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酶催化的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRPase）和金屬配位交聯(lián)方法成功制備出納米人工多酶凝膠體系
常見的納米酶大多數(shù)是金屬化合物納米顆粒，其催化活性主要是來自在納米顆粒表面的金屬離子。在自然界中，生物酶的特征表明活性位點(diǎn)和支持、穩(wěn)定活性位點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對于高催化效率同樣重要。通過調(diào)整活性位點(diǎn)的成分和環(huán)境可以實(shí)現(xiàn)高的活性和選擇性。水凝膠是一類具有良好生物相容性的三維親水網(wǎng)絡(luò)材料，其結(jié)構(gòu)可以有效地保護(hù)酶分子活性中心，同時提供更好的底物遷移微環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)有效的催化作用，載酶水凝膠材料已成為生物學(xué)研究中的熱點(diǎn)。納米凝膠為水凝膠的納米粒子，具有類似于宏觀水凝膠材料的親水網(wǎng)絡(luò)及類似流體的傳輸特性，其納米的尺寸可以作為進(jìn)一步體內(nèi)生物應(yīng)用的理想載體。在受限的納米空間中實(shí)現(xiàn)修飾或組裝以獲得雜化納米凝膠仍然存在挑戰(zhàn)。應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，同濟(jì)大學(xué)化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院王啟剛團(tuán)隊從仿生的角度出發(fā)，設(shè)計了一種酶催化的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRPase）和金屬配位交聯(lián)方法成功制備出納米人工多酶凝膠體系。該體系具有模擬超氧化物歧化酶（SOD-like）和過氧化物酶（POD-like）特性，可以實(shí)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境級聯(lián)催化的響應(yīng)成像。日前，相關(guān)研究成果以“Multienzyme‐Mimic Nanogels Synthesized by Biocatalytic ATRP and Metal Coordination for Bioresponsive Fluorescence Imaging”為題，發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊 Angewandte Chemie International Edition （《德國應(yīng)用化學(xué)》） 上。同濟(jì)大學(xué)化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院為該文的唯一通訊作者單位，碩士生齊美園為第一作者，王霞副教授和王啟剛教授為共同通訊作者。 圖1.（a）人工多酶凝膠體系的ATRPase及配位交聯(lián)制備流程（b）模擬SOD和POD級聯(lián)酶催化的腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的熒光成像機(jī)制。研究人員首先在納米粒子表面修飾酶催化的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的引發(fā)劑(-Br)，以具有良好生物相容性的生物酶為催化劑，修飾有雙鍵的賴氨酸（N-acryloyl-L-lysine）為聚合單體，在納米粒子周圍聚合制備得到聚賴氨酸高分子刷，最后通過亞鐵配位交聯(lián)，從而構(gòu)建出具有多酶活性的人工多酶凝膠體系（如圖1所示）。凝膠體系中高分散的Fe離子一方面作為凝膠網(wǎng)絡(luò)的交聯(lián)劑，同時作為模擬酶的活性中心。通過模擬SOD和POD酶，先將腫瘤部位高水平的O 2 ?? 催化轉(zhuǎn)化為H 2 O 2 ，進(jìn)一步基于腫瘤部位提升的H 2 O 2 通過級聯(lián)酶催化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的安全、高效的腫瘤成像。該人工多酶凝膠體系類似自然的過氧化物酶催化機(jī)制不產(chǎn)生羥基自由基，具有低毒性和高生物安全性。同時，ATRPase方法和金屬配位交聯(lián)技術(shù)可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)多種納米材料體系的制備，用于藥物輸送和其他生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。