苝酰亚胺和大环化合物的超分子组装(英文)

苝酰亚胺及其衍生物是一类具有良好的π…π堆积能力和优良的光电性能的n型半导体材料,通过该类化合物与大环化合物构筑纳米超分子组装体是近年来化学、材料科学和纳米科学等领域备受关注的研究之一。本文主要论述了近年来以共价或非共价的方法将超分子大环化合物引入到苝酰亚胺体系构筑出各种纳米功能超分子组装体的研究进展,可以认为超分子大环化合物与苝酰亚胺的组装不仅可以调节苝酰亚胺的光物理行为,而且还可以赋予超分子组装体很多新颖的物理化学特性,使其在传感材料和光电器件等方面展现出很大的潜在应用价值。这些研究极大地拓展了构筑新颖苝酰亚胺纳米超分子组装体的方法。我们相信本文对于进一步构筑具有特定结构和功能的苝酰亚胺-大环化合物超分子组装体将起到积极的促进作用。     

超分子相互作用主导的纳米药物成核

纳米沉淀法是目前制备纳米药物的主要途径, 是指通过向药物的良溶剂中引入不良溶剂产生过饱和体系, 进而形成纳米尺度药物颗粒的方法. 该方法操控灵活, 能够大范围地选择药物分子、 溶剂、 载体、 表面活性剂及其它赋形剂, 实现对纳米药物成核及生长过程的调控. π-π堆积和疏水相互作用等分子间弱相互作用能够主导纳米药物成核, 从而用于制备高生物安全性的无载体纳米药物(CFNs). 目前超分子自组装在成核过程中的具体作用、 协同效应及调控方法尚缺少归纳总结. 根据纳米沉淀法的成核理论, 本文对超分子相互作用在成核过程中的重要贡献进行了诠释; 基于目前单药自组装CFNs的进展, 对多药共组装CFNs的优势进行了强调; 并将超分子相互作用主导成核的概念拓展到通过金属离子螯合形成的CFNs. 从理论上阐明了超分子相互作用在纳米药物成核过程中的主导作用, 将极大促进以高生物安全、 多功能及以联合治疗为标志的下一代CFNs的发展.     

无机药物:问题和解决思路

进入本世纪以来,无机药物及相关基础研究获得巨大的发展,同时也面临着巨大的困难。本文综述了两类金属药物——抗癌金属药物和抗糖尿病钒化合物的研究进展和目前存在的严重瓶颈问题,并提出未来发展应重视下列方面:(1)发现新的金属药物分子机制,在此基础上实现理性药物设计;(2)基于分子机理实现对金属药物毒性的控制;(3)理性设计和建立基于纳米、分子复合物和药物分子转运体的新的金属药物转运体系;(4)发展金属配合物的合成生物学。     

金属离子介导下的紫杉醇与血清蛋白结合反应机制的研究

白蛋白是主要的血清蛋白,能与多种内源或外源性物质结合,起到存储与转运的作用。其中,药物小分子与血清蛋白之间的复合物通常是借助于分子间作用力而形成的超分子化合物,而体内的微量金属元素既可能与药物小分子形成配合物,也可能影响蛋白质-药物超分子体系,故从不同角度研究蛋     

基于大环主体构筑的超分子载药体系

近年来,为了降低癌症治疗中药物对正常细胞的副作用,发展响应癌细胞特定微环境变化,并实现药物靶向输送的功能化载药体系,引起了化学和药物学领域学者的广泛关注。以非共价作用构筑的超分子载药体系,在外界刺激下,可实现结构、形貌和功能的动态可逆性转变,从而为设计和发展智能超分子纳米药物载体提供平台。超分子自组装一直是超分子化学和纳米科学较为活跃的研究领域和重要组成部分。基于大环主体构筑新的识别机理,在超分子自组装及相关应用方面扮演着重要的角色。此外,通过特异性修饰主体或客体,可将功能化基团引入超分子体系,从而满足在不同领域应用的要求。通过非共价修饰,超分子纳米体系不仅可以作为理想的药物载体,改善药物水溶解性和稳定性,而且可以实现药物的可控释放。本文根据大环骨架的不同,分类介绍了基于大环主体构筑的超分子载药体系的最新研究进展,并结合该体系的研究现状,对超分子载药体系的发展前景进行了展望。     

