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  能夠感知環(huán)境微小變化，從而應(yīng)答釋放所載物質(zhì)的智能載體，在藥物傳遞、功能食品、腐蝕保護(hù)、催化、農(nóng)業(yè)和化妝品等諸多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。盡管關(guān)于刺激-響應(yīng)載體的報(bào)導(dǎo)層出不窮，但提前滲漏仍然是個普遍的問題，而響應(yīng)釋放時又常常“快”不起來。避免滲漏與快速釋放天生是一對矛盾，解決這個矛盾就能避免“脫靶”問題，從而獲得理想的治療效果和顯著的經(jīng)濟(jì)價值。

  為此，西南交通大學(xué)周紹兵教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一類動態(tài)復(fù)合膠體囊（colloidosomes），該微囊依賴于一個可逆的靜電作用策略，兼具可靠封裝與超快釋放的能力。該團(tuán)隊(duì)以聚乙烯亞胺改性的二氧化硅納米顆粒（SiO₂-PEI NPs, 22 nm）和兩性離子型碳點(diǎn)（CDs, 5.5 nm）為單元粒子，通過Pickering乳液自組裝一步制備載貨微囊。在pH 7.4時，正電性SiO₂-PEI NPs與負(fù)電性CDs以靜電吸引力組成牢固的微囊殼，高效封裝內(nèi)容物；在pH 5.0時，由于表面功能基團(tuán)質(zhì)子化，碳點(diǎn)電荷迅速反轉(zhuǎn)，成殼粒子間由靜電吸引變?yōu)殪o電排斥使囊發(fā)生瞬間解體，快速釋放內(nèi)容物（圖1）。

圖1. 構(gòu)建動態(tài)復(fù)合膠體囊用于pH刺激按需釋放示意圖

圖2. 動態(tài)復(fù)合膠體囊pH依賴的穩(wěn)定和去穩(wěn)定性。a）時間序列熒光顯微鏡成像展示膠體囊在pH 7.4下一個月考察中的高度穩(wěn)定性。b）膠體囊在pH 7.4的3D重構(gòu)成像。c）上列：時間序列原位共聚焦成像展示膠體囊在pH 5.0下發(fā)生瞬間解體。下列：相應(yīng)代表性膠體囊的明場成像。d）膠體囊在pH 5.0的3D重構(gòu)成像。

  由圖2可見，在pH 7.4，1個月考察期內(nèi)膠體囊完整性保持良好；一旦將該膠體囊分散于pH 5.0緩沖液，其立即發(fā)生膨脹、變形、破裂，并最終于3分鐘內(nèi)完全解體。以異硫氰酸熒光素標(biāo)記的葡聚糖（10000分子量）為模型藥物，其包載率和包載量分別達(dá)到86.9%和24.3%，在儲存狀態(tài)下1個月僅滲漏5.5%，而一旦觸發(fā)于5分鐘內(nèi)幾乎完全釋放（>90%）。以具有生物活性的酶分子為模型藥物證明，該體系生物相容性高，酶活性保持良好。

  僅依賴于溫和的pH刺激，通過兩種成殼單元粒子間靜電相互作用力由“拉”到“推”的轉(zhuǎn)變，即可實(shí)現(xiàn)膠體囊從“高度穩(wěn)定”到“瞬間解體”，從而獲得可靠封裝與超快釋放。更值得一提的是，就像CDs在體系中身兼動態(tài)粘合劑和熒光示蹤劑雙重角色一樣，通過選用其他具有光、磁、熱、等離子體，乃至多重物理化學(xué)性質(zhì)的顆粒作為單元粒子，有望通過類似的自組裝法獲得滿足不同實(shí)際需要的智能膠體囊。

  以上相關(guān)成果發(fā)表于Nano Letters（DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01949）上。論文的第一作者為西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生郭婷，通訊作者為周紹兵教授。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01949