纳米反应器是一类具有微观尺度限域空间的仿生反应平台，可模拟天然酶的高效催化活性与底物选择性，实现化学反应在空间与时间维度上的精准调控。高分子囊泡凭借其类细胞的中空结构、优异的胶体稳定性及良好的生物相容性，被视为构建功能性纳米反应器的理想载体。然而，传统高分子囊泡仍面临一项长期存在的技术瓶颈：其聚合物膜具有较高的杨氏模量与低链段流动性，导致底物跨膜扩散速率受限，进而显著制约囊泡内限域催化反应的动力学效率与环境响应速度。尽管已有研究通过嵌入通道蛋白等方法来提升膜通透性，但此类策略往往引入不可逆结构修饰，易诱发囊泡聚集、变形或解离，从而损害其功能完整性。更为关键的是，在动态多变的生理微环境中，如何实现按需触发、多重刺激协同响应且具备良好循环稳定性的“开关式”通透性调控，仍是制约纳米反应器实际应用的核心挑战。

针对这一难题，2138CC太阳集团陈敬华/韦平课题组成功设计并构建了一种新型双重刺激响应型高分子囊泡纳米反应器。该体系具备温度与pH双重响应能力，可实现囊泡膜通透性的动态调控，为人工细胞器仿生构建、靶向药物递送及绿色生物催化等领域带来了新的可能性。

通过自组装成功构建了具有非均相膜结构的高分子囊泡，该结构显著区别于传统均质囊泡膜。此类非均相膜兼具多重功能特性，但因其热力学不稳定性，常规制备难度较大。为此，作者引入光响应性香豆素衍生物CMA作为紫外光交联单元，以在维持结构动态性的同时实现膜稳定性的可控增强。透射电子显微镜表征结果表明，在40 ℃光交联后的组装体呈现典型的囊泡形貌，且在干燥状态下，其双层膜发生折叠，测量得到其膜厚度约为16.2nm，结合电子衍射衬度分析，证实该组装体具有明确的空腔结构，为其作为限域型纳米反应器的功能实现提供了必要的结构基础（图1）。

图1.可紫外光交联高分子囊泡的透射电镜表征

为验证该智能高分子囊泡作为纳米反应器的概念可行性，作者将南极假丝酵母脂肪酶B（Candida antarcticalipase B，CALB）封装于其亲水空腔中，成功构建了具有环境响应性催化功能的纳米反应器。实验结果显示，在低温（25 °C）或酸性条件（pH 5.0）下，该反应器对两种模型小分子底物的水解反应表现出显著增强的催化活性；而在高温（40 °C）或生理中性条件（pH 7.4）下，囊泡膜通透性降低，底物跨膜传质受限，催化活性被有效抑制。该对比结果直接证实了所设计的pH/温度双重门控机制具有高度可控性：通过精确调控外界刺激参数，可动态调节囊泡膜的渗透状态，从而实现底物进入内腔与酶接触的时空调控，最终达成催化反应的按需启停（图2）。

图2.具有双重门控开关的高分子囊泡纳米反应器

该成果以“A dual-gated polymersome nanoreactor”为题发表在自然指数入选期刊Chemical Communications上。2138cc太阳集团韦平助理研究员为第一作者兼通讯作者，陈敬华教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1039/d6cc01021k