碳纳米材料的超分子表面修饰及应用

目前碳纳米材料已经成为纳米科学研究中的热点,它的特殊结构使其具有特殊的物理化学性能,对其进行超分子修饰可以提高其分散性以及赋予其新的性能,已经引起研究人员的广泛兴趣.本文综述了近年来碳纳米材料的超分子修饰以及其应用研究.重点阐述碳纳米管和石墨烯通过不同的超分子作用,如pi-pi相互作用、疏水相互作用、氢键相互作用、静电相互作用等进行修饰制备具有不同功能的超分子碳纳米材料,以及在光电材料、药物和基因传输以及化学生物传感器等领域的应用.     

聚肽胶束的超分子反应:聚合、环化及活性生长

聚合物自组装是制备纳米材料的有效途径.自组装纳米材料在药物载体、高性能材料、生物结构模型等领域具有重要的应用价值.近年来,在聚合物分子自组装研究的基础上,研究者们发展了聚合物纳米粒子的自组装研究,并取得了很大进步.聚合物纳米粒子的组装一般可称为超分子反应.以聚肽胶束为组装基元的超分子反应研究得到了很多关注,取得了一系列进展.本文以本课题组的工作为主,总结归纳了近年来在聚肽胶束自组装(超分子反应)研究方面的进展,主要包括超分子聚合、环化和活性生长.文中着重强调了理论模拟在探究胶束超分子反应中的作用.最后,本文展望了该研究领域的发展方向,并指出所面临的机遇和挑战.     

β-环糊精-Fe_3O_4超分子体系的构筑及其应用研究进展

详细综述了目前β-环糊精-Fe3O4超分子体系的构筑及其应用进展,主要包括以共价键键连的β-环糊精-Fe3O4超分子体系在环境污染物吸附、药物分子负载和缓释、传感检测、分离和催化领域中的应用.上述各部分中,根据β-环糊精与Fe3O4纳米粒子之间连接基团的不同,对各类β-环糊精-Fe3O4超分子体系的构筑及其性能进行了系统介绍.指出β-环糊精-Fe3O4超分子体系兼具β-环糊精的包结吸附性能、弱催化性能及底物识别性能和Fe3O4组分的磁性载体作用,易于回收;β-环糊精固载在Fe3O4纳米粒子上,构筑非均相β-环糊精-Fe3O4超分子仿生催化体系,是今后构筑纳米级超分子仿生催化剂的研究热点之一.     

碳纳米管在药物和基因转运领域的应用

当前国内外的许多研究小组都致力于开发出新型有效的药物和基因转运系统,用于改善多种治疗因子的药理学作用并降低其毒性.在新型纳米材料中,碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)正逐步引起人们的关注.功能化CNTs的两个关键优势在于它具有很强的细胞穿透能力和较低的细胞毒性,使其在药物和基因转运领域中的应用成为可能.CNTs可通过形成稳定的共价键或形成以非共价键为基础的超分子结合物来运载肽类、蛋白质、核酸和药物等活性分子,并将其运送至特定的组织和器官中以表达特殊的生物学功能.针对这一研究热点,本文综述了近几年国内外关于碳纳米管在药物和基因转运领域中的应用进展,并探讨了其毒性,以期为这一领域中的研究工作者提供参考.     

基于环糊精的药物载体的研究进展

药物载体具有控制药物释放速度,靶向输送药物,减少药物降解及降低毒副作用等特点,对它的研究越来越受到重视。近年来,各种药物载体不断出现,其中由环糊精构筑的超分子体系被国内外研究者广泛关注,本文从基于环糊精的轮烷/聚轮烷、聚合物、纳米体系、脂质体以及水凝胶等方面对近几年来环糊精在药物载体中的应用研究进行综述,为丰富药物载体系统提供了新的依据,并对其应用前景作了展望。     

基于大环合成受体的超分子纳米阀门

在特定外界刺激下, 修饰于介孔纳米材料表面的超分子纳米阀门可以有效地控制所包封物质如药物模型分子、 抗癌药物分子和寡核酸等生物分子的靶向释放, 在药物释放、 基因转染及传感等领域有广泛的应用前景. 本文结合本课题组的工作, 综述了国内外在基于大环合成受体的超分子纳米阀门体系的化学构筑及功能等方面的研究进展.     

