3D水凝胶微纳布局能很好地模仿天然构造的多条理布局，可用在调控细胞举动、定向运输癌症医治中的干细胞、促成类器官形态发生等，于生物医学范畴中阐扬着主要作用。于浩繁3D水凝胶打印技能中，双光子聚合由于冲破了光学衍射极限而被广泛运用。哄骗双光子加工技能，能制备肆意描摹的、高精度的3D微纳布局。传统的双光子聚合哄骗无机物作为溶剂，残留物会带来细胞毒性，倒霉在于生物医学范畴的运用，且细胞、构造等处在水相情况，是以，于生物医学范畴实现水相中的双光子聚合十分要害。高效的水溶性双光子激发剂是实现水相双����APP光子聚合的主要影响要素。

中科院理化所仿生智能界面科学中央无机纳米光子学试验室郑美玲研究员团队，近期于水溶性双光子激发剂设计及运用方面取患上新进展。于前期事情根蒂根基上，哄骗简朴、高效的主客体彼此作用制备了生物相容的水相双光子激发剂并运用在3D水凝胶布局的修筑，同时深切探究了阴离子对于水相双光子激发剂的影响。相干研究结果揭晓于Advanced Functional Materials2023, 2300293 (DOI:10.1002/adfm.202300293）。该论文的通信作者是中国科学院理化技能研究所仿生智能界面科学中央无机纳米光子学试验室的郑美玲研究员，第一作者为2020级研究生宾凡淳。

作者接纳离子型咔唑类对于甲苯磺酸盐作为客体，葫芦脲[7]作为主体，借助离子-偶极彼此作用以及亲水-疏水彼此作用得到了高效的、生物相容的水溶性双光子激发剂（CB7/BT）。等温量热滴定以及量子化学模仿成果显示主客体联合比为1:1，经由过程电子顺磁共振波谱阐发，发明CB7/BT天生烷基自由基激发聚合。为探究CB7/BT的双光子加工威力，以水为溶剂、PEGDA为单体系体例备了光刻胶，该系统最年夜加工分辩率是127 nm，且乐成制备了3D细胞支架、新冠肺炎病毒模子、梅花、小乌龟等一系列水凝胶微布局，申明CB7/BT具备精良的3D加工威力。将3D布局与L929细胞共造就，细胞存活率均于95%以上。研究成果注解，CB7/BT双光子接收特征高，双光子加工威力好，生物相容性好。

经由过程将试验阐发以及量子化学模仿相联合，研究团队同时对于比了阴离子，即对于甲苯磺酸根、碘离子对于水溶性双光子激发剂的影响，发明对于甲苯磺酸根作为阴离子时激发剂具备更年夜的联合能、双光子接收截面以及加工分辩率，申明转变阴离子是调控水溶性双光子激发剂加工机能的一种有用路子。该研究为高效水溶性双光子激发剂的设计提供了引导，所提出的方案将为构造项目以及再生医学等生物医学范畴的运用斥地新的路子。

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图1.双光子聚合以及光刻胶先驱体示用意及量子化学模仿成果

图2.双光子聚合制备系列3D水凝胶微布局的SEM图

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图3. 3D细胞支架与L929细胞共造就的明场及共聚焦荧光图象

该事情是研究团队前期一系列仿生水凝胶事情的深切以及拓展（Adv. Mater. Technol. 2022, 7, 2200276;ACS Appl. Mater. Interfaces2021, 13, 27796-27805;ACS Appl. Mater. Interfaces2019, 11, 1782-1789;ACS Appl. Mater. Interfaces2017, 9, 42247-42257;Appl. Surf. Sci. 2017, 416, 273-280;J. Mater. Chem. B2015, 3, 8486-8491;Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 5031-5039;J. Mater. Chem. B2014, 2, 4318-4323）。相干研究事情获得科技部纳米科技重点专项、国度天然科学面上基金、中国科学院国际伙伙计划等工程的鼎力大举撑持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202300293

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