目前,受到合成方法的限制,大量具有特定尺寸、形貌或化學組成的納米晶僅能通過高溫油相反應制備,因而其表面具有高疏水性,這就限制了其在生物、環境等領域的應用。為了解決這些問題,人們發展了配體交換和配體加成這兩類修飾方法,成功將油溶性納米晶轉溶入水相中。然而傳統的利用小分子配體修飾方法由于其作用力較弱,得到的水溶性納米晶的穩定性較低,而聚合物配體修飾的方法在提高穩定性的同時極大增加了所獲得水溶性納米晶的動力學直徑。這一尺寸和穩定性的矛盾,極大地限制了水溶性納米晶在生物體系中的應用。
近期,中國科學院理化技術研究所超分子光化學研究中心張鐵銳課題組發展了一種新的普適的水溶性納米晶的制備方法,獲得了尺寸可控、穩定的水溶性納米晶。在題為A Versatile ‘Click Chemistry’ Route to Size-Restricted, Robust, and Functionalizable Hydrophilic Nanocrystals 的文章中,研究人員結合小分子和聚合物修飾的優點,設計利用具有多炔基端基的長鏈表面活性劑分子進行配體加成,進而通過點擊化學方法將表面的炔基進行原位交聯,從而獲得單分子聚合物層保護的水溶性納米晶。這種水溶性納米晶具有良好的熱穩定性;同時,與小分子配體修飾的水溶性納米晶相比,這種單分子聚合物包覆的水溶性納米晶動力學尺寸幾乎保持不變。通過控制交聯反應程度或選擇合適的交聯劑,研究人員可以對所得到的穩定的、尺寸可控的水溶性納米晶進行功能化修飾,進一步實現了其在生物體系中的應用。
相關研究結果發表在國際學術期刊Small 雜志上,并被選為封面文章(front cover)向讀者重點推薦。相關研究工作得到了科技部、國家自然科學基金委、中科院知識創新工程項目以及中科院“百人計劃”的大力支持。
油溶納米晶穿聚合物單衣實現水中游
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