西安交大赵永席教授课题组在金属-多酚配位聚合物探针合成与功能调控方面取得重要进展
纳米生物传感是生物传感与纳米技术的融合，依赖生物相容性好、合成可控及功能可调的纳米探针，将广泛存在的植物多酚及其衍生物转化为高附加值的功能纳米材料，是目前新材料研究的方向之一。基于金属配位作用的金属-多酚配合物纳米材料已被合成，并用于生物成像、纳米医学、催化与能源等多个领域。然而，植物多酚易被氧化，且与金属之间存在强配位作用，限制了该类聚合物在分子及纳米尺度上的有效调控。
近日，受到传统溶胶-凝胶法合成二氧化硅胶体球的启发，西安交通大学生命学院赵永席教授课题组提出一种通用的甲醛辅助金属-配体交联策略，合成了系列金属-多酚配位聚合物胶体球（~300nm）。该方法首先利用甲醛在弱碱性条件下将植物多酚（如tannic acid, TA）预交联成寡聚物（poly tannic acid, PTA），随后加入适量金属离子，通过金属-配体交联，生成金属-多酚配位聚合物胶体球。该合成策略可在分子水平上有效调控金属离子的种类和配比，现已合成包括铁、钴、镍、铜、锌、铝、铈在内的单金属，双金属以及五金属等11种新型配位聚合物胶体球。该研究发现，上述组份可调的胶体球与核酸（DNA和RNA）的氮杂环或磷酸基团形成金属配位、π-π堆积等多种作用，并揭示了单链核酸吸附、双链核酸解吸附的过程和机制。
基于以上发现，制备胶体球-DNA纳米探针，实现了肿瘤标志物microRNA 21的高灵敏检测，对同源家族干扰序列的区分达到单核苷酸水平。此外，该类聚合物胶体球在酸性条件如胞浆、溶酶体等可快速降解并释放金属离子；这些离子极大提高了胞内核酸组装效率与核酶催化活性，并可用于磁共振成像。目前，研究团队仍在进一步调控金属-多酚配合聚合物的物化性质，推进其在生物传感、液体活检、医学成像等方面的应用。
A. 甲醛辅助金属-配体交联策略 B. 组份可调的金属-多酚配位聚合物胶体球 C. 胶体球-DNA纳米探针及microRNA 21的单核苷酸分辨检测
上述成果已被化学类国际权威杂志Angewandte Chemie International Edition（影响因子12.102）接收并在线发表，西安交通大学生命学院生物医学信息工程教育部重点实验室为该论文的第一作者和通讯作者单位，生命学院魏晶教授为第一作者，王根博士与陈锋博士为共同第一作者，赵永席教授为通讯作者。该工作还得到了复旦大学赵东元院士和澳大利亚莫纳什大学王焕庭教授的合作指导，以及国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费、西安交通大学青年拔尖人才计划的支持。
论文链接：
https://doi.org/10.1002/anie.201805781
来源：西安交通大学
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