基于二肽分子的多組分共組裝：分子設計、多尺度調控與生物應用.pdf

1、本論文以肽類小分子為研究對象，合成新型自組裝二肽，構建手性自組裝體系、設計“功能二肽-二肽”和“生物大分子-二肽”兩類多組分共組裝體系，并從界面物理、化學工程領域獲取靈感，開發(fā)相應的新型組裝調控策略，實現(xiàn)對二肽多級自組裝從分子尺度到宏觀尺度的精確調控，制備特定結構和功能的共組裝材料，探索其在手性檢測/識別、生物工程領域的應用。
　　（1）設計新型自組裝二肽：二茂鐵-苯丙氨酸二肽（Fc-FF）。Fc-FF具有動力學控制的自組裝行為，

2、能夠組裝形成納米球、納米纖維、立方形納米管等。Fc-FF二肽多級自組裝形成的水凝膠具有多重刺激響應特性，其溶液-凝膠相變可通過氧化還原、pH、溶劑、溫度等多種外界刺激，進行可逆調控。
　?。?）構建基于Fc-FF二肽的手性自組裝體系。在對離子誘導下，F(xiàn)c-FF能夠組裝形成螺旋β-折疊片，并通過動力學控制組裝形成多種形貌手性納米材料。Fc-FF具有兩種基本的手性組裝方式：twistedβ-折疊片和helicalβ-折疊片。進一步，通

3、過調節(jié)對離子、pH、溫度、溶劑等，可精確調控螺旋組裝體的直徑、螺距、手性等。Fc-FF的手性自組裝使得該分子能夠作為探針對兩端帶有正電荷的手性化合物，如甲基哌嗪、手性二胺基化合物等進行有效的立體選擇性識別及可視檢測。
　?。?）利用“咖啡環(huán)”效應中的界面毛細力，調控 Fc-FF在界面組裝形成納米螺旋結構。進一步，通過改變溫度，控制液滴中“marangoni”效應的強弱，調節(jié)液滴揮發(fā)過程中不同方向界面毛細力的平衡，實現(xiàn)對Fc-FF手

4、性自組裝的多級、定向調控，成功制備水平排列、或豎直“站立”的超分子納米螺旋陣列。
　?。?）構建Fc-FF與FF的共組裝體系，利用“纖維潤濕”現(xiàn)象中的界面毛細力，通過多步組裝，調控FF與Fc-FF共組裝，形成類似“蒲公英”的微米花結構。FF首先組裝形成微米管作為“蒲公英”的花莖，隨后Fc-FF在界面毛細力的作用下，在FF微米管陣列頂端組裝形成發(fā)散狀的納米纖維作為“蒲公英”的頭狀花序。
　?。?）構建殼聚糖與二肽的共組裝體系，

5、通過水相液-液界面，調控多糖、二肽共組裝，制備具有不同結構、力學特性的糖/肽共組裝材料，如多層水凝膠、薄膜、中空微囊等。多層凝膠具有液晶的光學特性和宏觀尺度的層狀結構；而薄膜、微囊則具有較高力學特性、選擇透過性和pH響應特性等，是很好的緩控釋材料。
　?。?）從化學工程領域獲取靈感，以水相液-液界面為模板，利用射流邊界層理論調控二肽與聚合物多級共組裝。通過控制聚合物溶液的射流強度，成功制備具有中空、或者實心結構的微米纖維。射流的卷