综述：仿生超分子系统：自组装、功能活性与药物递送中的非共价策略

这篇综述聚焦仿生策略设计多功能纳米系统（NS），重点阐述两亲性化合物（如表面活性剂、大环化合物）通过非共价相互作用构建刺激响应型超分子组装体，及其在纳米医学、酶模拟、催化氧化还原反应和药物递送（DD）领域的突破性应用，特别是改善药物生物利用度和跨膜递送效率的创新路径。

　　

Abstract

仿生超分子系统正引领纳米技术革命，其核心在于模拟生物体系中的非共价相互作用。两亲性分子家族——包括表面活性剂、金属表面活性剂（metallosurfactants）以及环糊精（CD）、杯芳烃（CA）、葫芦脲（CB）、柱芳烃（Pillararene）等大环化合物，通过协同自组装形成动态智能结构。这些组装体可对外部刺激（如pH、光、氧化还原）产生响应，实现结构重构与功能切换，成为药物封装、靶向释放的理想载体。

多功能纳米容器

混合胶束系统通过调控疏水核心与亲水外壳的化学组成，显著提升难溶性药物的负载率。例如，基于CD的包合物可将抗肿瘤药物溶解度提高3个数量级，而CA衍生物通过主客体相互作用实现抗癌药物的控释。CB家族独特的极性端口设计更适于装载带正电荷的小分子药物，在穿越血脑屏障（BBB）方面展现出独特优势。

动态催化与跨膜转运

仿生催化是另一突破点：金属表面活性剂构建的纳米反应器可模拟过氧化物酶（POD）活性，其Fe³⁺/Mn²⁺活性中心的催化效率接近天然酶。Pillararene衍生物则通过形成人工离子通道，精准调控K⁺/Na⁺跨膜传输，为心血管疾病治疗提供新思路。

药物递送系统革新

两亲性分子凭借与细胞膜相似的结构特性，可自发嵌入脂质双分子层。这种特性被用于设计"隐形"纳米颗粒：聚乙二醇（PEG）修饰的胶束能延长血液循环半衰期至48小时以上，而pH响应型CA载体可在肿瘤微环境（pH 6.5-7.0）触发药物暴释。最新研究显示，整合穿膜肽（CPP）的超分子系统可将siRNA递送效率提升80%，为基因治疗开辟新途径。

未来挑战

尽管前景广阔，但如何精确控制超分子组装的批间一致性、评估长期体内毒性仍是待解难题。下一代智能载体或将融合人工智能（AI）预测与大环化合物定向设计，最终实现从仿生到超生的跨越。