环糊精-石墨烯超分子体系

环糊精是由D型吡喃葡萄糖通过α-1,4-糖苷键连接而成的环状超分子主体化合物,其特殊的结构赋予了其良好的分子识别性能;石墨烯是仅由单层sp杂化的碳原子构筑的具有良好的电化学性能的材料.作为著名的"明星分子",石墨烯类材料无疑是近5年来研究热点之一.在各种各样的石墨烯材料中,由环糊精-石墨烯联合构筑的超分子体系在保留二者优良性能的同时又引入了新的功能特点.综述了近些年来新发展起来的环糊精-石墨烯超分子体系:通过二者作用方式进行了分类,分为共价键连接和非共价键连接;综述了该超分子体系在药物运输及释放、电化学检测(包括对药物分子、污染物和生物分子的检测)等领域的应用;最后对该体系在药物负载及释放、模拟生物固氮、燃料电池、研究电子传导等应用前景进行了展望.     

氮苄叉苯胺-银纳米超分子体系的紫外光谱研究

合成了38个不含OH,NH_2和SH基团的4,4’-二取代氮苄叉苯胺衍生物(p-XBAY-p)以及银纳米粒子,分别测定了p-XBAY-p、银纳米粒子(AgNPs)以及(p-XBAY-p)-AgNPs超分子体系的紫外吸收光谱,研究了取代基效应对该超分子体系紫外光谱的影响。结果表明:化合物的紫外吸收波长会随着AgNPs的加入而发生不同程度的偏移,并存在偏移极限,其偏移程度与取代基X和Y有关;通过纳米粒度电位仪(Nano ZS90,Malvern)测定,超分子体系中银纳米粒子体积变大;用Hammett参数σ,激发态取代基参数σ■对超分子体系紫外吸收光谱的偏移值Δν_(WSL)(波数,cm~(-1))进行定量相关,得到一个三参数方程。所得方程表明,本文(p-XBAY-p)-AgNPs超分子体系紫外光谱的变化规律与含羟基二芳基席夫碱-银纳米超分子体系紫外光谱的变化规律有较大差异。     

轮烷研究－从超分子组装到分子器件

轮烷是一类由两端带有大的基团的线性分子和有机环化合物组成的互相锁连的分子化合物。主要综述了近年来这类超分子化合物的合成方法进展、在合成中的应用及其作为分子器件方面的研究进展。     

碳纳米管在药物和基因转运领域的研究进展

当前,国内外的许多研究小组都致力于开发出新型有效的药物和基因转运系统,用于改善多种治疗因子的药理学作用并降低其毒性。在纳米材料这一类中,碳纳米管（Carbon Nanotubes, CNTs）正逐步引起人们的关注。功能化的CNTs的两个关键优势在于它具有很强的细胞穿透能力和较低的细胞毒性,使其在药物和基因转运领域中的应用成为可能。CNTs可通过形成稳定的共价键或形成以非共价键为基础的超分子结合物来运载肽类、蛋白质、核酸和药物等活性分子,并将其运送至特定的组织、器官中以表达特殊的生物学功能。针对这一研究热点,本文综述了近几年国内外关于碳纳米管在药物和基因转运领域中的应用进展,并探讨了其毒性,以期为这一领域中的研究工作者提供参考。     

聚集诱导发光超分子聚合物的光物理性能研究

将一种含具有聚集诱导发光性能(AIE)的四苯乙烯的2-脲基-4[1H]-嘧啶酮衍生物(TPE-bis UPy)在氯仿中通过四重氢键作用组装形成的超分子聚合物,再以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂利用微乳法制备了基于超分子聚合物的纳米球.这种纳米球的形貌通过SEM进行了表征,具有规整的形貌与尺寸.相比在溶液里,该超分子聚合物纳米球的荧光显著增强.通过改变单体的浓度得到了3种不同粒径的超分子聚合物纳米球,DLS表征其粒径分别为46、66和91 nm.将这3种不同粒径的TPE-bis UPy超分子聚合物纳米小球与带负电的曙红(EY)进行组装,由于静电相互作用曙红吸附在纳米球表面,拉近了TPE-bis UPy和曙红之间的距离,使得在组装体内TPE-bis UPy可以有效地将激发能传递给曙红分子,该体系的发光颜色从蓝色荧光变为黄绿色荧光,其能量传递效率分别为62%、55%和39%,洗去表面活性剂CTAB后静电作用减弱,能量传递效率显著降低,分别为46%、36%和33%.研究表明,TPE-bis UPy超分子聚合物纳米小球与曙红的组装体系内,静电作用越强能量传递效率越高;超分子聚合物纳米球粒径越小,能量传递效率越高;并且通过这种组装可以调控体系的发光颜色,能量传递也可以通过体系的发光颜色变化观察到.     

