摘 要 近年来，苯丙氨酸二肽类分子的自组装研究受到了广泛关注，已成为超分子化学、生物材料科学研究的前沿领域之一。苯丙氨酸二肽类纳米组装体因具有结构多样、易功能化以及良好的生物相容性等优点，在纳米制造、组织修复等方面展示出巨大的应用潜力。本文从分子设计、组装结构调控与材料应用三个层次系统综述了苯丙氨酸二肽类分子自组装的研究进展。首先总结了苯丙氨酸二肽类分子的修饰改性，包括乙酰基、芳香环、氨基酸、短肽等基团。然后，重点介绍了苯丙氨酸二肽类分子自组装的调控策略和方法，如溶剂、界面、气相、多组分共组装和酶催化组装。最后，介绍了苯丙氨酸二肽类自组装材料在纳米材料合成、传感检测、药物传递及组织修复等方面的应用现状，并分析了该领域今后的发展方向。

超分子自组装是指分子在一定热力学和动力学条件下通过非共价相互作用（如氢键、静电作用、π⁃π 堆积、疏水作用等） 而自发形成有序结构的过程［１ ～ ５］。在生物体内，多肽、蛋白、核苷酸、磷脂等分子，均可通过自组装形成有序的功能性高级结构。借鉴生物体内的这种自组装现象，国内外学者设计合成了大量不同序列的多肽类分子，进而自组装成多肽类纳米结构［２， ４ ～ ９］。

２００３ 年，以色列科学家 Ｇａｚｉｔ 研究小组发现源自 Ａβ 淀粉样蛋白的核心片段———苯丙氨酸二肽（ＮＨ２⁃Ｐｈｅ⁃Ｐｈｅ⁃ＣＯＯＨ，ＦＦ），在水溶液中可自组装形成稳定的纳米管［１０］。随后，有大量研究报道了以ＦＦ 为组装核心的分子修饰、新型肽类分子设计、组装过程和结构调控、材料性能强化和应用探索等。其中，中科院化学所李峻柏研究小组设计了一种阳离子苯丙氨酸二肽，并在自组装调控和材料应用方面开展了系统的工作［１］。根据 ＦＦ 二肽类分子结构以及组装条件的不同，可获得量子点、纳米球、纳米／微米管、纳米线、纳米／ 微米囊、纳米纤维／ 凝胶、纳米管／ 纳米线阵列等组装体材料［１］。鉴于这些材料的独特性能，如结构稳定多样、易修饰、生物相容性好、电子传输效率高等，其潜在的应用研究亦受到高度关注，特别是在无机／ 有机纳米材料合成、传感检测、药物传递、组织修复、生物医学等领域。

本研究小组近年来围绕苯丙氨酸二肽类分子组装开展了多项工作，包括二茂铁⁃ＦＦ 分子设计与组装调 控［１２］、 溶 剂／ 界 面 调 控 ＦＦ 二 肽 组 装［１３ ～ １６］、Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ ／ 多糖共组装与药物传递应用［１７］ 等。结合这些研究工作，本文从分子设计、组装结构调控和材料应用三个层次系统综述了国内外在苯丙氨酸二肽类分子自组装方面的研究进展。特别地，针对近年来在该领域的最新发展，如界面调控、多组分共组装、酶催化组装、新应用等，进行了介绍和分析。

２ 苯丙氨酸二肽类分子设计

除了两性苯丙氨酸二肽之外，中国科学院化学研究所李峻柏研究小组报道了一种阳离子苯丙氨酸二肽（ＮＨ２⁃Ｐｈｅ⁃Ｐｈｅ⁃ＮＨ２ ，图 １）［１８］。研究发现，该分子在生理条件（ｐＨ ＝ ７.２）下自组装形成纳米管，并可通过稀释使二肽分子发生重排进一步组装成纳米囊。此外，还有文献报道 Ｄ 型苯丙氨酸二肽（Ｄ⁃Ｐｈｅ⁃Ｄ⁃Ｐｈｅ）［１９］、苯丙氨酸⁃α，β⁃脱氢苯丙氨酸二肽（ＮＨ２⁃Ｐｈｅ⁃ΔＰｈｅ ⁃ＣＯＯＨ）［２０］也可组装成纳米管结构。

