on style="white-space: normal; margin-top: 10px; margin-right: 8px; margin-left: 8px; line-height: 2em;">聚电解质例如DNA， RNA以及蛋白质等是一类在生物体中广泛存在的物质，这类物质通常具有某种生物功能。它们的多电荷性质决定了它们可以与具有相反电荷的物种通过静电吸引相互作用。在各种天然聚电解质中，多糖是最大的生物质组分，它是一种超支化物种。一般来说，这些超支化的多糖富含羟基，另外有些类型的超支化多糖也同时具有羰基，胺基以及磺酸基等官能团，因此能够在某种特定的条件下带有电荷，形成生物聚电解质。尽管超支化聚电解质在生物体的生命活动中扮演着关键角色，但是它们确切化学结构的鉴定非常困难，这是由于这类物种的结构往往非常复杂，同时其在生物体中的含量也非常少。因此，理解它们详细的形成机理和生物功能变得非常困难。在这一意义上说，合成的聚合物能够很大程度上扮演模拟生物聚电解质的角色，使人们通过合成的聚合物来了解生物聚电解质的功能和机理，并探索其潜在应用。但是由于合成方法的限制，对超支化聚电解质的研究一度陷入停滞。传统的合成超支化聚合物的方法是通过AB2型单体分子的缩合，但是单体缺乏化学稳定性，并且合成的聚合物经常不满足功能需求。另外一种最常用的方法是使用A3和B2单体分子的共聚。这种方法通常需要严格的条件控制以避免交联，降低聚合物的分散度以及避免形成寡聚物。还可以通过对非离子型聚合物进行后修饰产生聚电解质，但是该方法不能保证100%完全转化。另外，前面提到的方法都是通过一种或两种单体的聚合，这在一定程度上限制了聚电解质的结构和功能多样性。发展具有独特结构和多重功能的超支化聚电解质是非常具有价值的。一般的商用聚合物往往都是一些脂肪族主链的聚合物，这种聚合物很难引入功能化基团。芳环主链的聚合物可以方便的引入各种官能团，然而富含芳基的聚合物由于具有π-π堆积相互作用从而导致其溶解性较低，合成困难以及较低的分子量，限制了其在现实世界中的应用。通过在芳环中引入杂原子，可以使杂环带有电荷，这就可以克服芳基之间的π-π堆积相互作用，同时多电荷的引入也使聚合物成为一种聚电解质。另外，电荷的引入也可以具有多种作用，例如改变聚电解质的光物理性质，使聚合物可以发生系间窜越（ISC）并与氧气分子作用产生活性氧物种（ROS）等。电荷的引入还可以增加聚合物与具有相反电荷物种的相互作用，例如增加与DNA，细菌表面的相互作用，以增加合成聚电解质在生物中应用的可能性。在理解了合成聚电解质有如此多优势和潜在应用的情况下，香港科技大学唐本忠院士，Jacky W. Y. Lam教授以及南开大学朱春雷研究员团队发展了一种四组分，七官能团聚合方法，合成具有多种功能的杂芳环超支化聚电解质。 该研究以题为“Heteroaromatic Hyperbranched Polyelectrolytes: Multicomponent Polyannulation and Photodynamic Biopatterning”发表在《Angewandte Chemie International Edition》上。
1. 使用多组分低成本原位合成超支化聚电解质。使用商业可得的低成本原料芳基腈类，芳基炔烃类以及NaSbF6和AcOH合成带有正电荷的超支化聚合物。该聚合物的合成产率极高（99%），具有较高的分子量（Mw最高可达1.011×106）以及较低的多分散指数;2. 所得聚合物显示出良好的可加工性和高量子产率，并且在固态下具有可调节的发光性质，使其成为高度有序的荧光光致图案化的理想材料;3. 这些超支化聚电解质还具有产生活性氧的能力，从而使其能够以简单且经济高效的方式有效地杀灭细菌并对生物体进行可定制的光动力学图案化。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202104709
