田中群

廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，福建 廈門 361005

框架誘導(dǎo)組裝策略構(gòu)建形貌可控的囊泡結(jié)構(gòu)。

本世紀以來，化學(xué)自組裝作為創(chuàng)造新材料的重要手段，受到了國際各領(lǐng)域的廣泛關(guān)注和重視。2005年美國《科學(xué)》雜志提出了21世紀100個重要科學(xué)問題和25個重大科學(xué)問題1，其中與化學(xué)唯一直接相關(guān)的重大科學(xué)問題就是：我們能推動化學(xué)自組裝走多遠？

在該背景下，國家自然科學(xué)基金委于2010年設(shè)立了重大研究計劃“可控自組裝體系及其功能化”，旨在揭示自組裝過程的本質(zhì)和規(guī)律，發(fā)展新基元、新方法、新技術(shù)與新材料，提升我國在自組裝研究領(lǐng)域的國際學(xué)術(shù)地位。該重大研究計劃多措并舉，強調(diào)支持原創(chuàng)性工作，取得了一系列重要的研究成果。其中，“框架誘導(dǎo)組裝(Frame guided assembly)”策略是由清華大學(xué)劉冬生教授首次提出并命名的自組裝新方法，是具有“中國標簽”的原創(chuàng)性工作2–4。

近日，該課題組受邀于化學(xué)著名期刊Acc.Chem. Res.發(fā)表了題為“Frame-Guided Assembly of Amphiphiles”的綜述文章，他們牽頭聯(lián)合了在該領(lǐng)域的國際同行，系統(tǒng)總結(jié)了框架誘導(dǎo)組裝策略在過去十余年的發(fā)展。該文章的發(fā)表，不僅標志著我國學(xué)者自主提出的策略得到了國際同行的認可，也見證了國家自然科學(xué)基金委的重大研究計劃對提升我國科學(xué)競爭力的重要貢獻5。

框架誘導(dǎo)組裝策略的研究對象是兩親分子，在前人的工作中，構(gòu)造穩(wěn)定、可控的兩親組裝體一直面臨著巨大的挑戰(zhàn)。劉冬生教授課題組受到了“細胞骨架決定形貌”機制的啟發(fā)，提出了“框架誘導(dǎo)組裝”策略：設(shè)計疏水定位基團并將其非連續(xù)地引入預(yù)設(shè)的骨架上，實現(xiàn)可控形貌框架的構(gòu)筑；該框架可通過疏水作用，誘導(dǎo)目標兩親分子在其外圍組裝，最終形成囊泡結(jié)構(gòu)6–8。通過該方法制備的囊泡，其尺寸、大小和維度由最初設(shè)計的框架決定，因此通過調(diào)節(jié)框架的形貌，即可調(diào)控最終組裝體的結(jié)構(gòu)，使構(gòu)筑無規(guī)則和不對稱的兩親組裝體成為了可能。

該綜述系統(tǒng)總結(jié)了框架誘導(dǎo)組裝的發(fā)展脈絡(luò)，根據(jù)框架與兩親分子的相對空間分布，將框架誘導(dǎo)組裝劃分為“外骨架”、“內(nèi)骨架”與“平面骨架”誘導(dǎo)的組裝過程，并對其設(shè)計理念與目標作了細致的論述。同時，他們也對框架誘導(dǎo)組裝的機理進行了系統(tǒng)性的討論，為揭示兩親組裝機理、理解細胞膜形貌與運動機制提出了新的思路。文章也總結(jié)了框架誘導(dǎo)組裝在藥物遞送、研究膜蛋白相互作用等方面的應(yīng)用，指出了框架誘導(dǎo)組裝未來的研究方向與面臨的挑戰(zhàn)5。

框架誘導(dǎo)組裝策略經(jīng)過十余年的發(fā)展，已經(jīng)實現(xiàn)了在納米尺度上構(gòu)筑可控大小和形貌的納米囊泡，為精準構(gòu)筑兩親組裝材料開辟了新途徑?？梢韵嘈牛摲椒ǖ陌l(fā)展，將會為研發(fā)下一代藥物遞送體系奠定堅實基礎(chǔ)，進一步提高我國科研與產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。