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简便策略合成信号放大分子用于药物输运与超灵敏检测

( 2015-10-26 )
通过切除响应性触发焦点处或者链末端的唯一保护基团,触发式自降解树枝状聚合物 (self-immolative dendrimers, SIDs)与线性触发式自降解聚合物 (linear self-immolative polymers, l-SIPs) 能够自发地进行类多米诺式的发散式裂解与从头到尾的顺序解聚。对刺激高的选择性与信号的放大能力使该类聚合物成为一类独特的刺激响应性材料。然而,复杂的多步合成与纯化过程极大地限制了触发式自降解树枝状分子的代数和外围基元数目 (即信号放大能力),而线性触发式自降解聚合物在分子链的水平上不具备信号放大效果或信号报告基元不具有可扩展性,这些都限制了它们在生物医药领域的实际运用。因此,触发式自降解聚合物的进一步发展需要新的设计理念,即如何设计一种简便的策略制备具有自放大能力的触发式自降解聚合物。 

Scheme 1. Schematic illustration of hyperbranched self-immolative polymers (hSIPs), which represent a new chain topology in the field of self-immolative polymers exhibiting triggered cascade depolymerization characteristics.

中国科学技术大学高分子科学与工程系刘固寰博士 (刘世勇教授课题组http://staff.ustc.edu.cn/~sliu) 近期在该方面取得了重要进展。他们报道了具有新拓扑结构与水分散性的触发式自降解聚合物——超支化触发式自降解聚合物 (hyperbranched self-immolative polymers, hSIPs, J. Am. Chem. Soc., 137, 2015, 11645-11655)。模块化的设计超支化触发式自降解聚合物的三类支化基元,焦点处的三种响应可移除保护基元,以及七种不同的外围功能基团与聚合物,提供了结构与功能的多样性以及降解速率的可控性。基于这些超支化触发式自降解聚合物平台,他们还开发了种类繁多的功能,包括:可见光触发的细胞内周围键接药物的靶向与时空可控释放;质粒DNA 的胞内传输与胞浆还原环境触发的多价相互作用消除导致的DNA释放;线粒体靶向的具有∼20 nM检测限的H2O2荧光检测探针;以及通过触发分散金纳米粒子聚集体构筑的比色H2O2检测体系。为了进一步的展示超支化触发式自降解聚合物平台的潜力与普适性,作者进一步的整合基于超支化触发式自降解聚合物的酶介导正反馈循环放大与酶联免疫吸附检测 (ELISA),构筑了疾病相关抗体 (比如人癌胚抗体) 的超灵敏荧光检测体系。

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.5b05060

 
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