近日，中科院理化所仿生智能界面科学中心研究人员在可控跨膜物质输运方面取得一系列进展。在前期工作基础上（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 4552-4559；J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 16048-16052），研究人员设计并构筑了人工分子马达体系，该体系能够在光驱动下使特定分子在人工纳米孔道中实现选择性传递。该工作以Bacteriorhodopsin-Inspired Light-Driven Artificial Molecule Motors for Transmembrane Mass Transportation为题发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed. 2018, doi: 10.1002/anie.201809627）上。
研究人员在聚合物纳米孔孔壁修饰上偶氮苯衍生物分子，发现该体系能在紫外光（UV, 365 nm）和可见光（430 nm）同时照射下可以实现将环糊精衍生物选择性地从膜的一侧传递到另外一侧。传递速率能够达到9.5×106±5.21×105个/秒，超过了大部分生物离子通道（>106个/秒）和分子传递载体（~102个/秒）。在该传递过程中，偶氮苯分子的疏水性，可逆光反应以及光驱动翻转-旋转运动在该体系中扮演了过滤器，搅拌器以及传送带的作用，使得环糊精分子能够选择性地在孔道中进行快速传递。该体系有望于应用到药物传递或者分离提纯领域。
以上研究得到科技部纳米科技重点研发计划项目和国家自然科学基金委****科学基金项目资助。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201809627
受菌视紫红质启发的光驱动物质传递体系示意图
