武科大网讯 近期，我校超分子材料与分子/纳米器件团队在自然指数期刊发表多篇研究论文，包括《Journal of the American Chemical Society》2篇、《Nano Letters》1篇、《Analytical Chemistry》1篇、《Organic Letters》2篇。
刘思敏教授与法国艾克斯-马赛大学David Bardelang研究员、英国伯明翰大学Michael J. Hannon教授合作，发现了一种新型的超分子轮烷结构。不同于传统轮烷的线性轴结构，该新型轮烷利用葫芦[10]脲（CB[10]）的刚性大空腔包裹三维圆柱形的螺旋体自组装结构，并通过修饰螺旋体末端分支形成机械互锁的轮烷结构。基于螺旋体结合Y型DNA结型结构并诱导细胞死亡的特征，进一步研究表明与CB[10]形成准轮烷的螺旋体依旧能够脱离CB[10]空腔并与DNA结合，而与CB[10]形成的机械互锁轮烷结构的多分支螺旋体，则可通过调节分支程度实现对螺旋体的DNA结合能力及生物活性的动力学调控：全分支修饰的螺旋体结构被锁定在CB[10]空腔中而无法与DNA结合，而局部分支修饰的螺旋体在竞争客体的存在下可脱离CB[10]空腔并与DNA结合。相关成果发表在Journal of the American Chemical Society（https://doi.org/10.1021/jacs.0c07750）。
刘思敏教授与法国爱克斯-马赛大学David Bardelang研究员合作，研究了葫芦[10]脲（CB[10]）与紫精-亚苯基-咪唑衍生物（V-P-I）在水相中的主客体识别行为，通过一维核磁共振氢谱（1H NMR）、二维核磁（COSY、NOSY、ROESY和DOSY等）、电喷雾电离质谱（ESI-MS）、UV-Vis滴定、单晶解析及DFT模拟等手段，证实二者之间可形成主客体比例为2：3的超分子主客体包合物。同时，循环伏安法、UV-Vis和电子顺磁共振（EPR）等实验证明，CB[10]与V-P-I形成主客体包合物后，在还原性环境中可起到稳定V-P-I阳离子自由基的作用，这一现象有别于常报道的紫精类衍生物还原后的顺磁聚集态或抗磁性二聚体，在新型荧光染料、超分子水凝胶或超分子开放型框架等方面具有潜在的应用。相关成果发表在Organic Letters（https://doi.org/10.1021/acs.orglett.1c00773）。
常帅教授与美国埃默里大学Yonggang Ke教授合作，基于多米诺阵列设计，将矩形DNA折纸结构划分成长度递增的小模块单元。随着触发链的加入，相应的模块能够改变其构型并逐步带动相邻模块发生连锁的变形，最终将具有不同长度配比的结构由矩形转变成具有不同曲率的DNA折纸结构。同样利用小模块单元的概念，在每一个模块中引入未参与碱基互补配对的单链环。通过加入与之完全配对的长链，来替换掉较短的链，从而使模块膨胀为较长的单元。选择性地扩展结构中模块的不同组合，就可以控制DNA折纸转变为具有设定长度、曲率或扭转的各种构象。该研究构建了新的动态DNA纳米器件的通用平台，有望应用于复杂纳米机器人及智能药物输运等领域。相关成果发表在Nano Letters（https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c03348）和Journal of the American Chemical Society（https://doi.org/10.1021/jacs.0c10576）。
梁峰教授课题组的青年教师陈俊玲，采用已报道的可特异性识别PTK7的Sgc8c适配体，将其与TAMRA连接以形成PTK7的专用荧光探针。通过双色成像和抗体探针单色对比成像，证实了Sgc8c-TAMRA的高特异性和标记优势；利用Sgc8c探针，揭示了PTK7在MCF10A基底膜和顶端膜上的分布差异；从脂质筏、细胞骨架和碳水化合物链对PTK7在细胞膜上分布的影响，探讨了PTK7在不同细胞膜上特异性组装的机制。研究发现，PTK7蛋白簇的形成和稳定性与基底膜上的脂筏和细胞骨架关系更密切，而受顶端膜上碳水化合物链的影响更大。PTK7在细胞膜上的组装特性，促进了细胞功能和整体膜结构的理解，为最终解释功能与双分子空间形态之间的关系奠定了基础。相关成果发表在Analytical Chemistry（https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.0c03630）。
梁峰教授课题组的博士研究生张浩，开发了一种用于制备羧酸斜塔[6]芳烃（CLT6）功能化的金纳米粒子（CLT6-AuNPs）的绿色合成方法，并深入探讨了其中的还原机理。无需外加还原剂和热源，将CLT6与氯金酸溶液按照1:1的比例混合，静置24小时即可得到CLT6-AuNPs。并且通过控制溶液中CLT6与氯金酸的摩尔比，能有效地控制CLT6-AuNPs的粒径。该杂化材料具有羧酸斜塔[6]芳烃的主客体识别功能，可以用于农药敌草快的检测。该工作不仅为水溶性超分子大环功能化的金纳米粒子的大规模制备和商业应用提供了绿色合成方法，而且为新型有机-无机杂化纳米材料的开发奠定了坚实的理论基础。相关成果发表在Organic Letters（https://doi.org/10.1021/acs.orglett.1c01300）。
科学技术的快速发展，模糊了传统学科之间的界限。“超分子材料与分子/纳米器件团队”顺应科学发展趋势，开展以解决科学问题为中心的多学科合作，挑战真正的原始创新性的研究课题，已在国内外产生了广泛影响。上述研究工作得到省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室和化学与化工学院的大力支持。
2020年至今，超分子材料与分子/纳米器件团队在自然指数期刊发表的论文还包括：
Advanced Materials, https://doi.org/10.1002/adma.202004208
Advanced Functional Materials, https://doi.org/10.1002/adfm.202004452
Advanced Functional Materials, https://doi.org/10.1002/adfm.202007277
Advanced Functional Materials, https://doi.org/10.1002/adfm.202006168
Chemical Science, https://doi.org/10.1039/D0SC05602B
Chemical Science, https://doi.org/10.1039/D0SC00409J
Analytical Chemistry, https://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b05549
Chemical Communications, https://doi.org/10.1039/D0CC05602B
Macromolecules, https://doi.org/10.1021/acs.macromol.0c00406
自然指数（Nature Index，网址：https://www.natureindex.com）是依托于全球顶级期刊，统计各高校、科研院所在国际上最具影响力的研究型学术期刊上发表论文数量的数据库。按照学科分类主要包括化学20种期刊、地球与环境科学16种期刊、生命科学43种期刊以及物理学24种期刊。因为有些综合性期刊如Nature、Science等涉及到多个学科，因此按照学科分类的期刊总数超过82种。（超分子材料与分子/纳米器件团队）
