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[材料资讯] 刘俊秋Nano Today:金属-有机框架结构(MOF)发展生物实体保护技术的研究进展

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发表于 2020-10-15 10:00:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
近日,杭州师范大学材料与化学化工学院刘俊秋教授团队在Nano Today (IF: 16.907)发表了金属-有机框架结构(MOF)发展生物实体保护技术的最新研究进展“Metal-organic frameworks (MOFs) for biopreservation: From biomacromolecules, living organisms to biological devices”。

MOF

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金属-有机框架结构(MOF)发展生物实体保护技术的研究进展
      一直以来,由于生物实体(如生物大分子、微生物、细胞及生物器件等)结构脆弱、可操作pH范围窄、及环境不耐受等问题,极大地制约了其在基础研究、疾病诊断、生物应用等领域的推广与应用。与传统的生物实体保护技术相比,MOF保护技术具有操作简便、适用范围广、保护效果佳及可完全生物复性等优势。尽管仍处于萌芽阶段,MOF用于生物实体保护技术的研究工作已经如雨后春笋般发展起来。然而到目前为止,MOF结构用于生物实体保护的综合报道仅集中在MOF/生物分子作用界面的认识、或高效酶封装用于生物催化等方面的进展,鲜有报道能够系统性地总结和探讨MOF保护技术用于广泛生物实体结构。

MOF

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MOF生物实体保护技术发展的关键节点
       基于以上分析,研究团队首先详细探讨了两类构建MOF生物保护技术的策略:合成后渗透法和一步封装法,并客观分析了各自的适用对象及在封装效果、稳定性等方面的优劣势。此外,研究团队全面整理了MOF结构用于生物大分子(单酶工厂、级联酶反应器、生物药剂、临床体液等)保护,生命体(病毒、细菌、真菌等)保存与功能恢复,及生物微纳器件(生物图案、蛋白质芯片等)的常规储存与可控复性等方面的最新进展。尽管在非常苛刻的条件下(高温、紫外线、有机溶剂、强酸碱、酶攻击等),MOF保护的生物实体仍能够展现出与新鲜生物实体可比拟的结构相似性和生物活性。
       由此可见,MOF结构已经发展成为可高效封装并保护各类生物实体的万能平台,而且该技术已经在酶工业生产、及不依赖“冷链”的生物运输与储存等方面取得了巨大的成功。我们有理由相信MOF生物保护技术有望对解决生物技术和生物医学领域的挑战带来新的“技术革新”。
       材化学院青年教师孙鸿程博士为论文第一作者,孙鸿程博士、刘俊秋教授为共同通讯作者,杭州师范大学为唯一通讯单位。此项工作得到了国家自然科学基金委和科技部的资助。
       文章链接:https://doi.org/10.1016/j.nantod.2020.100985
       人物简介:
        刘俊秋,国家基金委杰出青年基金获得者,教育部“长江学者”特聘教授,杭州师范大学教授,博士生导师。主要从事仿生化学、生物超分子组装及智能纳米载药系统等方面的研究工作,近期在生物仿酶、人造捕获系统、高选择性跨膜通道等方面取得了一系列突破性进展。迄今为止在Chem. Rev., Chem. Soc. Rev., Acc. Chem. Res., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.等国际知名期刊已发表SCI研究论文180余篇,先后入选吉林省“创新人才工程”、教育部“新世纪优秀人才培养计划”等,并被评为吉林省高级专家(2011),获得吉林省科技进步一等奖1项(排名第一)。先后主持国家自然科学基金重点项目(2项)、国际合作与交流重点项目(1项)、“国家杰出青年科学基金”项目(1项)等。先后培养指导学生获国家优青(1人次)等项目资助。主编英文专著1部,参编6部。担任General Chem., Polym. Sci., J. Polym. Sci. & Res.等杂志顾问编委。
       孙鸿程,2019年以卓越人才引进入职杭州师范大学材料与化学化工学院。主要从事新型生物高分子材料开发用于仿生及疾病治疗的研究,已在Nano Today, ACS Nano, Chem. Commun.等杂志发表学术论文二十余篇,其中以第一作者发表SCI论文7篇。先后主持国家自然科学基金青年项目、浙江省医药卫生科技计划面上项目、高层次留学回国人员在杭创新项目各1项,作为项目骨干参与科技部重点研发课题1项。




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