金属-多酚网络（MPNs）基于酚类配体与金属离子之间的配位作用具有可快速制备、普遍适用性以及pH响应和优异的生物相容性等优势。目前，通过在硬模板颗粒上一步组装MPNs并结合有机溶剂或水溶液来溶解模板可快速制备中空微胶囊。然而，这些空心微胶囊的关键应用，如药物递送，通常需要药物分子能容易地进入中空内部。因此对于硬模板方法，不可避免的模板去除步骤可能会影响随后功能物质在胶囊内部的封装（Post-encapsulation）或胶囊形成过程中客体分子的原位封装（Pre-encapsulation）。特别是，当生物活性物质(如基因、蛋白质和生长因子)被提前封装时，模板溶解可能会对其生物功能产生影响。
2023年8月28日，东南大学葛丽芹课题组在国际权威学术期刊Small上在线发表题为“Assembly of Metal-Phenolic Networks onto Microbubbles for One-Step Generation of Functional Microcapsules”的研究论文，该研究首次报道了金属-多酚网络在牛血清白蛋白微气泡上的一步组装，从而无需模板溶解即可构建功能性MPNs中空微胶囊，从源头上解决了核溶解带来的一系列问题。此外，该微气泡模板还能作为功能性物质的载体，可在胶囊一步组装过程中同时实现对药物分子的高效预封装。 近年来，通过在模板颗粒上一步组装MPNs可简单、快速且稳定地构建中空微胶囊，但该方法未能避免核溶解对功能物质封装的潜在影响。为从源头上解决核残留等问题，研究团队发现将单宁酸（TA）和金属离子（FeIII）与牛血清白蛋白（BSA）微气泡悬浮液混合数秒，可无需溶核一步形成大量的MPNs中空微胶囊。具体来说，通过加热和超声形成的BSA气泡增加了分子内β片层结构，从而保证了气泡具有足够的稳定性来进行后续的配位组装。一旦加入TA和FeIII，TA与BSA的络合作用以及FeIII的配位竞争进一步增加了BSA蛋白中连接α-螺旋段的短链结构的百分比。这反过来降低了BSA气泡的稳定性，使得气泡内的空气有逃逸的“出口”。同时，TA与FeIII形成的胶囊壳具有半渗透性，进一步为空气逃逸提供了“通道”，从而无需模板去除，一步形成BSA-TA-FeIII胶囊。该气泡模板法具有普遍适用性，可用于制备其他MPNs微胶囊，如BSA-TA-CuII和BSA-TA-NiII等。最后，基于微气泡为模板制备的MPNs胶囊可以被进一步功能化或修饰，如装载磁性纳米颗粒、通过共价或物理作用来预封装模型药物分子，在生物医学领域中显示出巨大的前景。
通过将金属-多酚网络组装到BSA微气泡上一步合成微胶囊的示意图（图源Small）
该研究论文于2023年8月在国际顶级期刊《Small》发表，东南大学生物科学与医学工程学院博士生谭鑫为第一作者，葛丽芹教授为该论文通讯作者。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202305325
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