近日，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院劉潤輝教授課題組報(bào)道了一種一步法實(shí)現(xiàn)普適性的水凝膠功能化方法。作者設(shè)計(jì)合成了一種三肽黏附分子，可以對(duì)沒有任何反應(yīng)基團(tuán)的各類水凝膠進(jìn)行普適性修飾。該成果以“A sandcastle worm-inspired strategy to functionalize wet hydrogels”（沙堡蠕蟲啟發(fā)的水凝膠功能化策略）為題發(fā)表在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然—通訊》（Nat. Commun. 2021, 12, 6331）上。

水凝膠已經(jīng)被廣泛用于多種領(lǐng)域，許多水凝膠在使用的時(shí)候需要引入特定的分子進(jìn)行功能化。此前，水凝膠的功能化方法是在水凝膠成膠前或制備過程時(shí)引入功能分子，這些方法通常步驟繁瑣、需要既定的反應(yīng)基團(tuán)，且對(duì)于不同類型的水凝膠無法實(shí)現(xiàn)普適性修飾。如果能夠通過一步簡單的方法，不受官能團(tuán)的限制，將功能分子直接修飾在各種類型的水凝膠上，將在多個(gè)領(lǐng)域具有重要意義。

在本研究中，劉潤輝教授等研究人員受沙堡蠕蟲黏附蛋白啟發(fā)，設(shè)計(jì)合成了結(jié)構(gòu)簡單、含有三肽的黏附分子丁二胺-多巴-賴氨酸-多巴（DbaYKY），該黏附分子可以用于引發(fā)多種類型的聚合反應(yīng)，并通過簡單浸沒實(shí)現(xiàn)功能分子對(duì)水凝膠的修飾。作者展示了通過該一步法策略可以賦予水凝膠抗菌、支持細(xì)胞黏附和促進(jìn)傷口修復(fù)的功能。此外，該策略還具有修飾可控性和良好的穩(wěn)定性。這一簡單、普適的水凝膠修飾方法為功能性水凝膠材料的制備提供新的策略，在材料學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

我校張東輝博士和碩士畢業(yè)生劉晶晶是該論文的第一作者，劉潤輝教授是通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部等基金的資助。

論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-021-26659-0