DNA纳米结构在药物转运载体和智能载药中的应用进展

纳米材料具有荷载效率高、靶向性能好、半衰期较长等优点, 非常适于作为药物转运载体, 可有效提高药物的水溶性、稳定性和疾病治疗效果.目前, 开发具有良好生物相容性、可控靶向释放能力和精确载药位点的理想药物转运载体, 仍是该领域存在的挑战性问题和当前研究的重点.自组装DNA纳米结构是一类具有精确结构、功能多样的纳米生物材料, 具有良好的生物相容性和稳定性、较高的膜渗透性和可控靶向释放能力等优点, 是理想的药物转运载体和智能载药材料.本文总结了DNA纳米结构的发展历程、DNA纳米结构作为药物转运载体的研究现状、动态DNA纳米结构在智能载药中的应用进展, 并对其发展前景进行了展望.     

α-环糊精/聚乙二醇自组装超分子纳米药物载体

研究了一种新型超分子纳米药物载体的制备方法及其药物释放性能. 将α-环糊精(α-CD)穿入肉桂酸改性的PEG分子链形成包含复合物(inclusion complex, IC), 通过超分子自组装成为纳米粒子. 将抗肿瘤药物阿霉素负载到纳米粒子中, 研究药物释放行为及其对肿瘤细胞的抑制效果. 以核磁共振(1H NMR)、X射线衍射(XRD)、紫外吸收光谱(UV)、动态光散射(DLS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)表征了纳米粒子的结构和形貌, 用激光共聚焦显微镜(Confocal)研究了载药纳米粒子在细胞内的分布及其对肿瘤细胞的抑制效果. 结果显示超分子纳米粒子具有很好的生物相容性和药物缓释作用, 载药纳米粒子对肿瘤细胞具有很好的杀伤效果.     

基于环糊精和冠醚偶联体系的新型超分子主体模型

超分子化学是当今化学界的前沿学科之一,超分子主体化合物的选择性合成是其一个重要的方面。环糊精与冠醚同为超分子化学中应用广泛的主体分子,各有自己独特的特点及不足,而将二者偶联起来,可得到拥有两个甚至多个识别位点的化合物,通过协同作用可在分子识别、模拟酶、色谱等方面的应用范围,并有较好的的效果。本文综述了近年来环糊精与冠醚偶联体系的研究进展：首先介绍了不同种类的环糊精与冠醚偶联体系的合成,包括合成思路、步骤以及方法;然后着重叙述了此体系的应用研究进展,包括其在分子识别、模拟酶、异构体分离以及光能量传导等领域;最后指出目前研究工作仍然存在的不足,并对其前景进行了展望。     

基于靶向调控肿瘤微环境的多肽纳米药物系统研究进展

肿瘤微环境在肿瘤的发生、发展和转移过程中起着至关重要的作用,因此靶向调控微环境为发展肿瘤精准治疗的新策略提供了机遇。纳米技术的快速发展为传统药物的增效减毒提供了契机,已有一系列纳米药物用于肿瘤临床治疗。近年来,分子自组装领域的快速发展为智能纳米药物的研发提供了新机遇。多肽作为生物相容性高、序列可设计、易修饰、功能多样化的生物分子,可组装构建结构多样和功能集成的纳米药物系统。本文综述了利用多肽自组装超分子体系实现药物对肿瘤微环境的响应释放和高效递送,并对其通过调控微环境中的血管、成纤维细胞和胞外基质等组分,改变肿瘤赖以生存的"土壤",并与抗肿瘤细胞治疗有机结合的最新进展进行了介绍。针对肿瘤异质性和复杂性的难题,构建表/界面性质可控的纳米药物系统,发展基于肿瘤微环境调控与联合治疗的肿瘤综合治疗方案,将是未来重要的发展方向之一。