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Angew. Chem. :微液滴中微小结构差异的金属笼的高效自分类2024-10-29
自分类现象在自然界广泛存在,如DNA形成双螺旋、肌动蛋白组装成线性肌动蛋白丝,以及微管蛋白的形成等。通过配位键导向自组装构筑的金属配位笼在催化、传感、药物输送和分子识别等领域有广泛应用。研究金属配位笼的自分类不仅为功能超分子组装体的设计与合成提供理论依据,还有助于探索金属配位与其他非共价相互作用对复杂体系自分类行为的影响。

目前,实现金属配位笼的自分类主要依赖组装配体之间的显著结构差异,如长度、形状和对称性等。此外,生命体系中生物功能分子的自分类通常在限域的细胞环境中完成。模拟这种环境有助于深入理解自然界和细胞内复杂的生物学现象,同时为新的仿生技术和应用提供理论基础和指导。因此,研究限域环境中结构微小差异的金属配位笼的自分类行为,是一项具有重要意义和挑战性的课题。

 

 

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近期,华东师范大学徐林教授团队运用微流控技术深入研究了微液滴中微小结构差异的金属配位笼的自分类行为,揭示了限域环境对自分类行为影响的内在机制和规律。研究团队首先设计并合成了两种具有相同长度、形状和对称性的三聚茚组装基元L1和L2,它们仅在中心取代基团上存在微小差异。这些组装基元分别通过配位键导向自组装形成四面体金属笼C1和C2。有趣的是,这种组装基元微小的结构差异促使了自恋型自分类行为的发生。更为重要的是,与传统反应器(如烧瓶)相比,微液滴中的自分类过程显著加速,这归因于微液滴限域环境增加了底物的局部浓度和碰撞几率,从而推动了动力学产物向热力学产物的转化。研究团队通过微液滴和传统反应器中的竞争性自组装以及金属笼之间的结构转化实验,进一步深入探讨了自分类的机理。

该研究展示了微小结构差异的金属配位笼在微液滴环境中的自分类行为,并有效利用微流控技术提升了自分类效率,为进一步研究限域环境中的自分类行为提供了新的研究平台。

文信息

Efficient Self-Sorting Behaviours of Metallacages with Subtle Structural Differences

Dr. Tongxia Jin, Kai Zeng, Xin Zhang, Dr. Wei-Tao Dou, Dr. Lianrui Hu, Dr. Dawei Zhang, Prof. Weiping Zhu, Prof. Xuhong Qian, Prof. Hai-Bo Yang, Prof. Lin Xu

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202409878

 

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