基于酰基咪唑试剂直接修饰RNA的RAFT聚合技术构建功能化RNA-聚合物偶联物

为解决传统RNA-聚合物偶联合成依赖固相修饰的局限性，研究人员开发了一种通过酰基咪唑试剂（CTA-AI）直接修饰RNA 2′-羟基（2′-OH）的新策略，结合光诱导电子转移-可逆加成断裂链转移（PET-RAFT）聚合技术，实现了合成与生物质RNA的高效偶联。该研究成功构建了分子量可控、分散度低的RNA-聚合物偶联物，并拓展至温敏性纳米组装体和可降解水凝胶的制备，为功能性生物材料开发提供了新思路。

　　

在生物医学与材料科学交叉领域，RNA-聚合物偶联物因其兼具核酸的生物学功能与聚合物的可设计性而备受关注。然而，传统合成方法依赖固相合成预装功能基团，不仅步骤繁琐，还限制了生物质RNA的应用。针对这一瓶颈，Xiaolei Hu、Jaepil Jeong等团队在《Biomacromolecules》发表了一项突破性研究，通过酰基咪唑化学直接修饰RNA的2′-羟基，结合光控聚合技术，实现了RNA-聚合物材料的精准构建。

研究团队首先设计合成了链转移剂（CTA）功能化的酰基咪唑试剂（CTA-AI），利用其与RNA 2′-OH的高效酰化反应，实现了合成RNA（如21-mer RNA₂₁）和生物质RNA（酵母提取RNA）的直接修饰。通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF）和聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）验证了CTA的共价连接。随后，采用光诱导电子转移-可逆加成断裂链转移（PET-RAFT）聚合技术，以RNA-CTA作为大分子链转移剂，成功实现了寡聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯（OEOMA₅₀₀）和N-异丙基丙烯酰胺（NIPAm）的可控聚合，获得分子量分布可控的RNA-聚合物偶联物。

选择性修饰与表征

实验证实CTA-AI可特异性修饰RNA的2′-OH，而对DNA无反应。MALDI-TOF显示RNA₂₁-CTA_x（x=1-8）的修饰异质性，平均每个RNA分子连接6个CTA。UV-Vis光谱中320 nm特征峰和PAGE多条带现象进一步验证了修饰成功。

生物质RNA的功能化拓展

该策略首次实现生物质RNA的聚合物接枝。通过调控RAFT条件，合成的bmRNA-b-pOEOMA₅₀₀偶联物分子量可从347,000调控至1,722,000。链延伸实验证实了产物的链末端活性，为模块化设计奠定基础。

功能性材料构建

研究进一步拓展至应用层面：1）温敏性bmRNA-b-pNIPAm在34°C呈现相变行为，形成252 nm纳米聚集体；2）以RNA衍生的丙烯酰胺交联剂（bmRNA-Am）制备的水凝胶，经EDX mapping证实RNA均匀分布，并在胎牛血清（FBS）中40天内完全降解，展现生物医学应用潜力。

这项研究的意义在于：1）突破了固相合成的限制，建立了普适性RNA直接修饰平台；2）通过PET-RAFT技术实现了氧气环境下的微量（50 μL）精准聚合；3）将生物质RNA纳入材料体系，为可持续生物材料开发提供新范式。该成果不仅推动了核酸-聚合物杂化材料的标准化制备，更为基因递送、智能响应材料等领域提供了创新工具。