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材料学院周绍兵教授团队在国际期刊Nano Letters发表高水平学术论文

作者:周绍兵     审核人:     日期:2019年09月11日 09:07   点击数:  


    近日,我院周绍兵教授团队在国际期刊《 Nano Letters 》发表高水平学术论文(影响因子 12.279 ),通过一步自主装构建了一类兼具“超低渗漏”和“超快释放”的动态复合胶体囊用于可控释放。《 Nano Letters 》为美国化学会旗下著名学术期刊,聚焦于纳米科学与纳米技术领域原创性理论和实践研究,中科院分区 1 区。

能够感知环境微小变化,从而应答释放所载物质的智能载体,在药物传递、功能食品、腐蚀保护、催化、农业和化妆品等诸多领域应用广泛。尽管关于刺激-响应载体的报道层出不穷,但提前渗漏仍然是个普遍的问题,而响应释放时又常常“快”不起来。避免渗漏与快速释放天生是一对矛盾,解决这个矛盾就能避免“脱靶”问题,从而获得理想的治疗效果和显著的经济价值。

为此,周绍兵教授团队设计了一类动态复合胶体囊(colloidosomes),该微囊依赖于一个可逆而灵巧的静电作用策略,兼具可靠封装与超快释放能力。该团队以聚乙烯亚胺改性的二氧化硅纳米颗粒(SiO2-PEI NPs, 22 nm)和两性离子型碳点(CDs, 5.5 nm)为单元粒子,通过Pickering乳液自组装一步制备载货微囊。在pH 7.4时,正电性SiO2-PEI NPs与负电性CDs以静电吸引力组成牢固的微囊壳,高效封装内容物;在pH 5.0时,由于表面功能基团质子化,碳点电荷迅速反转,成壳粒子间由静电吸引(拉)突变为静电排斥(推),使囊发生瞬间解体从而快速释放内容物。以异硫氰酸荧光素标记的葡聚糖(10000分子量)为模型药物,其包载率和包载量分别达到86.9%24.3%,在储存状态下1个月仅渗漏5.5%,而一旦触发于5分钟内几乎完全释放(>90%)。以具有生物活性的酶分子为模型药物证明,该体系生物相容性高,酶活性保持良好。

值得一提的是,就像CDs在体系中身兼动态粘合剂和荧光示踪剂双重角色一样,通过选用其他具有光、磁、热、等离子体,乃至多重物理化学性质的颗粒作为单元粒子,有望通过类似的自主装法获得满足不同实际需要的智能响应型微囊。该研究成果以“Dynamic Hybrid Colloidosomes via Electrostatic Interactions for pH-Balanced Low Premature Leakage and Ultrafast Cargo Release”为题发表于《Nano Letters》上(https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01949),论文第一作者为我院在读博士研究生郭婷。


动态复合胶体囊作用机制


近年来,材料学院在人才培养方面高度重视,周绍兵教授于2017年获得国家杰出青年科学基金,其团队依托材料先进技术教育部重点实验室,在生物医用高分子材料的合成及其在药物控制释放靶向制剂、形状记忆智能材料和组织工程支架等方面的应用基础研究上不断取得突破,在国际顶尖期刊Advanced Materials(影响因子25.809),ACS Nano(影响因子13.903),Advanced Functional Materials(影响因子15.621),Small(影响因子10.856),Biomaterials(影响因子10.273),Chemistry of Materials(影响因子10.159)等发表学术论文数十篇。

 

 

材料学院周绍兵教授团队在国际期刊Nano Letters发表高水平学术论文

2019年09月11日 09:07 234次浏览


    近日,我院周绍兵教授团队在国际期刊《 Nano Letters 》发表高水平学术论文(影响因子 12.279 ),通过一步自主装构建了一类兼具“超低渗漏”和“超快释放”的动态复合胶体囊用于可控释放。《 Nano Letters 》为美国化学会旗下著名学术期刊,聚焦于纳米科学与纳米技术领域原创性理论和实践研究,中科院分区 1 区。

能够感知环境微小变化,从而应答释放所载物质的智能载体,在药物传递、功能食品、腐蚀保护、催化、农业和化妆品等诸多领域应用广泛。尽管关于刺激-响应载体的报道层出不穷,但提前渗漏仍然是个普遍的问题,而响应释放时又常常“快”不起来。避免渗漏与快速释放天生是一对矛盾,解决这个矛盾就能避免“脱靶”问题,从而获得理想的治疗效果和显著的经济价值。

为此,周绍兵教授团队设计了一类动态复合胶体囊(colloidosomes),该微囊依赖于一个可逆而灵巧的静电作用策略,兼具可靠封装与超快释放能力。该团队以聚乙烯亚胺改性的二氧化硅纳米颗粒(SiO2-PEI NPs, 22 nm)和两性离子型碳点(CDs, 5.5 nm)为单元粒子,通过Pickering乳液自组装一步制备载货微囊。在pH 7.4时,正电性SiO2-PEI NPs与负电性CDs以静电吸引力组成牢固的微囊壳,高效封装内容物;在pH 5.0时,由于表面功能基团质子化,碳点电荷迅速反转,成壳粒子间由静电吸引(拉)突变为静电排斥(推),使囊发生瞬间解体从而快速释放内容物。以异硫氰酸荧光素标记的葡聚糖(10000分子量)为模型药物,其包载率和包载量分别达到86.9%24.3%,在储存状态下1个月仅渗漏5.5%,而一旦触发于5分钟内几乎完全释放(>90%)。以具有生物活性的酶分子为模型药物证明,该体系生物相容性高,酶活性保持良好。

值得一提的是,就像CDs在体系中身兼动态粘合剂和荧光示踪剂双重角色一样,通过选用其他具有光、磁、热、等离子体,乃至多重物理化学性质的颗粒作为单元粒子,有望通过类似的自主装法获得满足不同实际需要的智能响应型微囊。该研究成果以“Dynamic Hybrid Colloidosomes via Electrostatic Interactions for pH-Balanced Low Premature Leakage and Ultrafast Cargo Release”为题发表于《Nano Letters》上(https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01949),论文第一作者为我院在读博士研究生郭婷。


动态复合胶体囊作用机制


近年来,材料学院在人才培养方面高度重视,周绍兵教授于2017年获得国家杰出青年科学基金,其团队依托材料先进技术教育部重点实验室,在生物医用高分子材料的合成及其在药物控制释放靶向制剂、形状记忆智能材料和组织工程支架等方面的应用基础研究上不断取得突破,在国际顶尖期刊Advanced Materials(影响因子25.809),ACS Nano(影响因子13.903),Advanced Functional Materials(影响因子15.621),Small(影响因子10.856),Biomaterials(影响因子10.273),Chemistry of Materials(影响因子10.159)等发表学术论文数十篇。