該研究成果得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃等經(jīng)費(fèi)支持以及中國科學(xué)院強(qiáng)磁場科學(xué)中心的技術(shù)支持。王啟剛教授團(tuán)隊多年來一直致力于高分子凝膠固定酶技術(shù)及其生物診療應(yīng)用，近5年累計以通訊作者在 Adv.Mater. , Nat. Commun. , Angew. Chem. Inter. Ed. 等期刊發(fā)表SCI論文50多篇。文獻(xiàn)鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202002331 PDF：anie_202002331.pdf課題組網(wǎng)站：https://qgwang.tongji.edu.cn/
同濟(jì)大學(xué)
2021-04-11
關(guān)于發(fā)布可解釋、可通用的下一代人工智能方法重大研究計劃2024年度項目指南的通告
該重大研究計劃面向以深度學(xué)習(xí)為代表的人工智能方法魯棒性差、可解釋性差、對數(shù)據(jù)的依賴性強(qiáng)等基礎(chǔ)科學(xué)問題，挖掘機(jī)器學(xué)習(xí)的基本原理，發(fā)展可解釋、可通用的下一代人工智能方法，并推動人工智能方法在科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。
國家自然科學(xué)基金委
2024-03-15
江西省科技廳關(guān)于發(fā)布2022年度重大科技研發(fā)專項“揭榜掛帥”（人工智能交互終端設(shè)備、高端智能傳感器）榜單的通知
按照省委、省政府工作部署和科技體制改革攻堅三年行動的要求，改進(jìn)科技項目組織管理方式，經(jīng)研究決定，啟動實(shí)施2022年度重大科技研發(fā)專項“揭榜掛帥”（人工智能交互終端設(shè)備、高端智能傳感器）項目，現(xiàn)公開發(fā)布榜單，征集遴選揭榜方（以下統(tǒng)稱項目申報單位、申報人）。
江西省科技廳
2022-10-25
科技部等六部門關(guān)于印發(fā)《關(guān)于加快場景創(chuàng)新以人工智能高水平應(yīng)用促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》的通知
提升人工智能場景創(chuàng)新能力。強(qiáng)化企業(yè)場景創(chuàng)新主體作用，鼓勵高校院所參與場景創(chuàng)新，培育壯大場景創(chuàng)新專業(yè)機(jī)構(gòu)，構(gòu)筑人工智能場景創(chuàng)新高地。
科技部
2022-08-12
科技創(chuàng)新2030—“新一代人工智能”重大項目《“數(shù)據(jù)-模型-知識”增強(qiáng)的多模態(tài)基礎(chǔ)模型學(xué)習(xí)與壓縮關(guān)鍵技術(shù)》正式啟動
7月10日，國家科技創(chuàng)新2030—“新一代人工智能”重大項目2023年立項項目《“數(shù)據(jù)-模型-知識”增強(qiáng)的多模態(tài)基礎(chǔ)模型學(xué)習(xí)與壓縮關(guān)鍵技術(shù)》項目啟動暨實(shí)施方案論證會在北京召開。
人民網(wǎng)
2023-07-11
尋求高校機(jī)械工程學(xué)院、計算機(jī)人工智能學(xué)院及信息工程學(xué)院方面的系統(tǒng)產(chǎn)品代理,教務(wù)處 浙江省合作
尋求高校機(jī)械工程學(xué)院、計算機(jī)人工智能學(xué)院及信息工程學(xué)院方面的系統(tǒng)產(chǎn)品代理,教務(wù)處 浙江省合作
浙江曉和電子有限公司
2023-08-21
人力資源社會保障部辦公廳關(guān)于《機(jī)器人工程技術(shù)人員國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》等4個職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公開征求意見的通知
為適應(yīng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，加強(qiáng)數(shù)字技術(shù)人才培養(yǎng)，促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，根據(jù)《勞動法》《職業(yè)教育法》有關(guān)規(guī)定，我部組織開發(fā)了“機(jī)器人工程技術(shù)人員”“增材制造工程技術(shù)人員”“數(shù)據(jù)安全工程技術(shù)人員”“密碼工程技術(shù)人員”等4個職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿。
人力資源社會保障部辦公廳
2023-01-20