为了赋予苯丙氨酸二肽新的自组装行为，并拓展组装体的结构和性能，二肽分子的化学改性引起了国内外学者的极大兴趣。一方面，在苯丙氨酸二肽的氨基端修饰上特殊基团（图 １），包括烷基类，如乙酰基（Ａｃ⁃）、Ｎ⁃叔丁氧羰基（Ｂｏｃ⁃）；巯基类，如半胱氨 酸 （ ＮＨ２⁃Ｃｙｓ⁃）；芳 香 环 类， 如 Ｎ⁃苄 氧 羰 基（Ｃｂｚ⁃）、萘乙酰基（Ｎａｐ⁃）、Ｎ⁃芴甲氧羰基（ Ｆｍｏｃ⁃）、二茂 铁 羰 基 （ Ｆｃ⁃） 等。例 如， 自 １９９５ 年 Ｖｅｇｎｅｒｓ等［２１］报道了 Ｆｍｏｃ 保护的氨基酸和二肽可形成水凝胶以来，Ｆｍｏｃ 基团被广泛用于肽类超分子水凝胶体系的分子修饰。另一方面，在芳香环修饰的苯丙氨酸二肽基础上，继续修饰氨基酸，如在 Ｆｍｏｃ⁃Ｐｈｅ⁃Ｐｈｅ⁃ＣＯＯＨ 上 修 饰 苯 丙 氨 酸 形 成 Ｆｍｏｃ⁃（ Ｐｈｅ ）３⁃ＣＯＯＨ；在 Ｎａｐ⁃Ｐｈｅ⁃Ｐｈｅ⁃ＣＯＯＨ 上修饰 Ｌｙｓ⁃Ｔｙｒ 形成Ｎａｐ⁃（Ｐｈｅ）２⁃Ｌｙｓ⁃Ｔｙｒ 等。

此外，研究发现，在单一苯丙氨酸分子上修饰芳香环基团，如 Ｆｍｏｃ⁃Ｐｈｅ⁃ＯＨ［４２］，Ｆｃ⁃Ｐｈｅ⁃ＯＨ［４３］ 等，也能自组装形成纳米纤维和水凝胶。这进一步证实芳香环修饰基团之间的 π⁃π 堆积力是这类分子自组装成纤维的关键作用力之一。

