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《Science》刊发我院刘堃教授研究团队关于手性纳米材料研究的重要进展
发表于: 2021-02-26 11:21  点击:

2月25日,《Science》杂志刊发了吉林大学化学学院、超分子结构与材料国家重点实验室刘堃教授研究团队和美国密歇根大学Nicholas A. Kotov教授研究团队、巴西圣卡洛斯联邦大学André de Moura教授研究团队合作论文“长程有序结构增强超分子手性表面等离子组装体的光学不对称性”(Enhancement of Optical Asymmetry in Supramolecular Chiroplasmonic Assemblies with Long-Range Order,Science,2021, DOI: 10.1126/science.abd8576),吉林大学为第一完成单位。

图1.发表的论文截图

共同通讯作者:刘堃教授(吉林大学)、Nicholas Kotov教授(美国密歇根大学)、André de Moura教授(巴西圣卡洛斯联邦大学)

第一作者:鲁俊博士(吉林大学、密歇根大学)

第一完成单位:吉林大学化学学院、超分子结构与材料国家重点实验室

手性结构及其调控与生命现象密切相关,是当今化学、物理、材料、生物等众多学科中重要的研究方向。手性生物分子与表面等离子纳米粒子的结合,为手性材料的制备与应用带来了新的机遇。但该领域存在亟待解决的科学挑战:目前缺少获得精准手性结构高效和普适的方法及预测手性结构与各向异性因子(g-factor)之间构效关系的理论,这严重制约了超分子手性材料的发展和应用。

吉林大学刘堃研究团队与美国密歇根大学Nicholas A. Kotov研究团队和巴西圣卡洛斯联邦大学André de Moura研究团队的联合研究中,利用超分子相互作用,实现了金纳米棒与人胰岛淀粉样多肽的精准共组装,构建了具有类似于手性液晶的长程有序的纳米螺旋纤维结构,其g-factor可高达0.12;同时提出了更加普适性的预测和解释手性纳米结构与g-factor之间构效关系的新理论;液晶般的颜色变化和纳米棒加速的纤化过程使其可在复杂的生物介质中进行药物筛选(如图2所示)。

图2.(A)金纳米棒(Gold NRs)促进人胰岛淀粉样多肽(hIAPP)纤维化及与其共组装的示意图,(B, C)精准共组装构筑长程有序的纳米螺旋纤维的电子显微镜照片,(D)纳米螺旋纤维在红光和近红外区域具有极大的各向异性因子(g-factor),(E,F)纳米螺旋纤维具有类似液晶的强旋光性,(G)纳米螺旋纤维用于复杂生理环境中淀粉样类药物筛选的裸眼检测。

该研究得到了国家自然科学基金(21534004, 21674042, 21911530179)、超分子结构与材料国家重点实验室开放课题(sklssm201736)、吉林大学科技创新研究团队(2017TD-06)、吉林大学第一医院交叉学科创新项目(JDYYJCHX001,JDYYJCHX2020002)的支持。

作者简介:刘堃,吉林大学化学学院、超分子结构与材料国家重点实验室教授、博士生导师。近年来一直致力于大分子与无机纳米粒子表界面作用机制的研究,相关工作发表于ScienceJ. Am. Chem. Soc.Angew. Chem. Int. Ed.Nature. Comm.Sci. Adv.CCS Chemistry 等国际主流学术期刊。

文章链接:https://science.sciencemag.org/content/early/2021/02/24/science.abd8576

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