透明质酸因良好的保水性与生物相容性,被誉为“天然保湿黄金”。科学家在它的链上挂上一段具有特殊环张力的基团——二苯基环辛炔,得到“透明质酸-二苯基环辛炔”,简称HA-DBCO。与常见的环辛炔相比,DBCO结构中的苯环像两翼展开,使环张力更高,反应活性更出色,却依旧保持化学稳健,可在水溶液中长期储存。
DBCO的最大本领是与叠氮基团发生“无铜点击”反应:两者相遇时,环张力瞬间释放,形成稳定的三唑环,全过程无需金属催化,也无需加热或紫外照射,如同在闹市中实现安静而迅速的“速配”。这种特性让HA-DBCO成为生命体系内定点连接的理想桥梁。研究者只需提前在目标分子上安装叠氮“标签”,再与HA-DBCO混合,即可在生理温度、中性pH下完成高效偶联,几乎不影响周围蛋白或细胞的正常活动。
由于反应速率快、副反应少,HA-DBCO常被用来构建“即混即凝”的可注射水凝胶:两种前体溶液分别携带DBCO与叠氮,一旦在针头内相遇,便迅速交联成网络,填满不规则腔隙,为柔性电子或生物载体提供瞬时定型。苯环的引入还带来疏水微区,使材料在保持高含水量的同时,具备一定的力学韧性与回弹,避免了传统水凝胶“软而脆”的局限。
此外,DBCO基团本身具有特征光谱信号,可用于追踪反应进程,实现“边反应、边监测”的闭环控制。通过调节DBCO的接枝密度,研究者还能像调音旋钮一样,精确控制交联速度,从秒级到分钟级自由切换,为需要快速定型或缓慢固化的场景提供灵活选项。HA-DBCO正以其“温和里的迅捷”,在动态材料与可控组装领域开辟一条高效、绿色的新路径。
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