３ 苯丙氨酸二肽类分子组装调控

目前，已报道了多种方法来诱导苯丙氨酸二肽类分子自组装。其中，一条途径是将肽类分子溶解在碱性或酸性溶液中，再通过调节 ｐＨ 值诱发组装；此外，还可通过超声或加热的方法直接分散溶解肽类分子，然后在静置或冷却的过程中发生组装。一般情况下，苯丙氨酸二肽类分子在中性（或弱酸、弱碱）和常温条件下更利于组装。其中，有些肽类分子的组装对 ｐＨ 或温度敏感，则可通过调节这两个参数来改变分子自组装行为。例如，ＦＦ 分子在三氟乙酸中溶解后，再加氨水调节 ｐＨ 值到 ５.５ （等电点），可形成均一的纳米线，而在水溶液中通过加热⁃冷却方法则组装成了微管［４４］。Ｋｕｍａｒａｓｗａｍｙ 等［４５］进一步考察了 ｐＨ 为 ４.０ ～ １０ 范围内 ＦＦ 组装体结构的变化，发现在 ｐＨ ＝ ４.０ 时形成纳米管，直径为３５ ～ ６０ ｎｍ，升高 ｐＨ 后组装体尺寸增大到几百纳米到数微米。此外，通过调节溶液 ｐＨ 值也可实现Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ 分子的可控组装：在强碱条件（ ｐＨ ＞ １０.５）下，Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ 发生解离而带负电荷，因此溶解在水溶液中；当降低 ｐＨ 值到 ９.０ 左右时，Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ 发生自组装，形成纳米纤维和弱凝胶；进一步降低 ｐＨ 值到７.４，则组装成由许多纤维构成的扁平纤维带，这些纤维带进一步形成稳定的水凝胶；当 ｐＨ 值降低到４.７ 时，Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ 组装体发生聚集，透明水凝胶变为浑浊溶液［４６，４７］。这种 ｐＨ 和温度响应的自组装行为可能与肽类分子在水溶液中的解离平衡有关。以ＦＦ 为例，强酸（如三氟乙酸） 可使氨基质子化而带正电，当调节 ｐＨ 值到等电点时，分子各带一个正电荷和负电荷而成电中性，此时，静电相互作用可能成为分子自组装的主要驱动力；而提高温度则主要促进羧基的解离而发生溶解，冷却过程中，这种平衡被打破，但体系中离子强度低，导致多种非共价作用（特别是氢键）驱动分子自组装。由于 ＦＦ 的自组装机理至今尚不清晰，因此，本文仅根据文献报道，结合基础理论来推测其内在调控机制。

ＦＦ 自组装体系中已报道的有机溶剂有甲醇、乙腈、甲苯、氯仿、四氢呋喃等（表 ２）。跟水的极性相比，甲醇极性更小，但也属于强极性溶剂，具有很强的氢键供体或受体能力。Ｒｙｕ 等［５２］采用 ＨＦＩＰ 溶解ＦＦ 再稀释到甲醇中（ ＦＦ 最终浓度约 ３ ｍｇ ／ ｍＬ），获得了直径大于 １００ ｎｍ 的纳米管结构；但 Ａｍｄｕｒｓｋｙ等［５３］采用同样的方法在甲醇中却发现了一种直径只有 ２０ ｎｍ 左右的颗粒，当 ＦＦ 浓度为 ８ ｍｇ ／ ｍＬ 时，该颗粒具有量子点的特性，即有明显的激发波长（２７０ ｎｍ，半峰宽 ＜ １０ ｎｍ） 和发射波长（２９０ ｎｍ）。本团队采用加热⁃冷却的方法也考察了 ＦＦ 在甲醇中的自组装行为，发现低浓度下（如 ２ ｍｇ ／ ｍＬ）在溶剂中难以形成大尺寸（ ＞ １００ ｎｍ）的组装体［１３］，该实验现象跟 Ａｍｄｕｒｓｋｙ 等报道结果相符。Ｒｉｓｓａｎｏｕ 等［６４］采用动力学模拟手段对比研究了 ＦＦ 在水和甲醇中的自组装行为，结果表明，ＦＦ 在甲醇中具有很弱的自组装倾向，这也进一步验证了我们的实验现象。此外，我们还发现 ＦＦ 在乙腈溶剂中可自组装形成均一的纳米线，其直径约 ８０ ｎｍ，长度达数微米（图２ｄ）［１３］.

除了上述强极性溶剂，Ｈａｎ 等［５４］ 采用一种非极性溶剂二硫化碳（ＣＳ２ ）来调控 ＦＦ 自组装。研究发现，在二硫化碳中通过简单超声即可获得具有液晶行为的纳米线（图 ２ｅ），并认为该纳米线仍为六方晶型，ＦＦ 单体原料中的水分子是形成晶态结构必不可少的 成 分。ＳＥＭ 结 果 显 示 纳 米 线 平 均 直 径 为３４６ ｎｍ，长度为 ８.６ μｍ，长径比可达 ２５.１。分子模拟结果显示纳米线的密度为 １.２９９ ｇ ／ ｃｍ３，接近 ＣＳ２的密度 １.２６３ ｇ ／ ｃｍ３。大长径比和相近的密度导致纳米线可稳定分散在 ＣＳ２ 中。当组装体浓度大于０.２ｗｔ％ 时，体系中开始出现液晶相；当浓度大于７ ｗｔ％ 时，即可获得均一的液晶相。这种独特的光学特性为苯丙氨酸二肽纳米材料的应用开辟了新的方向。此外，通过三氟乙酸⁃氨水调控 ｐＨ 法在水中合成纳米纤维，干燥后加入到 ＣＳ２ 中，亦可形成各向异性的液晶［５１］。这些结果表明，ＣＳ２ 溶剂是诱导纤维有序排列而形成液晶的关键因素。

