仿生手性超分子水凝胶材料

2019-05-12 10:13:00
报告题目:仿生手性超分子水凝胶材料
报告时间:2019年5月13日(周一)上午10:00
报告地点:高新大厦15楼会议室2
报告人:上海交通大学材料科学与工程学院   冯传良教授

报告人简介:
   冯传良,上海交通大学材料科学与工程学院教授、副院长。1996年河南师范大学本科,1998-2001年河南师范大学与中科院化学所联合培养获得硕士学位,2005年荷兰特文特大学(Twente)获博士学位,德国马普高分子所博士后, 2009年聘为上海交通大学教授。先后入选教育部“新世纪优秀人才计划”、上海市“高校特聘教授(东方学者)”、上海市“浦江人才”。承担国家自然科学基金重点基金、上海市教委重大项目等20余项。研究方向为水凝胶生物材料,主要解决仿生细胞外微环境无手性特征的根本问题。相关工作在J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Funct. Mater.,ACS Nano,Small等国际主流学术期刊上共发表论文110余篇。他引2500余次,担任Advanced Composite and Hybrid Materials编委, European Polymer Journal客座主编等。
 
报告摘要:
  水凝胶是最好的仿生细胞外基质(ECM)之一, 而ECM是支持并连接组织的网架结构,主要调节组织的发生和细胞的生理活动,其中ECM手性特征起到了决定作用,然而关于ECM手性调节组织细胞的研究仍旧处于探索阶段,其影响细胞粘附、生长的本质和机理仍旧是个亟需解决的关键科学问题,开展相关研究不仅能够了解生命体系中立体选择性的起源,而且在生物医药健康等领域有应用价值。而解决该问题的关键是如何通过设计分子结构以构建具有手性特征的仿生水凝胶材料、研究其与细胞及生物分子的相互作用。
手性纳米纤维与相关的生命活动紧密相连,是细胞生存环境的最主要组成部分
  为了解决上述科学问题,几年来我们课题组将可功能化的理念引入到了超分子凝胶分子结构的设计中,合成了系列基于C2对称的手性超分子凝胶因子,具有模块可设计的特点,构建了系列手性可控、功能可调、智能响应的仿生纳米纤维自组装体,水分含量最高可达99.94%,拥有10-80微米多孔结构,纳米纤维直径在10-300纳米之间,满足了细胞生长空间的需求。围绕手性水凝胶材料的基础和应用研究,提出双手性中心凝胶基元的设计思路,发现了长程传递手性的水凝胶构筑原理和方法,赋予了水凝胶手性可调控的特征,揭示了细胞与手性纳米结构相互作用具有选择性的规律,发展了手性结构在组织工程学中重要性作用的理论基础,探索了手性水凝胶多重功能的特征,指导了以手性水凝胶为基础的细胞外培养基质的应用开发,为基于手性仿生微环境的组织工程学研究提供了新思路和方法。
 
主要参考文献
1. Jinying Liu, Feng Yuan, Xiaoyu Ma, Dang-i Y. Auphedeous, Changli Zhao, Chuntai Liu, Changyu Shen and Feng Chuanliang,* The Cooperative Effect of both Molecular and Supramolecular Chirality on Cell Adhesion, Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 2018, 57, 6475-6479.
2. Fang-Wang Liu, Feng Chuanliang,* Metal-Ion-Mediated Supramolecular Chirality of L-Phenylalanine Based Hydrogels, Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 5655-5659.
3. H Choi, K Cho, H Seo, J Ahn, J Liu, SS Lee, H Kim*, Feng, Chuanliang*, JH Jung*, Transfer and Dynamic Inversion of Coassembled Supramolecular Chirality through 2D-Sheet to Rolled-Up Tubular Structure, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 17711-17714
4. Dou Xiaoqiu, Feng, Chuanliang*, Amino Acids and Peptide-Based Supramolecular Hydrogels for Three-Dimensional Cell Culture, Adv. Mater. 2017, 29, 604062.
5. Liu Guofeng, Liu Jinying, Feng, Chuanliang*, Unexpected right-handed helical nanostructures co-assembled from L-phenylalanine derivatives and achiral bipyridines, Zhao Yanli, Chem. Sci, 2017, 8, 1769-1775.
6. Liu Guo-Feng, Zhu Ling-Yun, Ji Wei, Feng Chuan-Liang,* Wei Zhi-Xiang, Achiral Molecules Triggered Supramolecular Chirality Inversion of Nanofibrous Structures through Co-assembly, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55,2411-2415.
7. Liu Guofeng; Zhang, Di; Feng, Chuanliang*, Control of Three-Dimensional Cell Adhesion by the Chirality of Nanofibers in Hydrogels, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 7789-7793.

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