Molecular basis of cooperativity in pH-triggered supramolecular self-assembly.
Molecular basis of cooperativity in pH-triggered supramolecular self-assembly.
复制标题
在pH触发的超分子自组装中合作的分子基础。
DOI：
10.1038/ncomms13214
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发表时间：
2016-10-27
影响因子：
16.6
通讯作者：
Gao J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li Y;Zhao T;Wang C;Lin Z;Huang G;Sumer BD;Gao J
超分子自组装提供了一个强大的战略，以生产高性能，刺激响应纳米材料。然而，缺乏对刺激反应的分子理解经常阻碍我们合理设计具有尖锐反应的纳米材料的能力。在这里，我们阐明了pH触发的超分子自组装的一系列超pH敏感（UPS）嵌段共聚物的分子途径。疏水胶束化驱动发散质子分布在高度质子化的单聚物或中性胶束状态沿着大多数的滴定坐标，不像传统的小分子或聚合物基地。这种要么全有要么全无的两国解决方案是积极合作的标志。综合建模和实验验证产生了希尔系数为51的pH协同性的一个代表性的UPS嵌段共聚物，迄今为止最大的文献报道。这些数据表明疏水胶束化和由此产生的正协同性提供了一种通用的策略，将响应性纳米材料转化为用于化学和生物传感的二元开/关可切换系统，如在额外的阴离子传感模型中所示。在分子水平上理解刺激响应性可以帮助合理设计具有尖锐响应的纳米材料。在这里，Gao及其同事展示了一系列超pH敏感嵌段共聚物的超分子自组装的分子途径。
Supramolecular self-assembly offers a powerful strategy to produce high-performance, stimuli-responsive nanomaterials. However, lack of molecular understanding of stimulated responses frequently hampers our ability to rationally design nanomaterials with sharp responses. Here we elucidated the molecular pathway of pH-triggered supramolecular self-assembly of a series of ultra-pH sensitive (UPS) block copolymers. Hydrophobic micellization drove divergent proton distribution in either highly protonated unimer or neutral micelle states along the majority of the titration coordinate unlike conventional small molecular or polymeric bases. This all-or-nothing two-state solution is a hallmark of positive cooperativity. Integrated modelling and experimental validation yielded a Hill coefficient of 51 in pH cooperativity for a representative UPS block copolymer, by far the largest reported in the literature. These data suggest hydrophobic micellization and resulting positive cooperativity offer a versatile strategy to convert responsive nanomaterials into binary on/off switchable systems for chemical and biological sensing, as demonstrated in an additional anion sensing model. Understanding stimuli responsiveness on a molecular level can help with the rational design of nanomaterials with sharp responses. Here, Gao and co-workers have shown the molecular pathway of the supramolecular self-assembly of a series of ultra-pH sensitive block copolymers.
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影响因子：
15
作者：
Ma, Xinpeng;Wang, Yiguang;Zhao, Tian;Li, Yang;Su, Lee-Chun;Wang, Zhaohui;Huang, Gang;Sumer, Baran D.;Gao, Jinming
通讯作者：
Gao, Jinming
影响因子：
64.8
作者：
Mirkin, CA;Letsinger, RL;Storhoff, JJ
通讯作者：
Storhoff, JJ
DOI：
10.1007/bf00658981
发表时间：
1988-08-01
期刊：
JOURNAL OF INCLUSION PHENOMENA
影响因子：
--
作者：
LEHN, JM
通讯作者：
LEHN, JM
影响因子：
10.8
作者：
Choi, YH;Liu, F;Kim, SW
通讯作者：
Kim, SW
影响因子：
4.6
作者：
Koper, Ger J. M.;Borkovec, Michal
通讯作者：
Borkovec, Michal