12月6日,天津大學(xué)校仰大勇團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中石油石化研究院研發(fā)出新型DNA生物塑料,有望在部分應(yīng)用領(lǐng)域替代石油基塑料。該成果已發(fā)表于權(quán)威期刊《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》。
DNA的本質(zhì)是一種化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物功能都能精準(zhǔn)可控的綠色天然生物高分子,具有生物相容性好等優(yōu)勢(shì),是極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦凸δ懿牧?,特別是面向生命健康領(lǐng)域的生物醫(yī)用材料。
在DNA生物塑料的開(kāi)發(fā)方面,仰大勇團(tuán)隊(duì)提出可持續(xù)DNA生物塑料的概念,發(fā)展了生物質(zhì)DNA與可再生離聚物組裝的新策略,利用DNA與離聚物之間的非共價(jià)鍵相互作用形成復(fù)合水凝膠,并開(kāi)發(fā)了一種低溫加工DNA材料的新方法,進(jìn)而將DNA/離聚物復(fù)合水凝膠轉(zhuǎn)化為生物塑料,生產(chǎn)、使用和回收全過(guò)程均與生態(tài)環(huán)境友好兼容。
這種塑料原料均來(lái)源于生物可再生資源,包括天然DNA和離聚物,原料來(lái)源豐富。與石油基塑料熔融加工策略相比,這種新型DNA塑料的加工能耗僅不到5%,還可以通過(guò)無(wú)損回收策略制成新的塑料制品使用,也可以在DNA酶作用下實(shí)現(xiàn)可控降解。
在應(yīng)用方面,DNA生物塑料的可折疊性和低溫穩(wěn)定性優(yōu)異,可加工成多腔室微結(jié)構(gòu),有望在生物傳感、藥物遞送和組織工程等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。仰大勇團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了含有多種功能模塊的DNA網(wǎng)絡(luò)水凝膠,實(shí)現(xiàn)腫瘤浸潤(rùn)T細(xì)胞的高效、特異性和無(wú)損分離,取得了顯著的免疫治療效果,為分離重要生物顆粒提供了新策略,為重大疾病的免疫治療開(kāi)拓了新路徑。
DNA塑料還可被加工成生物貼片,結(jié)合DNA分子獨(dú)特的生物學(xué)特性,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮作用。DNA塑料優(yōu)異的可折疊性和低溫穩(wěn)定性,在柔性電子皮膚和軟機(jī)器人等領(lǐng)域也展現(xiàn)出良好應(yīng)用前景。隨著水溶性聚合物薄膜應(yīng)用日益廣泛,DNA塑料還可以應(yīng)用于日常生活中。