我组在酶催化表面引发功能杂化核壳纳米凝胶材料研究中取得进展

微凝胶由于其良好的生物相容性和机械性能以及刺激响应速度快的特点，广泛用于生物医学领域，除了传统的微凝胶之外，核壳结构微凝胶这种可以同时赋予核和壳不同功能的微凝胶颗粒将具有更广阔的应用前景。研究最广泛的核壳结构微凝胶是以无机纳米材料为核，表面包覆一层水凝胶材料的微凝胶，相对于单独的无机纳米材料，具有稳定性高，水溶性好的优点，同时也增加了刺激响应性快的特点。当前核壳结构微凝胶的制备方法主要有表面引发原子转移自由基聚合、乳液聚合、沉淀聚合以及界面聚合等方法，这些方法反应条件大多比较苛刻，或是引入杂志不好除去，影响了微凝胶在生物医学领域的应用，所以探索温和的聚合方法是制备核壳结构的微凝胶的一个重要的议题。

前期，本组将酶催化聚合的方法与微乳液工艺相结合，开发得到了一种温和和环保的策略，通过反相乳液合成微凝胶。通过调节微凝胶内交联剂的浓度来实现具有合适网孔大小，良好形态和优良催化活性的微凝胶固（RSC Adv. 2015, 5, 44342）。

此外，我们将这种温和制备水凝胶的方法引入到核壳结构微中共价键的方式将GOx/HRP GOx/HRPGOx/HRP串联酶体系固定在无机纳米颗粒表面，该粒分散液中加入葡萄糖 、乙酰丙酮、ACAC以及单体和交联剂，可引发聚合制备微凝胶。具体的引发机理可以总结为：无纳米颗粒表面的GOx与水溶液中的Glu反应生成 H2O2，H2O2与GOx临近的HRP以及水溶液的ACAC作用在无机纳米颗粒表面生成了ACAC自由基，从而引发了无机纳米颗粒表面的单体自由基，从而引发了无机纳米颗粒表面的单体聚合，形成一层水凝胶由于表面的阻止了自基往外扩散，所以聚合只发生在无机纳米颗粒表面而不是整个水溶液中，随后离心分可得到微凝胶（Nanoscale 2015, 7, 16578）。

其外，为了避免实验中GOx与HRP联用来引发聚合中产生的大量H2O2产生的生物毒性作用，进一步开发尿酸氧化酶（UOx）酶催化体系。UOx 是生物体内嘌呤降解代谢途径中的一种酶，能够催化尿酸氧化生成尿囊素和H2O2，利用UOx与HRP联用制备得到纳米杂化的凝胶材料，并将其作为药物载体，借助纳米凝胶的pH响应性，在其进入肿瘤部位时由于该处pH呈酸性而释放出药物，达到治疗的目的。通过MTT的方法对nanogel、 nanogel@DOX和DOX的细胞毒性进行考察，结果表明纳米凝胶对细胞没有明显的毒性，具有较好的生物安全性（RSC Adv. 2016, 6, 53170）。

以具有介孔孔道的介孔二氧化硅材料为内核，在表面嫁接双键引发点，最终利用温和的漆酶引发成胶，得到多功能的核壳结构纳米凝胶材料。利用孔道和凝胶的网络结构分别担载疏水的超声成像敏感分子全氟己烷（PFH）以及抗癌药物阿霉素（DOX），实现了响应性超声成像引导下的药物输运治疗及聚焦超声的增效消融治疗（Nanoscale 2016, 8, 1724）。