近日，中国科学技术大学化学与材料科学学院梁高林教授课题组研制了了一种新型“智能”小分子水凝胶前驱体，可以实现细胞内外环境的区分并组装成不同结构的纳米纤维。相关研究成果发表在国际著名学术期刊《美国化学会会刊》上。

肿瘤细胞内部通常是一个还原性的环境，存在高达毫摩尔量级的谷胱甘肽（GSH）。肿瘤细胞外部存在大量细胞分泌的磷酸酯酶。利用这种差异，梁高林课题组设计出一种生物兼容的多功能小分子水凝胶前驱体。该小分子的磷酸根在胞外的磷酸酶的作用下被切除，引发第一级自组装形成线性纳米纤维（见上图）。而当这些小分子进入细胞内部时，由于GSH的存在，小分子上的双硫键被GSH还原，从而露出半胱氨酸上的巯基硫醇结构。裸露的氨基硫醇结构又可以和小分子结构中的氰基苯并噻唑发生高效的点击缩合反应，生成环状的二聚体。由于π-π堆积作用，该二聚体分子之间会相互吸引，引发第二级自组装形成环状的纳米纤维（见上图）。

该小分子水凝胶前驱体的“一石二鸟”设计的实现，是梁高林教授发现并推广的新型点击缩合反应（半胱氨酸和氰基苯并噻唑之间的反应）的又一成功应用。

文章链接：

Zhen Zheng, et al, "Cell Environment-Differentiated Self-Assembly of Nanofibers," J. Am. Chem. Soc.,  DOI: 10.1021/jacs.6b06903

梁高林教授简介：

中国科学技术大学化学与材料科学学院教授，Email：gliang@ustc.edu.cn

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研究方向：

1， 纳米分析化学：新型“click”反应的研究，用于体内外控制性合成发光纳米材料。包括超分子水凝胶，大分子纳米粒子。用于细胞显像和疾病诊断分析。
2， 生物分析：细胞内各种蛋白水解酶的分析研究，细胞荧光、免疫荧光、电子电镜显像分析，动物肿瘤模型分析。
3， 医学分析：各种显像剂的研究，显像分析技术包括光学，CT, SPECT, PET,MRI。研究新型的显像剂用于肿瘤的早期诊断分析及术后评价分析。以及新 型抗肿瘤药物的研究。

（本文信息来源：中科大网站；由e科网整理编辑）

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