19世纪末，人们已经可以通过Perkin脂环合成等环化反应，有效制备出小分子环状化合物。20世纪80年代，人们成功合成出环状高分子，如环型聚苯乙烯、环型聚二甲基硅氧烷。近期，我校材料科学与工程学院林嘉平教授课题组发现了超分子“环化反应”现象。《德国应用化学》近日以“Toroid Formation through a Supramolecular ‘Cyclization Reaction’ of Rodlike Micelles” (Angew. Chem. Int. Ed. 2017, DOI:10.1002/anie.201701978)为题报道了这一重要发现。

        研究发现，聚肽接枝共聚物首先自组装形成棒状胶束，通过调控溶液性质和环境温度，棒状胶束可以发生超分子“环化反应”，头尾闭合形成均一、可控的超分子环状胶束结构，实现超分子纳米环的可控制备。这一发现将环化反应的范畴从小分子和高分子尺度扩展至超分子尺度。此外，研究发现该超分子“环化反应”的过程与生命体中DNA的缩合过程非常相似，研究结果对于聚肽组装体在基因治疗等生命科学领域的应用具有重要意义。该研究工作在林嘉平教授和蔡春华副教授的指导下，由博士生杨朝应和高梁等完成。

        近年来，该研究团队在生物聚肽合成、表征和仿生性能研究方面取得了一系列成果。研究发现聚肽共聚物可自组装形成具有超分子螺旋结构的胶束，该胶束可作为病毒的模型。这种表面具有超分子螺旋结构的病毒以独特的类似陀螺旋转的方式进入细胞，因而具有超强的感染能力。这一发现为了解病毒感染规律和制备仿病毒药物载体提供了理论基础。此项研究成果近日在Small上发表(Small, 2017, 13, DOI:10.1002/smll.201604214)。