《德国应化》仿生细胞外基质动态调控小分子层层自组装！

获得高度有序组织的有机功能材料常常需要借助有机-无机杂化体系，由无机材料作为模板来搭建三维有机材料的合成，而这种方法常常无法对有机小分子在时间和空间上的生长进行有效调控。超分子水凝胶由于其生物相容性好、生物可降解以及环境响应灵敏作为仿生细胞外基质（ECM）在三维细胞培养领域受到了研究者们的广泛关注。细胞与ECM之间动态的相互作用可促进细胞在基质上增殖形成三维组织，启发于此，日本冲绳科技大学张晔教授课题组设计并合成了具有自组装能力的分子1和2，如图一所示，分子1和2各自组装，互不干扰，但分子2可以形成纤维状的三维网络结构作为支架通过与分子1之间的表面作用力促进其在Z 方向高度有序生长，并调控其生长高度。

Figure 1. Schematic illustration of higher-orderorganization through the synergy of two self-sorted assembly with molecularstructures of gelators 1 and 2.

研究人员通过调节两个组份的比例并通过扫描电镜和原子力显微镜对分子1的组装体高度进行了测量，如图二所示，结果表明相对于单组分的分子1组装体（高度约为80-90纳米）而言，在双组份（1:1,w/w）情况下其组装体高度可达到900纳米，表明在Z方向上生长程度达到了之前的9倍。通过调节仿生基质网络的疏密可以获得不同高度的分子1组装体。由于分子2具有光和酶响应性质，进一步可通过添加光或酶的刺激来干扰两个组份之间的表面相互作用，实现对分子1组装体高度的调控。

Figure2. SEM images and the correlated AFM images with height profiles of SCSA of 1(A) and mixture of 1 (8mg/mL) with 2 at various concentrations, from 2mg/mL(B), 4 mg/mL (C), 8 mg/mL (D), 16 mg/mL (E), to 32 mg/mL (F) in H2O/DMSO (v/v =9:1), respectively. The inset SEM image in Figure D represents the sectionstructure of layer-by-layer nanosheet.

该研究的最大意义在于，开发高度有序组装的有机-有机体系对仿生先进功能材料的研究具有重要的推进作用。该工作发表在德国应用化学（Wei Ji, Shijin Zhang, Sachie Yukawa, Shogo Onomura, Toshio Sasaki, Kun'ichi Miyazawa, and Ye Zhang*，Regulating Higher-Order Organization through theSynergy of Two Self-sorted Assemblies. Angew. Chem. Int. Ed.,2018, 10.1002/anie.201712575.）。

论文链接：

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201712575/abstract

来源：高分子科学前沿