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曹玮老师课题组:组装调控的伽马射线辐照聚合

发布时间: 2024-12-23  浏览次数:

伽马射线辐照辅助化学反应具有无需添加剂、适用温度范围广、反应条件温和等优势,具有广泛的应用。例如在放射治疗中,伽马射线通过对化学药物辐照激活达到更好的疗效。为了减少射线对人体正常细胞的毒害,提高化学反应的灵敏性,研究者们往往致力于设计不同的化学结构以及更好的反应路径来改变化学反应对于辐照的响应性。

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在这里我们报道了一种全新的,基于组装行为调控的伽马辐照反应的策略,利用组装体中反应物局部浓度的差异来调节化学反应的响应性。我们构筑了一系列两亲性含碲单体来实现这一过程,因为其可以在伽马射线辐照水产生的氧化性物质响应下生成新型高分子聚碲氧烷,具有良好的抗癌特性,有望发展于放化疗的应用中。

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不同亲疏水嵌段比例的含碲单体在水中表现出不同的组装行为。其中,能稳定形成LCMLarge compound micelle)的含碲单体表现出更高的辐射响应。不同组装行为所导致的动力学差异可使具有相似结构的单体转化率提升接近十倍。

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同时在单体逐渐聚合的过程中,由于Te-O键的亲水特性,我们可以通过TEM清楚地观察到组装体的变化。值得一提的是,该反应在5 Gy的剂量下就可以发生。这种对于伽马射线的高灵敏响应性主要源于:1.组装行为调控反应的设计。2.含碲化合物的超灵敏氧化响应性。3.重元素Te对于高能射线的吸收。

同时我们也使用分子动力学模拟了整个辐照过程中的组装行为,提供了对于实验分子尺度的理解。

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在本项工作中,我们在辐照化学中利用组装体调控了化学反应对于伽马射线的响应性,其响应性差异最大可接近十倍,并且该反应最低在5 Gy剂量下就能发生,这也许可以为未来放化疗治疗过程提供新的设计思路。同时,作为一种新的制备聚碲氧烷的方法,它的反应过程更温和,适合未来对于该材料的批量制备和探索。

该研究以“ Assembly Regulates Gamma Radiation Polymerization of Polytelluoxane”为题,在Angew. Chem. Int. Ed.上在线发表,https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202415811。通讯作者为永利欢乐娱人城放射性药物教育部重点实验室曹玮教授和清华大学化学系许华平教授。该研究得到重点研发计划、国家自然科学基金、北师大引进人才基金、永利欢乐娱人城等的大力资助,特此感谢。 


 
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