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M13噬菌体是一种可以形成手性胆甾型液晶的棒状病毒。其近似于半柔高分子链的构象使其成为良好的水凝胶骨架材料。当前的主要研究集中在如何更好的应用棒状病毒的这种手性液晶和如何构造基于棒状病毒的智能型水凝胶。此外,M13病毒表面带有大量官能团如赖氨酸残基和N末端的氨基。这些官能团在病毒表面按照纳米级的精准度进行排列,为病毒提供了大量的化学反应位点。因此,作为天然的蛋白质组装体,M13病毒可作为模板用于生物共轭体的制备。 在本工作中,我们首先通过化学耦合的方法将一种苯硼酸衍生物修饰到M13病毒的表面,制备了展示有多价二元醇受体的复合病毒(M13-PBA)。苯硼酸能与含有1,2或者1,3二元醇结构的化合物形成可逆的动态化学键,对这类化合物具有很高的亲和力。由于结合的PBA基团显示出的pH依赖的两亲性导致颗粒间不同的相互作用,M13-PBA会形成普通的向列型液晶或者手性胆甾型液晶。不同的二元醇化合物在和病毒上的PBA基团结合后,可以诱导不同的病毒间相互作用,结果导致病毒的液晶行为或溶液行为会随着二元醇化合物种类和结构的不同而产生对应的变化,并且这些变化可以通过视觉简便地直接观察。因此,可以利用肉眼可观察现象的不同,直接区分多巴胺等芳香二元醇和单糖等线性二元醇。此外,在葡萄糖和果糖中,M13-PBA的溶液行为有着明显的差异,前者诱导M13-PBA的聚集成胶而后者则对M13-PBA的溶液行为没有任何影响。这一现象可以应用到葡萄糖的选择性识别上。 在另一个工作中,我们合成了端基带有的琥珀酰亚胺酯(NHS)功能基团的含硼酸聚合物。此类聚合物具有pH、温度以及糖响应性。NHS基团则可以和蛋白质、多肽上的氨基发生反应。使用天然的蛋白质组装体M13病毒作为模板,我们制备了含硼酸的聚合物-蛋白质生物共轭体。这种病毒-聚合物共轭体可以可逆的形成水凝胶,同时凝胶化行为受到温度、pH、葡萄糖这类含二元醇结构化合物的调控。同时,凝胶内部的微孔结构使它可以包载生物活性物质,并且在生理条件下,可以实现葡萄糖调控的胰岛素释放的潜在价值。