韩国 Ｐａｒｋ 研究团队首次将含苯丙氨酸二肽的ＨＦＩＰ 溶液置于固体基底（如硅、玻璃、石英等） 表面，在无水条件下真空干燥形成一层无定型膜。然后将该 ＦＦ 膜置于１５０ ℃苯胺蒸气中，获得了一种直径约 １５０ ｎｍ、长达 １０ μｍ 的垂直排列的纳米线阵列（图 ７ｃ）［２２］；而将固体基底上含 ＦＦ 的 ＨＦＩＰ 液滴置于水蒸气中，常温下形成了纳米管阵列（图 ７ｂ）［６０］。该小组还考察了水活性和温度对 ＦＦ 固相生长的影响，发现高水活性（ ＞ ０.９）和高温（１００ ～ １５０ ℃ ）可使无定型膜发生相转变组装成晶态的纳米棒阵列［６１］。当该阵列置于 ＨＦＩＰ 蒸气中，则可发生解组装重新形成无定型膜，整个过程可逆。

Ａｄｌｅｒ⁃Ａｂｒａｍｏｖｉｃｈ 等［６２］则在 ２２０ ℃ 条件下直接让苯丙氨酸二肽发生气化，在气化的过程中，二肽分子环化生成环状结构（ｃｙｃｌｏ⁃ＦＦ），进而在 ８０ ℃ 基底表面沉积组装成直径 ５０ ～ ３００ ｎｍ 的纳米管阵列。研究发现，采用这种气相沉积方法获得的纳米管阵列可作为超级电容器材料。Ｌｅｅ 等［６３］进一步提高温度到 ２５０ ℃ ，采用氩气为载气，在 １８０ ℃基底表面沉积生成直径 ９０ ｎｍ、长度超过 １０ μｍ 的单晶纳米线。该纳米线具有半导体特性，并且在 ４６５ ｎｍ 处具有非常强的荧光发射峰（３６７ ｎｍ 激发）。

上述调控策略，包括 ｐＨ、温度、溶剂、界面和气相调控，均是围绕苯丙氨酸二肽类分子单一组分的组装行为进行调控。近年来，国内外学者还在苯丙氨酸二肽类分子基础上通过引入其他组分，研究多组分共组装行为，旨在获得具有独特结构或性能的组装体，拓展其应用。

最近，中科院过程工程所 Ｙａｎ 等与其他团队合作开 发 了 一 种 ＦＦ ／ 卟 啉 多 级 共 组 装 新 体 系 （ 图８ｂ）［７１］。通过调控二元组分协同共组装的驱动力将二肽与卟啉进行有机结合，制备多功能的具有“多室”结构的微球。该研究从分子层次上阐述了结构与功能的关系，并阐释了分子协同自组装的机理：首先带正电荷的 ＦＦ 分子可消除卟啉（四磺酰苯基卟吩）组装体（ Ｊ⁃ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ） 之间的电荷排斥，同时通过静电作用有机结合在组装体表面，形成一种 ＦＦ ／卟啉离子复合物。该复合物发生自组装形成纳米棒结构，并进一步有序聚集成多孔微球。

