6天内1篇JACS、1篇Angew！北京理工大学王博团队共价有机框架应用研究新进展

近日，北京理工大学化学与化工学院王博教授团队连续在J. Am. Chem. Soc.和Angew. Chem. Int. Ed.期刊上发表2篇新论文，分别研究了利用自修复和结晶过程实现共价有机框架中有效的酶包封，以及共价有机框架交联多孔微胶囊用于酶催化。

其中，“Harnessing Self-Repairing and Crystallization Processes for Effective Enzyme Encapsulation in Covalent Organic Frameworks”于2023年6月7日在线发表于J. Am. Chem. Soc.期刊，“Covalent Organic Framework Based Crosslinked Porous Microcapsules for Enzymatic Catalysis”于2023年6月13日在线发表于Angew. Chem. Int. Ed.期刊。

利用自修复和结晶过程实现共价有机框架中有效的酶包封

结晶多孔材料中脆弱酶的固定化为扩大生物催化剂的应用提供了新的机会。然而，由于多孔宿主的孔径和/或苛刻的合成条件的限制，酶在固定化过程中经常受到尺寸限制或变性。

利用共价有机框架（COFs）的动态共价化学特征，研究人员报道了一种在自修复和结晶过程中将酶包裹在COFs中的预保护策略。酶首先被装载在初始生长阶段形成的具有中孔的低结晶聚合物网络中，这可为酶提供有效的保护，使其免受恶劣的反应条件的影响；随后在无序聚合物的自修复和结晶过程中进行包封，形成晶状框架。

令人印象深刻的是，酶的生物活性在包封后可以很好地保持，并且获得的酶@COFs也显示出优异的稳定性。此外，预保护策略避开了酶的大小限制，其多功能性通过具有不同大小和表面电荷的酶以及双酶级联系统得到了验证。

该项研究提供了一种将酶包裹在坚固的多孔载体中的通用设计思想，并有望开发出高性能的固定化生物催化剂。

共价有机框架交联多孔微胶囊用于酶催化

生物催化迫切需要设计具有选择性传质和用于酶包封的机械坚固性的多孔微胶囊，但其构建仍颇具挑战。

研究人员报道了通过在乳液液滴的界面组装共价有机框架（COF）球，然后进行颗粒间交联，较易制备多孔微胶囊。COF微胶囊可为酶提供封闭的水性环境，具有尺寸选择性的多孔外壳，实现底物和产物的快速扩散，同时排除蛋白酶等较大分子。

COF球的交联不仅增强了胶囊的结构稳定性，而且赋予了富集作用。包埋在COF微胶囊中的酶在有机介质中表现出增强的活性和耐久性，这在间歇反应和连续流动反应中都得到了验证。

研究结果表明，COF微胶囊为生物大分子的封装提供了一个很有前景的平台。

*相关内容请以英文原文为准

相关论文信息：

https://doi.org/10.1021/jacs.3c04183

https://doi.org/10.1002/anie.202306621

转自：“小柯化学”微信公众号

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