作为高分子化学与超分子化学的交叉研究方向,超分子聚合物集二者优势于一身,表现出独特的理化性质及丰富的功能性。近年来,基于超分子主客体作用,多种具有特定构象和功能的超分子聚合物被巧妙设计并广泛报道。得益于非共价键的可控与可逆等性质,利用超分子化学识别或组装离子/分子,赋予超分子聚合物许多独特而实用的性质,例如:模块化、功能化、可逆自组装和刺激响应性等,以更多新奇的功能开创更广的应用空间。
葫芦脲(CB[n], n = 5–8, 10, 13–15),是水溶性大环主体的重要家族,其优异的生物相容性以及对多种生物相关分子的特异结合性,使得葫芦脲在生物医药领域中获得了广泛关注。例如,CB[6] 空腔可与烷基胺化合物紧密结合,如精胺和亚精胺(结合力:Ka >109 M-1);CB[7]可与二茂铁甲基铵和金刚烷胺形成稳定的 1:1主客体复合物,具有非常高的结合亲和力 (Ka >1012 M-1);CB[8]由于空腔较大,能形成稳定的1:2主客体复合物,例如同时结合甲基紫精与蒽分子,可作为连接单元以构筑超分子共聚物。近年来,基于葫芦脲所构筑的超分子聚合物,作为高分子化学、超分子化学与生物学的桥梁,通过巧妙结合高分子的聚合物特性与超分子的非共价键特征,通过调控亲疏水平衡,利用自下而上的策略构筑各种纳米结构,用于生物成像、药物递送、组织工程等等。因此,综述葫芦脲聚合物在生物领域的多种应用意义重大。