手性回響的新型智慧型生物界面材料及套用

《手性回響的新型智慧型生物界面材料及套用》是依託武漢理工大學，由孫濤壘擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：手性回響的新型智慧型生物界面材料及套用
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：孫濤壘
• 依託單位：武漢理工大學

項目摘要

手性識別及相互作用在生物化學過程乃至醫療及化工套用中都起著關鍵的作用。目前的研究主要是通過手性光學或譜學等手段進行。在實際套用中，一個重要的問題是如何將手性識別及相互作用信號放大，並進一步轉變為材料巨觀性質的大幅變化。這在生物體系中比較常見，但對材料學家和化學家還是一個挑戰。在申請者前期手性生物界面材料和智慧型生物界面材料研究基礎上，本項目將開發一種基於三元共聚體系的能對分子的手性性質實現回響的新型智慧型界面材料，通過手性識別單元、介導單元和功能回響單元間的協同氫鍵相互作用，將生物分子或其他手性分子的手性識別及相互作用信號轉變為包括浸潤性、粘附性及表面形貌在內的多種材料表界面巨觀性質的大幅變化。由於材料界面性質強烈影響生物分離、藥物釋放、微流體控制、生物晶片等多方面的套用，以及生物體系所具有的獨特的手性識別機制，該材料將在生物相關領域具有廣闊的套用前景。本項目也將對材料的相關套用進行初步探索。

結題摘要

在生物醫學器件的相關套用中，一個重要的課題是如何實現材料表面性質的調節和可控性。生物分子的識別與相互作用是一切生命過程的基礎，但通常都非常微弱，因此如果在生物分子識別與材料的巨觀界面性質間建立橋樑，實現生物分子調控的材料界面性質的大幅度轉變，將對材料的生物套用有重要意義。這同時也是回響性高分子材料發展中最具挑戰性的課題之一。本項目的核心是手性回響性生物界面材料的研究。正是由於手性現象廣泛存在於自然界中，從生物分子的結構，到各種生化反應和生理活動，均體現出強烈的手性效應。將這種手性效應引入到材料與生物體系在界面的相互作用研究中，孕育了一個全新的研究領域——手性生物界面材料。在本項目的支持下，我們發展一系列手性生物界面材料，通過手性生物小分子影響與之接觸的多肽分子，實現多肽構象和功能的智慧型控制。同時探索了利用手性識別、糖-肽識別等生物體內常見的弱相互作用，發展了一系列回響性生物界面材料，取得了一系列研究成果，已圓滿完成項目任務，並實現了預期目標，為新一代生物材料與器件的開發提供理論基礎和技術儲備。由於涉及多肽及蛋白質構象轉變研究中的基本問題，以及新的調控方式的引入，本項目還可能為相關疾病（如神經退行性疾病等）的治療提供新的手段。