Angew. Chem.：二肽超分子有机凝胶超快组装及水诱导的晶相转变

作为生命体的关键组分之一，短肽具有良好的生物相容性、易于化学修饰、结构丰富和可生物降解等特点，其组装体在细胞培养与药物运送和组织工程与再生医学等方面展示出潜在应用，已成为组装的新材料研究热点。近几年来，苯丙氨酸二肽由于其超强自组装能力，使其容易在生物体内聚集，而引起神经性退化等疾病，备受国内外科研人员关注。

最近，中国科学院化学研究所李峻柏研究员科研团队与德国马普高分子研究所George Fytas教授合作，研究发现苯丙氨酸二肽在甲苯中能闪速形成有机凝胶，并且该凝胶具有较高的稳定性，但加水能迅速诱导该有机凝胶转变成晶体状态。动态光散射技术定量地监测到体系在经历相变过程中的动力学过程，并合理地给出了聚集分子形成凝胶的分子构型变化。

相变后形成的纳晶纤维可为水的传输提供通道，介导水在有机凝胶中的各向异性输送。当在有机凝胶中注入球形水滴时，由于相变后形成的纤维排布方向的影响，水传输速度在水平方向上要快于垂直方向。加入的离子可调节水的传输速度，其中阴离子对水传输速率的影响表现出Hofmeister效应。由于纳晶纤维中通道的尺寸限制，量子点或金纳米颗粒无法随水或离子一起传输，从而实现了水溶液中离子与纳米颗粒的分离。该体系的建立为痕量微小颗粒的自动分离（无需外界压力）提供了新途径。

图1：（a）从苯丙氨酸二肽有机凝胶的不同部位（顶端、中部和底端）引入水后的相变情况；（b-d）对应的水在水平方向和垂直方向的传输距离与时间的关系；（e）相应的水水在水平方向和垂直方向的平均传输速率。

图2：动态光散射技术定量地监测体系相变过程。（a）六氟异丙醇为苯丙氨酸二肽的良溶剂；（b）六氟异丙醇/甲苯（v/v 1:25）在低浓度时是苯丙氨酸二肽的θ溶剂（理想溶剂）；（c）六氟异丙醇/甲苯（v/v 1:25）中，苯丙氨酸二肽浓度大于0.0004 g/mL时，分子成层状堆积结构排列；（d）苯丙氨酸二肽浓度大于0.0005 g/mL时，形成网络结构，转变为凝胶态；随着苯丙氨酸二肽浓度的增加，网络结构尺寸变小，强度提高。

相关结果发表在近期Angewandte Chemie International Edition 上。中国科学院化学研究所博士生袁婷婷、副研究员费进波、许有前博士为共同第一作者。

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Ultrafast Assembly of Dipeptide Supramolecular Organogels and Phase Transition from Gel to Crystal

Tingting Yuan, Jinbo Fei, Youqian Xu, Chenlei Wang, Huimin Xue, Xianbao Li, George Fytas,* Junbai Li*

Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201903829

导师介绍

李峻柏

https://www.x-mol.com/university/faculty/15516

George Fytas

https://www.x-mol.com/university/faculty/65978

（本稿件来自Wiley）