此外，在苯丙氨酸二肽组装过程中，加入光敏剂（如水杨酸、１， １０⁃邻二氮杂菲）和镧系元素（如 Ｅｕ、Ｔｂ），可共组装成具有荧光特性的纳米管。通过加入不同组分，可调控组装体的荧光特性［５２， ７２］。最近，Ｎａ 等［４８］研究发现，加入一种聚集诱导荧光发射分子蒽类化合物，也能导致 ＦＦ 微管具有荧光特性（激发波长 ４０４ ｎｍ，发射波长 ５２７ ～ ５３６ ｎｍ）。

该团队还发现，引入阴离子芳香类化合物磺酸偶氮苯，亦可与阳离子 ＦＦ 二肽发生共组装，根据磺酸偶氮苯端基（ＣＯＯＨ、ＯＨ、ＣＨ３ 等）的不同，可共组装成刺猬状、花状和片状结构（图 ９ｂ）［７７］。加入磺酸偶氮苯后，由于两组分分子间静电作用以及芳香环之间 π⁃π 堆积等非共价键的引入，改变了阳离子ＦＦ 二肽的分子排列方式，从而形成不同结构的组装体。

以 Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ 为主体的共组装体系可分为两类，一类是 Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ ／ 小分子体系［７８，７９］，另一类是 Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ ／ 大分子体系.

除了小分子组分，一些大分子也可引入 Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ 自组装体系［１７， ８０，８１］，进而强化 Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ 组装体的性能。例如，本课题组通过添加魔芋葡甘聚糖（ＫＧＭ），显著提高了 Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ 水凝胶在生理溶液中的稳定性和机械强度［１７］。

借鉴生物体内酶催化自组装现象，国内外学者研究发现了多种酶在体外也能催化肽类进行自组装，如磷酸化酶［３９，４０， ８４，８５］、嗜热菌蛋白酶［３６， ８６，８７］、胰凝乳蛋白酶［８８］、枯草芽孢杆菌蛋白酶［８９］、β⁃内酰胺酶［９０］、酯酶［３５］和脂肪酶［３７］等。

Ｙａｎｇ 研究小组采用磷酸化酶设计合成了多种酶响 应 性 智 能 水 凝 胶、 纳 米 球 等， 如 Ｆｍｏｃ⁃Ｔｙｒ⁃ＯＭｅ［９２］，Ｎａｐ⁃ＧＦＦＹ⁃ＯＭｅ［９３］，Ａｄａ⁃ＧＦＦＹ⁃ＯＭｅ［９４］。此外，该小组还采用特殊结构的蛋白［９５］，如 ＵＬＤ⁃ＴＩＰ⁃１［９６］， ＭＰＰ６［９７］ 等， 通 过 蛋 白⁃肽 （ 如 ＴＩＰ⁃１ ／ＧＧＧＷＲＥＳＡＩ）分子识别，增强自组装肽纤维之间的相互作用，获得了高稳定性和特定功能的肽类水凝胶。

Ｕｌｉｊｎ 小组采用嗜热菌蛋白酶催化组装合成了多种 Ｆｍｏｃ⁃肽类分子水凝胶， 如 Ｆｍｏｃ⁃ＦＦＦ， Ｆｍｏｃ⁃ＬＦＦ 等［３６， ８６，８７］。在该过程中，肽类分子酶法合成反应本身的 ΔＧ ＞ ０，但当产物肽类分子发生自组装后，可推动整个过程自发进行，形成稳定的水凝胶。该小组还构建了嗜热菌蛋白酶／ 枯草芽孢杆菌蛋白酶双酶体系，控制水凝胶的形成与水解.

