LBL自组装技术及自组装生物功能膜结构

综述!"!自组装技术及自组装生物功能膜结构!吕德水!!，林汉枫，李扬眉，徐立恒，林贤福!!!（浙江大学化学系，浙江杭州!"##$%）摘要：主要介绍近几年发展的用于生物大分子自组装功能膜的三种逐层（&’&）自组装技术与制备方法，酰胺化反应自组装技术、生物分子的特异识别自组装技术、分子沉积自组装技术；同时总结了自组装功能膜的结构、特性的表征方法，主要有()*、+,*、循环伏安法、石英晶体微天平（-.*）技术、/0／012、342方法等。

关键词：大分子自组装；&’&；生物功能膜；结构；表征方法中图分类号：56!文献标识码：(文章编号："##789!:%（$##"）#;8#;998#:功能生物大分子自组装膜在分子器件、分子调控、生物芯片、生物传感器等方面有重要的应用价值〔"〕，从分子水平构筑的功能生物大分子自组装膜是化学、生命科学、材料学、物理学等学科的交叉科学的研究热点之一〔$〕。

因此，许多学者对其进行了大量的研究，从单组分到多组分组装，从单层到多层交替组装，从蛋白质到<=(组装，从平面到胶体颗粒组装等方向发展，许多研究成果已成功地应用于实践。

本文就生物大分子的逐层（&’&，&>?@A 8B ?8C >?@A ）自组装技术及其功能生物大分子自组装膜结构研究的新进展和新成果进行综述。

#生物大分子逐层（!"!）自组装技术#$#酰胺反应法自组装利用分子中羧基（8.55D ）和氨基（8=D $）之间的化学反应生成酰氨键（8.5=D 8），从而形成生物大分子多层自组装膜的方法，将含有氨基或羧基的生物大分子通过酰氨键连接到含有羧基或氨基反应基的基材表面，以形成单分子层薄膜。

若生物大分子上还含有氨基或羧基，则可与含有羧基或氨基的另一分子发生酰氨反应，如此重复循环下去，可以制得生物大分子的&’&的多层膜。

用于抗癌载药系统的自组装脂质体聚合物复合微球摘要：通过多种物质的连续吸附得到的聚电解质多分子层对于像抗癌药物这种小分子的运载是非常有用的。

在本研究中，层层自组装（LbL）纳米结构通过以下方法制得：将天然壳聚糖和透明质酸自然沉积到带负电的固态混合脂质体纳米微球（SLNs）上。

阿霉素/葡聚糖硫酸酯的复合物被包在SLNs中。

这使得球形纳米微粒的直径在265nm左右，Zeta电位大约为-12mV。

纳米微球较为稳定，且表现出阿霉素（DOX）的可控释放。

进一步的药代动力学研究表明，相比单纯的DOX以及未经修饰的载DOX-SLNs，LBL功能化SLNs明显提高了循环半衰期，并降低了药物的消除率。

综上，结果表明这种具有pH响应外壳和分子靶向性的新型LBL修饰系统，有着作为肿瘤靶向性的药物释放载体的潜质。

1.简介固体脂质纳米粒（SLNs）因其能够运载亲水和疏水治疗药物的特性而受到广泛关注。

SLNs 是结合了聚合物胶体和脂质体微粒优点的胶体载体。

它们拥有极好的生物相容性，延展性和稳定性，有着高载药率。

然而，SLNs的使用总是和突释以及体内的过早释放联系在一起，主要是因为微粒总是倾向于结晶，使得药物从内核中释放出来。

此外，通过网状内皮组织（RES）的活动，SLN基结构会很迅速的从内循环中除去。

如果想用这类纳米微粒有效的运输抗肿瘤药物，那么通过制备出一种简单定制，经过表面修饰的控释运载系统来克服这些缺点是相当有必要的。

一种表现出良好性质的新系统是利用带有相反电荷的聚合物层层自装载（LBL）形成的多层聚电解质（PEM）涂层。

这种聚电解质自沉积的方法作为功能化微粒表面或制备核-壳结构微粒的新方法。

PEM在药物运载领域中可以运用于许多治疗方法中。

越来越多的证据表明，LBL结构能够延长血液循环，并且对肿瘤间隙的被动扩散和渗透有促进作用。

另外，因为层状材料本身的靶向性质，这些结构的肿瘤靶向能力也得到了提升。

这种核-壳微球的另一个关键优点包括粒径，高载药率，可控药物释放，以及也许最重要的，可调节的较长的体内血液循环。

LBL自组装技术及自组装生物功能膜结构
吕德水;林汉枫;李扬眉;徐立恒;林贤福
【期刊名称】《功能高分子学报》
【年(卷),期】2001(014)004
【摘要】主要介绍近几年发展的用于生物大分子自组装功能膜的三种逐层(LBL)自组装技术与制备方法,酰胺化反应自组装技术、生物分子的特异识别自组装技术、分子沉积自组装技术;同时总结了自组装功能膜的结构、特性的表征方法 ,主要有AFM、TEM、循环伏安法、石英晶体微天平(QCM)技术、UV/VIS、XPS方法等.【总页数】5页(P499-503)
【作者】吕德水;林汉枫;李扬眉;徐立恒;林贤福
【作者单位】浙江大学化学系，浙江杭州 310027;浙江大学化学系，浙江杭州310027;浙江大学化学系，浙江杭州 310027;浙江大学化学系，浙江杭州 310027;浙江大学化学系，浙江杭州 310027
【正文语种】中文
【中图分类】O63
【相关文献】
1.大分子自组装体系及自组装功能膜结构的研究 [J], 林贤福;何琳;吕德水;陈志春;刘清
2.大分子自组装成膜技术及膜结构的影响要素 [J], 何琳;徐立恒;吕德水;陈志春;刘清
3.LbL层层纳米自组装法制备新型微胶囊 [J], 梁振鹏;王朝阳;孙启龙;童真
4.吡嗪衍生物在石墨表面上的自组装单层膜结构 [J], 安石妍;徐善东;曾庆祷;谭忠印;王琛;万立骏;白春礼
5.基于纳米自组装技术的功能化溶胶-凝胶过氧化氢生物传感器 [J], 李红;梁汝萍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

