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这篇高水平论文给“多肽仿生材料与应用”画像

文章来源:科技日报  发布时间: 2023-03-14 16:04:30  责任编辑:cfenews.com
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(资料图)

多肽仿生材料近年来备受学界和产业界关注。近日,天津大学化工学院青年教师王跃飞对多肽仿生矿化材料的合成机制、独特性质及其应用进行了系统介绍和讨论,并以通讯作者身份在国际期刊《化学学会评论》上发表综述论文,并受邀作为当期封面论文。

据介绍,“多肽”经常出现在药品或化妆品成分一栏。“多肽”是由氨基酸通过肽键连接而成的聚合物,是生命体的基本组成部分。仿生矿化则是模拟自然界中生物的矿化过程,如骨骼、牙齿、贝壳等的形成,利用生物分子在温和条件下合成无机矿物。

多肽具有生物相容性好、结构多样等优点,且表面含有丰富的活性基团,因此能够通过仿生矿化调控无机材料的形成过程,实现对相关复合材料形态、大小和组成等性质的精确控制,并赋予其催化选择性、结合靶向性和刺激响应性等。近年来,通过与人工智能结合,研究人员还能够利用计算机理性设计构成多肽的氨基酸序列,精确控制多肽与无机物之间的相互作用,得到自然界中无法得到的多级精细结构。

多肽仿生矿化材料由于具有独特的光学、催化以及生物活性,在传感检测、生物成像、抗肿瘤、药物递送、牙齿和骨骼修复等领域均有广泛应用。

王跃飞介绍,其代表性应用主要有三方面。一是应用于传感检测,形成的多肽-金属胶体颗粒,具有独特的光学活性、刺激响应特性以及多种特异性识别能力,可通过裸眼或者光谱仪检测其变化,实现对多种活性物质,包括肿瘤标志物、金属离子、抗原等的定性和定量检测。二是在生物医药领域的应用,除已在生物成像中广泛应用外,还有望用于药物递送和癌症治疗。此外,多肽及其形成的三维凝胶骨架结构,可用于受损牙齿修复和骨骼再生。三是在仿酶催化领域的应用,如天津大学团队已成功创制了一系列性能优异的人工金属酶,相对于天然酶,其具有更高的催化活性和稳定性,且成本低廉、选择性高,有望替代天然酶用于药物合成、能源催化等绿色化学化工领域。

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