上述酶催化组装体系中，酶作为一种“开关”可启动超分子自组装或解组装，通过这种途径可合成酶响应型智能水凝胶［１１， ９８，９９］。最近，Ｚｈｏｕ 等［４１］ 研究发现酶还可以诱导肽类（Ｎａｐ⁃ＦＦＦＫＹ） 纳米纤维的有序排列（图 １１ｂ），获得了一种各向异性的水凝胶。结果表明，纳米纤维的有序排列可能跟 π⁃π 堆积以及酶的立体选择性有关。

４ 苯丙氨酸二肽类材料的应用

苯丙氨酸二肽类纳米材料结构功能多样，且具有良好的生物相容性。特别是随着 ＦＦ 二肽类分子设计、组装体结构调控方面的研究不断深入，其应用领域也在不断拓展。近年来，研究结果显示，ＦＦ 二肽类材料在纳米材料合成、传感分析、药物传递和组织修复等领域呈现出良好的应用前景.

借鉴自然界的生物矿化现象，采用生物模板法合成金属／ 半导体材料得到了快速发展。其中，苯丙氨酸二肽类纳米材料（如纳米管、纳米线阵列、水凝胶等）因具有金属离子捕捉能力以及独特的分子识别能力，同时还可为金属／ 半导体以及高分子材料的合成提供微环境或基质，被认为是一种极具潜力的模板材料。

二氧化钛在光催化、太阳能电池等领域应用广泛。Ｋｉｍ 团队［１０３，１０４］通过超声冷却在氯仿中获得了一种苯丙氨酸二肽有机凝胶，溶剂挥发后形成了气凝胶。以该凝胶为模板，采用原子层沉积技术，即在１４０ ℃ 、３ Ｔｏｒｒ 条件下，以钛酸四异丙酯为前驱体，氨气为反应气，氩气为载体，经过 ５００ ～ １０００ 次循环在干凝胶的纤维表面上形成 １０ ～ ２０ ｎｍ 厚的 ＴｉＯ２ 层，再经过 ４００ ℃高温分解肽纤维获得了 ＴｉＯ２ 空心纳米带。由于这种特殊的结构，使得 ＴｉＯ２ 空心纳米带在太阳能电池等应用方面更有优势。

Ａｄｌｅｒ⁃Ａｂｒａｍｏｖｉｃｈ 等［６２］ 研究发现，经气相沉积合成的苯丙氨酸二肽纳米管阵列可直接用于双层电容器，其电容密度高达 ４８０ ｍＦ ／ ｃｍ２，相比碳纳米管的电容密度（１２０ ｍＦ ／ ｃｍ２）提高了 ３ 倍。Ｋｉｍ 等［１０１］在苯丙氨酸二肽自组装过程中，加入肼还原石墨烯，合成了一种具有核壳结构的肽⁃石墨烯纳米线（图１２ｂ）。在 ｐＨ ＝ ３.７ ～ ５.４ 的范围内，随着 ｐＨ 的增加，二肽纳米线外表面带电量减小，壳层石墨烯厚度由 ２１ ｎｍ 减小至 ９ ｎｍ。此外，肽⁃石墨烯复合纳米线经过 ４００ ℃的煅烧后，可以获得中空的石墨烯壳层，并构 筑 成 多 孔 三 维 网 络。该 材 料 比 表 面 积 为７３０ ｍ２／ ｇ，比电容达 １５７ Ｆ ／ ｇ，相对于普通石墨烯（７４ Ｆ ／ ｇ）提升了一倍。肽类材料具有结构多样、易修饰等优势，结合石墨烯在电化学方面的独特性能，使得肽⁃石墨烯复合材料更具应用潜力

在电池材料方面，Ｒｙｕ 等［５９］ 将固相生长的苯丙氨酸二肽纳米线阵列置于氯化钴（ＣｏＣｌ２ ）中，经硼氢化钠（ＮａＢＨ４ ）还原后再氧化，在纳米线表面生长了一层氧化钴（Ｃｏ３Ｏ４ ）颗粒。以该复合材料为工作电极材料，构建了锂离子电池系统，结果发现首次充放电电容率达 ２８０ ｍＡｈ ／ ｇ，饱和后为 ８０ ｍＡｈ ／ ｇ，相比纯肽纳米线阵列提高了 ２ 倍。

