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棒状病毒与多四苯乙烯基大环的多级自组装——聚集诱导发光的新途径
从动物细胞的中心粒，到变色龙的皮肤，各向异性纳米粒子构筑的精细多级自组装结构广泛存在于自然界，且具有独特的光学、电学、机械性能。烟草花叶病毒（TMV）作为一种一维棒状植物病毒，由2130个相同的衣壳蛋白围绕单链RNA作螺旋状排列构成。它具有单分散的形貌及尺寸（长300 nm，直径18 nm，内空腔直径4 nm）、丰富的表面化学基团、复杂的表面物化性质，因而成为多级自组装结构的理想构筑基元。然而，如何实现其自组装过程的可视化及可逆性、实现病毒从组装体的重新释放是一个巨大的挑战。
近日，中国科学院理化技术研究所生物材料与应用技术研究中心牛忠伟研究员（点击查看介绍）的研究团队，联合美国犹他大学Peter J. Stang教授课题组，首次利用TMV与多四苯乙烯基有机铂金属大环（TPE-Pt-MC）构建了可逆且具有发光效应的多级自组装生物复合体。
该研究利用TMV在中性环境时表面所带的负电荷，将带有多个正电荷的TPE-Pt-MC作为“分子胶水”，通过多静电相互作用，构筑了三维空间规整、紧密排列的多级自组装生物复合体。同时，利用TMV紧密排列所提供的纳米限域效应，驱动大环中四苯乙烯的聚集诱导发光，在温和条件下表现出强烈的荧光增强现象。此外，通过四丁基溴化铵对大环结构及多正电性的破坏，可实现此生物复合体的解组装与TMV的释放。该方法不仅提供了聚集诱导发光的另一种新颖的诱导发光模式，并且为功能性有机-无机生物复合材料的构建提供了崭新的思路。
图1. TMV与TPE-Pt-MC自组装示意图
图2.（a, b）TMV与TPE-Pt-MC组装结构的透射电子显微镜照片，图b为图a红框区域放大图。（c）由动态光散射测得的TMV与不同浓度TPE-Pt-MC自组装结构的水合半径。（d）TPE-Pt-MC与不同浓度TMV自组装的荧光发射光谱，左上插图为手提紫外灯照射下，TMV浓度分别为0（左）及0.6 mg/mL时TPE-Pt-MC与TMV自组装溶液的照片
该研究成果发表于化学领域顶级期刊J. Am. Chem. Soc.，论文的第一作者为中科院理化技术研究所的田野副研究员以及犹他大学的Xuzhou Yan博士后。
相关研究工作得到国家重点基础研究发展计划（973）、国家自然科学基金和中科院理化技术研究所所长基金的大力支持。
该论文作者为：Ye Tian, Xuzhou Yan, Manik Lal Saha, Zhongwei Niu*, Peter J. Stang*
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：
Hierarchical Self-Assembly of Responsive Organoplatinum(II) Metallacycle–TMV Complexes with Turn-On Fluorescence
J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 12033-12036, DOI: 10.1021/jacs.6b07402
牛忠伟研究团队简介
牛忠伟研究员的研究团队主要从事烟草花叶病毒的组装、功能化以及生物医用领域的研究，近年来取得了系列研究成果，如利用其纳米限域效应模拟绿色荧光蛋白（Chem. Commun.2015, 51, 15122），通过基因工程构筑功能性规整蛋白组装体（Chem. Commun.2014, 50, 4007）以及用于药物输送体系（Biomacromolecules2013, 14, 4032；Adv. Healthcare Mater.2015, 4, 413；Sci. Rep.2016, 6, 24567；ACS Appl. Mater. Interfaces2016, 8, 10800）等。曾受邀在Chem. Soc. Rev.上撰写相关综述（Chem. Soc. Rev.2012, 41, 6178），并受邀在著作《Nanoparticles for Biotherapeutic Delivery》及《Virus derived Nanoparticles: Methods and Protocols》上分别撰写图书章节。
http://www.x-mol.com/university/faculty/15680
相关文章链接：
1.http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2015/CC/C5CC05751E#!divAbstract
2.http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2014/CC/c3cc49137d#!divAbstract
3.http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/bm401129j
4.http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/adhm.201400508/full
5.http://www.nature.com/articles/srep24567
6.http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.6b02801
7.http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2012/CS/c2cs35108k#!divAbstract