理化所等在烟草花叶病毒自组装研究中取得进展

　　近期，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联合美国犹他大学Peter J. Stang课题组，首次利用一维棒状病毒粒子与二维有机金属大环构建了可逆且具有发光效应的多级自组装生物复合体。

　　各向异性纳米粒子构筑的精确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。该研究采用电负性的单分散一维棒状纳米粒子——烟草花叶病毒（TMV，300 nm×18 nm），将带有多个正电荷的四苯乙烯基有机铂金属大环（TPE-Pt-MC）作为“分子胶水”，通过多静电相互作用，成功构筑了三维空间规整、紧密排列的多级自组装生物复合体。该研究巧妙地利用TMV紧密排列所提供的纳米限域效应，驱动金属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，可实现该生物复合体的解组装与TMV的释放。此构建多级自组装生物复合体的方法同时适用于其它负电性的病毒纳米粒子（如M13噬菌体）。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。

　　相关研究成果发表于国际期刊《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, DOI: 10.1021/jacs.6b07402），题为Hierarchical Self-Assembly of Responsive Organoplatinum(II) Metallacycle–TMV Complexes with Turn-On Fluorescence。理化所研究员牛忠伟和犹他大学教授Peter J. Stang是该论文的通讯作者，牛忠伟课题组项目副研究员田野及Peter J. Stang课题组博士后Xuzhou Yan同为该论文的第一作者。

　　该研究团队近年来在烟草花叶病毒的组装、功能化以及生物领域的应用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）以及药物输送体系（Biomacromolecules 2013, 14, 4032；Adv. Healthcare Mater. 2015, 4, 413；Sci. Rep. 2016, 6, 24567；ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 10800），并受邀在Chem. Soc. Rev.撰写综述文章（Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 6178）。相关研究工作得到国家重点基础研究发展计划（“973”计划）、国家自然科学基金和理化所所长基金的大力支持。