除了苯丙氨酸二肽纤维，Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ 水凝胶纤维也可 作 为 模 板 合 成 电 池 用 材 料。Ｒｙｕ 等［１０２］ 以Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ 纤维为模板，依次加入金属离子（Ｆｅ３ ＋）和磷酸根离子（ ＰＯ４３ －），从而在纤维表面矿化生成ＦｅＰＯ４ 颗粒层，进一步炭化后获得 ＦｅＰＯ４／ Ｃ 复合纳米管（图 １２ｃ）。以该复合纳米管构筑的锂离子电池首次充放电电容率达 １７０ ｍＡｈ ／ ｇ，接近 ＦｅＰＯ４ 的理论最大电容率 １７８ ｍＡｈ ／ ｇ。在该体系中，肽类纤维炭化后形成的无定型碳有助于提高 ＦｅＰＯ４ 纳米管的电化学性能。

聚苯胺是一种导电聚合物并且具有电致发光性能，常被用作电极材料、传感器材料等［１０７，１０８］。Ｒｙｕ等［５８］将制备好的苯丙氨酸二肽纳米线阵列置于苯胺溶液中，以过硫酸铵为氧化剂进行氧化聚合，在肽纤维的表面形成厚度约 ２００ ｎｍ 的聚苯胺层。将形成的肽⁃聚苯胺复合材料经过热交联或光热交联后置于 ＨＦＩＰ 中，可去除肽纳米线模板，进而获得聚苯胺中空纳米管。该研究还考察了肽⁃聚苯胺复合纳米线阵列的掺杂／ 脱掺杂现象以及氧化还原特性。结果显示，复合材料在 ＨＣｌ 和氨水蒸气中分别进行掺杂和脱掺杂，可用肉眼观察到颜色从绿色到深蓝色的转变。通过比较纯肽材料和肽⁃聚苯胺复合材料的循环伏安曲线，发现聚苯胺的引入显著提高了肽材料的导电性能。

Ａｍｄｕｒｓｋｙ 等 报 道 苯 丙 氨 酸 二 肽 纳 米 管 阵列［１１３］、Ｂｏｃ⁃ＦＦ 纳米球［２７］ 和 Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ 纳米纤维［１１４］均具有荧光特性。例如，经气相沉积生长的 ＦＦ 纳米管阵列，在 ３０７ ｎｍ 和 ４５０ ｎｍ 处分别有明显的激发峰和发射峰；而 Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ 水凝胶的激发和发射波长分别为 ３１０ ｎｍ 和 ３２５ ｎｍ，且随着 Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ 浓度的增加，激发波长的半峰宽变窄。由于这些肽类材料具有独特的荧光特性，因此有望用于光学检测。但这些材料本身不具备特异性分子识别能力，因此难以直接用于分析检测。

Ｋｉｍ 等［７２］ 通过添加光敏剂和镧系元素，合成了一种荧光 ＦＦ 复合纳米管，进而采用这种纳米管进行有机磷检测（ 图 １３ｂ） 。研究发现，５ 种有机磷中只有对氧磷可猝灭 ＦＦ 复合纳米管的 荧光，而单纯光敏剂 ／ 镧系元素则难以高选择性识别有机磷，表明肽纳米管基质的存在有利于目标物的特异性识别。

此外，肽 类 水 凝 胶 也 可 作 为 荧 光 材 料 的 载体，形 成 一 种 荧 光 水 凝 胶。例 如， Ｋｉｍ 等［１１５］ 以Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ 水凝胶为载体，以 ＣｄＴｅ 或 ＣｄＳｅ 为荧光材料，同时加入葡萄糖氧化酶或 辣 根 过 氧 化 氢酶，合成了一种复合荧光水凝胶，当加入底物（ 葡萄糖、苯酚或对二苯酚） 时，由于酶催化生成的产物可猝灭量子点的荧光，从而实现目标物的快速检测。

