一种程序控制组装的荧光聚合囊泡及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于纳米超分子材料技术领域，特别是一种程序控制组装的荧光聚合囊泡 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 可控自组装是生命体中的普遍现象，其是生命体构筑高级功能模块所必要的过 程。【l)G.M.Whitesides，J.P.MathiasandC.T.Seto，Science，1991,254,1312-1319;2) R.M.Capito,H.S.Azevedo,Y.S.Velichko,A.MataandS.I.Stupp,Science,2008,319, 1812-1816.】近十年来，受到生物体内蛋白、DNA等复杂自组装过程的启发，科学家们在实验 室中对刺激响应自组装过程进行了深入的研究。【1#.63211他^〇16111.，2010,2，1010-1011；2)E.MattiaandS.Otto,Nat.Nanotechnol.,2015,10,lll-119；3)J.F.Stoddart, Nat.Chem.,2009,1,14-15；4)J.M.Lehn,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,2002,99,4763-4768; 5)N.Giuseppone,Acc·Chem.Res· , 2012,45,2178-2188 ·】近年来，模拟生命科学研究 日渐重要，科学家们也成功将可控自组装从实验室转移到活细胞内，甚至还成功实现了哺 乳动物生物体内自组装。【l)Y.Gao，J.Shi,D.YuanandB.Xu，Nat.Commun. ,2012,3,1033; 2)G.Liang,H.RenandRao,J.Nat.Chem.,2010,2,54-60；3)D.Ye,G.Liang,M.L.Maand J.Rao,Angew.Chem.Int.Ed.,2011,50,2275-2279；4)D.Ye,A.J.Shuhendler,L.Cui, L.Tong,S.S.Tee,G.Tikhomirov,D.ff.FelsherandJ.Rao,Nat.Chem.,2014,6,519-526.] 而活细胞甚至是活体内的可控自组装的成功将为生物成像、药物传输以及组织工程等领域 开启一扇新的大门。【1 )A.PuriandR.Blumenthal,Acc·Chem.Res· ,2011,44,1071-1079; 2)A.Norouzy,Ζ.Αζ?ζ?andff.M.Nau,Angew.Chem.Int.Ed.,2015,54,792-795；3)X.Maand Y.L.Zhao，Chem.Rev.，2015，115，7794-7839.】程序控制的自组装是一种优势的方法去控制 在复杂生理环境中发生的自组装过程。【l)F.Wang，C.H.LuandI.Willner，Chem.Rev·， 2014,114,2881-2941；2)J.Guo,J.M.Zhuang,F.ffang,K.R.Raghupathiand S·Thayumanavan,J·Am·Chem·Soc· , 2014,136,2220-2223 ·】这种程序控制的自组装和逻辑 门的概念具有异曲同工的作用。逻辑门概念已被广泛用于传感领域，但在构筑自组装材料 领域还鲜少出现。而生命体中的组装过程往往都是在多个外界刺激共同作用下完成的。因 此，程序自组装方法在构筑仿生材料领域有着巨大的应用价值。【1)J.B.Beckand S. J. Rowan ,J. Am.Chem.Soc.,2003,125,13922-13923；2)Q.Zhao ,J.ff.Dunlop,X.Qiu, F.Huang,Z.Zhang,J.Heyda,J.Dzubie1la,M.Antonietti and J.Yuan,Nat.Commun.,2014, 5,4293.】
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对上述技术分析和存在问题，提供一种程序控制组装的荧光聚 合囊泡及其制备方法，该荧光聚合囊泡囊泡在254纳米光照条件下聚合生成蓝色的交联囊 泡，之后在37°C条件下升温15分钟可得到红色聚合物荧光囊泡;这种程序控制的荧光聚合 囊泡的构筑理念和逻辑门概念异曲同工，逻辑门概念已被广泛用于传感领域，但在构筑自 组装材料领域还鲜少出现，而生命体中的组装过程往往都是在多个外界刺激共同作用下完 成的，因此该程序控制组装的荧光聚合囊泡在构筑仿生材料领域有着巨大的应用价值。。
[0004] 本发明的技术方案：
[0005] -种程序控制组装的荧光聚合囊泡，以胆碱联二炔和聚乙二醇联二炔为起始原料 构筑动态胶束，再以丁酰胆碱与胆碱联二炔之间发生酶反应，酶反应生成的联二炔酸和聚 乙二醇联二炔可形成动态囊泡；该动态囊泡在254纳米光照条件下聚合生成蓝色的交联囊 泡，之后在37°C条件下升温15分钟可得到红色聚合物荧光囊泡。
[0006]
[0007] -种所述程序控制组装的荧光聚合囊泡的制备方法，步骤如下：
[0008] 1)将胆碱联二炔和聚乙二醇联二炔以9:1的摩尔比进行混合，将pH为7.2的4-羟乙 基哌嗪乙磺酸缓冲溶液加入上述混合物中并使溶液中联二炔结构单元浓度为〇.2mM，将该 溶液在60°C条件下超声30分钟，得到均一的无色澄清溶液，制得胆碱联二炔和聚乙二醇联 二炔共同构筑的动态胶束溶液；
[0009] 2)向上述胆碱联二炔和聚乙二醇联二炔共同构筑的动态胶束溶液中加入5U/mL丁 酰胆碱酯酶，在37°C条件下孵化2天以确保酶反应进行完全，然后在4°C温度下静置8-10小 时后保存备用；
[0010] 3)将上述孵化后动态囊泡溶液放在紫外灯下，室温条件照射5分钟，得到蓝色的聚 联二炔酸囊泡溶液，将蓝色聚联二炔酸囊泡溶液置于37°C条件下15分钟即可得到红色荧光 聚合物囊泡。
[0011] 本发明的优点是:本发明以胆碱联二炔和聚乙二醇联二炔为起始原料构筑动态胶 束，再以丁酰胆碱与胆碱联二炔之间发生酶反应，酶反应生成的联二炔酸和聚乙二醇联二 炔可形成动态囊泡;该动态囊泡在254纳米光照条件下聚合生成蓝色的交联囊泡，之后在37 °C条件下升温15分钟可得到红色聚合物荧光囊泡。这种程序控制的荧光聚合囊泡的构筑理 念和逻辑门概念异曲同工，逻辑门概念已被广泛用于传感领域，但在构筑自组装材料领域 还鲜少出现，而生命体中的组装过程往往都是在多个外界刺激共同作用下完成的，因此该 程序控制组装的荧光聚合囊泡在构筑仿生材料领域有着巨大的应用价值。
【附图说明】
[0012] 图1为该程序控制组装的荧光聚合囊泡的构筑过程示意图。
[0013] 图2为酶反应底物与不同状态的酶反应产物的紫外吸收光谱。
[0014] 图3为聚联二炔酸升温前后的荧光光谱图。
[0015] 图4为酶反应底物与不同状态的酶反应产物的动态光散射图。
[0016] 图5为联二炔酸和聚乙二醇联二炔酸构筑的动态囊泡和光照后生成的聚合物囊泡 的高分辨透射电子显微镜图像。
[0017] 图6为以胆碱联二炔和聚乙二醇联二炔为底物构筑的动态胶束程序控制组装过程 的紫外吸收光谱。