A Supramolecular Approach for Versatile Biofunctionalization of Magnetic Nanoparticles

Changming Hu, Jingxian Wu, Ting Wei, Wenjun Zhan, Yangcui Qu, Yue Pan*, Qian Yu*, Hong Chen, Journal of Materials Chemistry B,  2018, 6, 2198-2203.

文章链接：http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/tb/c8tb00490k#!divAbstract

近些年来，磁性纳米粒子由于它的超顺磁性、稳定的化学物理性质、良好的生物相容性以及低的毒性，使得这种材料在生物医学和生物技术方面得到了众多的研究和关注。这其中，磁性纳米材料又由于它本身所拥有的巨大的比表面积这一特点，为生物活性分子的修饰提供了合适的支持平台。相比较化学共价键而言，超分子主客体相互作用提供一种能够通过非共价作用进行分子结合识别的方法。这种识别过程通常能够在水相中进行，使得生物分子的活性不会受到影响。在本次工作中，我们利用β-CD衍生物的多价态效应以及β-CD和Ada之间灵活的超分子主客体相互作用，提出了一种简洁简便地进行磁性纳米粒子表面生物功能化的方法。首先，我们制备了Ada表面修饰的具有核壳结构的磁性复合纳米粒子材料（MNP@SiO2-Ada）,这些分布在粒子表面的Ada基团能够为之后β-CD衍生物（定义为CD-X，X代表在环糊精小环侧修饰的生物活性配体）的结合提供位点。进行功能化的过程都是在温和的室温水相环境中进行。这项工作中，引入了三种不同的CD-X分子（X=生物素（biotin）、甘露糖（mannose）和季铵盐（QAS）），并且每种配体所对应的生物测试实验都表明，功能化的磁性纳米粒子展现出了独特对应的生物活性（特异性蛋白的捕获以及杀菌效果）。