另一种思路是以肽类材料为载体，通过包裹荧光量子点，合成一种荧光肽类复合材料，进而用于细胞成像。例如，Ｙａｎ 等［１１６］将含 ＣｄＳｅＳ 量子点的甲苯溶液加入到含阳离子 ＦＦ 二肽的 ＨＦＩＰ 溶液中，形成了一种复合有机凝胶。真空干燥后，加水到干凝胶中，在超声辅助下可获得一种平均直径约 １５０ ｎｍ 的胶体粒子。量子点固定后，细胞毒性可大幅度降低，但其荧光特性不受影响，因此是一种理想的细胞成像材料（图 １４ｂ）。

本研究小组［１７］ 以多烯紫杉醇为疏水性模型药物，与 Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ 共混溶解在 ＤＭＳＯ 中，然后稀释到ＫＧＭ 溶液中，获得了载药的复合水凝胶。通过调变ＫＧＭ 浓度、ＫＧＭ 分子量、ＫＧＭ 水解酶（β⁃甘露聚糖酶）浓度等参数，可调控药物在模拟肠液中的释放速率。

此外， 其 他 肽 类 纳 米 材 料， 如 Ｎａｐ⁃ＦＦ 水 凝胶［１１７］、ＦＦ 微管［１１８］等，也可用于药物传递与缓释。

肽类超分子水凝胶具有含水量高、生物相容性好、易修饰功能化和机械性能可控等优点，可以为细胞培养及组织修复提供接近于天然细胞外基质的三维空间仿生微环境，并支持正常细胞的黏附、分化、定向生长及生育。因此，肽类材料在组织修复方面具有很好的应用潜力.

Ｕｌｉｊｎ 研究小组［４７］ 考察了牛软骨细胞在 Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ 水凝胶内的培养效果，实验表明，７ 天内细胞的数量都有明显增长，且细胞形态能够保持完整。此外，该小组［７８］ 还设计合成了一种 Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ ／ Ｆｍｏｃ⁃ＲＧＤ 复合水凝胶，并用于人真皮纤维细胞的培养。结果发现 ３ ｈ 内没有出现细胞死亡，２４ ｈ 细胞有明显增长，１４ 天后仍能保持完整的结构。上述研究表明，Ｆｍｏｃ⁃肽类水凝胶能够为细胞的生长提供良好的微环境。

除了上述应用外，研究发现苯丙氨酸二肽类纳米材料在其他领域也有潜在的应用，如超疏水性表面［１２１］、非线性光学［１２２］、人工光合作用［１２３］、喷涂打印［１２４］、抑制癌细胞增长［３１， １２５］、抑制细菌增殖［３８］ 以及控制细胞死亡［３５］等。

５ 结论与展望

苯丙氨酸二肽类超分子自组装是一个新兴的前沿领域，在近十年来得到了快速发展，在科学理论和实际应用方面都呈现出广阔的前景。但仍有很多问题尚未解决和需要深入探索。在肽类分子设计方面，主 要 研 究 集 中 在 简 单 基 团 （ 如 Ｆｍｏｃ⁃， Ｎａｐ⁃，Ｐｈｅ⁃）的修饰，而针对特定功能分子片段的修饰研究较少，制约了该材料的性能和应用。在组装调控方面，大量研究集中在苯丙氨酸二肽、Ｆｍｏｃ⁃ＦＦ、Ｎａｐ⁃ＦＦ 等肽类分子，而围绕其他肽类分子的调控研究较少。特别是近几年新兴的界面调控、多组分共组装、酶催化组装等有待拓展和深入研究。在组装材料应用方面，大多数研究仅限于实验室阶段，特别是在生物医学（如药物传递、组织修复等） 领域，体内和临床实验研究仍有待探索。此外，成本问题也限制了苯丙氨酸二肽类材料的大规模合成和应用。随着对这类分子自组装研究的逐步深入，可望获得一系列极具潜力的生物纳米材料，并推动超分子化学、材料科学、生物医学以及生物纳米技术的发展。

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