生物学中的自组装技术自组装技术在生物学中被广泛应用，从微观的分子水平到宏观的细胞水平。

这些技术通常涉及一些基本原理，如相互作用、自组装和自组织等。

在本文中，我们将探讨生物学中的自组装技术的一些应用，并介绍一些典型的例子。

微观级别上的自组装在生物分子水平上，自组装技术被广泛应用于制造纳米材料和药物递送系统等。

纳米材料的制造通常涉及利用生物分子的能力自组装成所需的纳米结构。

例如，某些蛋白质通过相互作用形成具有特定形状和机能的超分子结构。

这种自组装能力使得纳米结构在稳定和重构方面表现出色，因此可以用于构建用于各种应用的功能化材料。

此外，自组装技术还被应用于药物递送系统。

通过设计适当的分子结构，可以使药物通过自组装形成纳米颗粒，以提高其溶解度和药效。

药物递送系统在生物学中的应用前景广阔，包括治疗癌症、神经系统疾病和传染病等多种疾病。

细胞自组装在宏观细胞水平，自组装技术也得到了广泛的应用。

细胞中的各种分子通过自组装和相互作用形成各种细胞器、核酸分子和膜结构等。

这些结构的自组装和功能表现出了奇妙的复杂性和多样性，明确展示了生物学中自组装技术的作用。

细胞质骨架是细胞内的一个自组装系统，不仅控制着细胞的机械性质，也对许多信号传递过程发挥了重要作用。

这些细胞组织学上的结构通过细胞内的蛋白质、微管和微丝来自组装。

例如，微管是由β-三聚体微管蛋白组成的，具有使细胞保持形状和维持细胞器形态的功能。

微丝由肌动蛋白分子组成，可以使细胞皱缩和变形。

这些自组装的组件可以根据细胞需求进行自组装，以完成各种功能的调节。

未来发展随着科学技术的不断发展，生物学中的自组装技术将获得更广泛的应用。

微观级别上的自组装技术将有助于制造更高效的纳米材料和药物递送系统。

在细胞水平上，新的自组装技术和方法将有助于我们更好地理解细胞内部结构的组装和功能，从而为更好地治疗疾病提供可能。

总的来说，生物学中的自组装技术的应用远不止我们能涉及的几个方面。

这个领域的研究有助于我们更好地了解自然界和疾病发展的本质，为人类的生活提供更多可行的解决方案。

生物领域中的自组装技术随着生物领域科学技术的不断发展，自组装技术正在成为一个备受瞩目的研究领域。

自组装技术可以对分子和材料的自组装进行控制和调控，实现高效率、高精度、高可控的制备和组装，是生物领域中一项重要的技术手段。

自组装技术的原理基于分子间的相互作用力。

不同分子之间的相互作用力可以通过适当的调节实现其组合成具有特定功能的复杂结构。

自组装技术可以通过调节相互作用力的类型和程度来控制组装结构的形态、大小和分布。

因此，在生物领域中，自组装技术被广泛应用于制备生物纳米材料、构建人工细胞、制备生物传感器、制备生物芯片等方面。

生物领域中的自组装技术主要涉及两个方面：生物分子的自组装和生物材料的自组装。

一、生物分子的自组装生物分子的自组装是利用生物分子之间的相互作用力进行精细组装，从而形成具有特定结构和功能的复杂体系。

生物分子的自组装主要包括蛋白质、核酸和糖类等。

1. 蛋白质的自组装蛋白质的自组装在生物领域中具有广泛的应用前景。

一类是利用蛋白质的特异性与亲和性进行组装。

例如，利用亲和柱、酵母二杂交、质谱技术等手段，可以对蛋白质进行互相识别和组装，形成蛋白质质量组。

另一类是利用蛋白质的内在性质进行组装。

例如，利用蛋白质的水相互作用能，可以构建出超分子组装体系，形成金属蛋白质纳米颗粒。

2. 核酸的自组装核酸自组装是一种利用DNA和RNA的相互配对作用构建复杂结构的技术。

通过控制核酸的配对规则，可以得到各种不同的双链和四链结构。

核酸自组装可以应用于构建高效的分子计算机、开发新型的药物载体和控制荧光信号的放大器等领域。

此外，核酸自组装也应用于人类基因组项目，对人类基因组进行序列分析和重要基因的筛选。

3. 糖类的自组装糖类在细胞外基质和细胞膜中均扮演重要角色，可以运用其相互作用进行自组装的调控。

当前，糖类自组装技术的研究主要集中在利用糖分子的多孔性结构构建复杂结构的组装技术。

这类技术可应用于构建自动化的分子分离和检测平台、创建新型的链接分子、开发多通道传感技术等领域。