??基于DNA的刺激響應(yīng)水凝膠是當(dāng)前熱點研究方向之一，開發(fā)的水凝膠基質(zhì)可用于催化、控釋和納米孔運(yùn)輸?shù)?，但是有關(guān)負(fù)載熱等離子體顆粒的刺激響應(yīng)水凝膠的自我修復(fù)、形狀記憶和觸發(fā)機(jī)械功能的報道卻很少。

　　近日，以色列希伯來大學(xué)納米科學(xué)和納米技術(shù)中心的Itamar Willner等人將金納米顆粒（AuNPs）或金納米棒（AuNRs）負(fù)載在雙丙烯酰胺/核酸雙鏈體水凝膠以及硼酸酯-葡糖胺/核酸雙鏈水凝膠中，并利用AuNPs和AuNRs的熱等離子性質(zhì)來調(diào)控水凝膠的剛度，使水凝膠能在低、高剛度之間切換，并以多柔比星為模型藥物，研究水凝膠在低、高剛度之間的切換對藥物釋放的影響。

　　此外，通過設(shè)計負(fù)載AuNPs和AuNRs的水凝膠雙層復(fù)合材料，證明了其可逆熱塑性和光誘導(dǎo)彎曲特性，其中彎曲方向由相應(yīng)雙層復(fù)合材料中產(chǎn)生的應(yīng)力控制。因該水凝膠基質(zhì)具有上述優(yōu)勢，在納米醫(yī)學(xué)、功能性致動器、光誘導(dǎo)泵、傳感器或信息存儲等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。此外，光刺激誘導(dǎo)水凝膠的形變可以擴(kuò)展到設(shè)計機(jī)器人的可移動結(jié)構(gòu)中。等離子體水凝膠表面上的光誘導(dǎo)熱活化，還可用于太陽光誘導(dǎo)的可切換潤濕性以及催化功能。

圖文簡介

圖1負(fù)載AuNPs（Ia和IIa）或AuNRs（Ib和IIb），由雙丙烯酰胺/核酸雙鏈體（A）或硼酸酯-葡糖胺/核酸雙鏈體（B）共同交聯(lián)形成水凝膠，并在光熱作用下，水凝膠的剛度發(fā)生轉(zhuǎn)換的原理圖。

圖2 （A）Ia的流變特性表征：a和a'表示在照射前對應(yīng)的G'和G''; b和b'表示在532 nm照射后對應(yīng)的G'和G''。（B）Ia在黑暗中（i）和在532 nm照射下（ii）剛度的調(diào)控。（C）Ia在黑暗中（圖I）和在532 nm照射后（圖II）的SEM圖像。（D）Ib的流變特性表征：a和a'在照射前對應(yīng)的G'和G''；b和b'在808 nm照射后對應(yīng)的G'和G''。（E）Ib在黑暗中（圖i）和在808 nm照射下（圖ii）的剛度調(diào)控。（F）Ib在黑暗中（圖I）和在808 nm（圖II）照射后的SEM圖像。

圖3 用532 nm激光（80 mW）照射不同時間間隔，（A）水凝膠Ia的G'和G''變化；（B）IIa的G'和G''變化。

圖4 （A）水凝膠的可逆形狀記憶特性示意圖。Ia（B），Ib（C），IIa（D）和IIb（E）的可逆光誘導(dǎo)的形狀記憶躍遷。

圖5 （A）水凝膠Ia，IIa，Ib和IIb的自修復(fù)示意圖。Ia（B），IIa（C），Ib（D）和IIb（E）的自愈合照片。

圖6 （A）在開啟和關(guān)閉光源時，Ia可控地釋放多柔比星（在開啟光源時，產(chǎn)生熱量，使凝膠中的核酸雙鏈體斷開，剛度減小，釋放藥物，關(guān)閉光源則相反），λ= 532nm（曲線a）和沒有照射（曲線b）。（B）在開啟和關(guān)閉光源時，Ib可控地釋放多柔比星，λ= 808nm（曲線a）和沒有照射（曲線b）。

圖7 Ia / Ib（A）和IIa / IIb（B）雙層復(fù)合材料的可逆熱塑性光致彎曲圖。（C）幾何參數(shù)和有效楊氏模量Yn的示意圖，用于計算各個輻照雙層復(fù)合材料的曲率。

圖8 載有多柔比星/AuNPs或多柔比星/AuNRs的水凝膠對MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞的細(xì)胞毒性。條形圖代表用載有多柔比星的水凝膠處理細(xì)胞三天后的細(xì)胞存活率。（A）I：用載有多柔比星/AuNPs的水凝膠Ia處理細(xì)胞，用532nm光源分別照射10，20和30分鐘。II：生長培養(yǎng)基中未處理的細(xì)胞；生長培養(yǎng)基和HEPES緩沖液中未處理的細(xì)胞。III：對照實驗，在黑暗環(huán)境或者用808nm光源照射30分鐘條件下，用載有多柔比星/AuNPs的水凝膠Ia處理細(xì)胞。（B）I：用載有多柔比星/AuNRs的水凝膠Ib處理的細(xì)胞，用808nm光源分別照射10，20和30分鐘。II：生長培養(yǎng)基中未處理的細(xì)胞；生長培養(yǎng)基和HEPES緩沖液中未處理的細(xì)胞。III：對照實驗，在黑暗環(huán)境或者用532nm光源照射30分鐘條件下，用載有多柔比星/AuNRs的水凝膠Ib處理細(xì)胞。

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