面的納米“棒桿”。團隊將這種HTT鏈間的π–π相互作用稱為π–π互鎖效應。理論上🤞🦢，根據該效應，通過設計不同的端基就可以調控HTT鏈間的π–π相互作用🐠，進而實現“磨桿成針、變針為桿”🧏。
圖1. （A）納米棒自組裝機理示意圖；（B）通過π–π互鎖效應實現納米棒的形狀從“棒針”到“棒桿”的調控
為了驗證該理論，團隊設計了三種具有不同α-端基的PBLG以提供不同程度的π–π互鎖效應🤴🏼，並研究了組裝體的形貌👵🏻🥞。結果表明🚊，隨著α-端基的苯環數目遞增，π–π互鎖效應也相應增強，納米棒的結構也經歷了從“棒針”到“棒桿”的漸變（圖1B）👧🏽。此外💁🫔，為了進一步驗證該π–π互鎖效應的普適性，團隊還研究了在不同組裝溫度（TSA）下，具有不同α-端基PBLG分子的自組裝規律（圖2）。
圖2. 不同α-端基的PBLG在不同組裝溫度下形成的棒的形貌
以上結果表明，可通過PBLG端基類型和自組裝溫度來控製HTT鏈之間的π–π互鎖效應的大小🫶📋，進而控製納米棒的結構。該π-π互鎖效應還有望拓展到其他領域。
材料科學與工程學院高分子材料系2020屆博士江金輝（現為香港中文大學（深圳）博士後）與2019屆博士孫輝（現為寧夏大學副教授）為論文的共同第一作者，杜建忠教授、朱雲卿研究員以及範震研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家傑出青年科學基金等資助🛑。
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.2c00116
相關鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/PjMyIfdmLiHsxCgRs3i_xg
