近日，我校能源材料化學(xué)研究院趙東元院士、趙再望研究員和趙玉娟老師，聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)李曉民教授在國際化學(xué)頂級期刊Journal of the American Chemical Society上發(fā)表題為“Ultrafine Asymmetric Soft/Stiff Nanohybrids with Tunable Patchiness via a Dynamic Surface-Mediated Assembly”（J. Am. Chem. Soc., 2024, DOI: org/10.1021/jacs.4c05072）的重要研究成果。該團(tuán)隊(duì)首次構(gòu)建了一種新型的超小、非對稱有機(jī)-無機(jī)雜化納米粒子，并將其應(yīng)用于高效生物細(xì)胞內(nèi)吞及其機(jī)制研究。我校能源材料化學(xué)研究院的趙再望研究員、復(fù)旦大學(xué)博士研究生劉夢麗與段林林為論文的共同第一作者，趙東元院士、李曉民教授和趙玉娟老師為通訊作者，內(nèi)蒙古大學(xué)為本論文的第一完成單位。
在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，納米材料的物理化學(xué)性質(zhì)，如尺寸、形狀、電荷、剛度、表面化學(xué)等，對與細(xì)胞的相互作用效果有深遠(yuǎn)的影響。獲得高效細(xì)胞攝取效率的生物納米材料，一直是研究者們的極致追求，在藥物定點(diǎn)輸送與釋放、靶向治療等生物領(lǐng)域，研究意義重大。在過去的十年里，盡管人們對不同剛度納米顆粒的細(xì)胞攝取效率進(jìn)行了廣泛的研究，但對具有表面軟-硬特性、結(jié)構(gòu)不對稱的雜化納米粒子的生物相溶性、細(xì)胞攝取性能等的研究仍然是空白，特別是具有超小尺度的軟硬納米功能顆粒。同時(shí)，其精確制備也仍面臨著巨大挑戰(zhàn)。
本論文首次報(bào)道了一種動態(tài)表面介導(dǎo)的各向異性組裝方法，在介孔材料的最小組裝基元——單膠束上，制備了一種新型超小的、不對稱有機(jī)/無機(jī)雜化納米粒子。這種不對稱的、有機(jī)/無機(jī)納米雜化粒子的尺寸為~ 20 nm，包含兩個(gè)空間上物化性質(zhì)不同的單元，一個(gè)是軟質(zhì)的有機(jī)PS-PVP-PEO單膠束納米球(尺寸為12 nm，楊氏模量為632 MPa)，另一個(gè)是硬質(zhì)的無機(jī)SiO2納米棒(尺寸為~8 nm，楊氏模量為2275 MPa)。此外，通過動態(tài)調(diào)節(jié)表面有機(jī)基團(tuán)的密度程度(即蓬松或致密狀態(tài))，實(shí)現(xiàn)了定量化控制每個(gè)軟膠束上硬SiO2納米棒的數(shù)量(從1到6)。這種超小的、非對稱的納米雜化材料也展現(xiàn)出優(yōu)異的細(xì)胞攝取性能，其細(xì)胞內(nèi)吞總量也能達(dá)到傳統(tǒng)常規(guī)納米粒子的三倍以上。該成果成功解決了傳統(tǒng)材料無法在超小微觀尺度，實(shí)現(xiàn)對材料的物化性質(zhì)、非對稱性、軟硬機(jī)械性能等的同時(shí)控制的瓶頸。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c05072
（素材來源：科學(xué)技術(shù)處 編輯：李文娟 審核：劉雪峰）
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