基本结构单元的多层级组装是自然界的重要合成策略。材料化学的发展也实现了纳米颗粒的自组装和众多应用功能，包括光学、医学诊断、药物递送以及催化等。现有的方法一般通过对颗粒的表面进行表面修饰，从而产生颗粒之间的相互作用实现自组装。从设计基本原理分析，这类方法都是基于对已合成的纳米颗粒进行表面化学修饰，因此纳米颗粒的合成与表面修饰是完全分离的两个步骤，很大程度上增加了自组装材料的合成复杂性和应用难度。

四川大学郭俊凌教授团队主要围绕植物多酚在基础科学和前沿应用领域开展研究。在早期的工作中，探究了邻苯二酚或邻苯三酚独特的界面相互作用，发展了模块化的胶体组装方法（Nat. Nanotechnol. 2016 11 1105），随后构建了酵母人工光和系统（Science, 2018, 362, 813）、细胞治疗平台（Adv. Mater., 2020, 32, 2003492; Adv. Sci., 2023, 2207488）、以及多酚基介晶材料（Sci. Adv. 2021, 7, eabh348）。这些研究启发了或许可以通过在功能分子中偶联邻苯二酚基团，使一般功能基团具有多重分子间作用力，实现从母体分子到超结构颗粒的整合化合成策略。

该团队通过合成基于邻苯二酚的母体分子单元，实现了从分子单元到超结构颗粒的直接合成（图A）。首先，邻苯二酚基团与多种功能基团，包括异烟碱酰氯（Py）、4-苯基偶氮苯甲酰氯（Azo），油酰氯（Ole），偶联形成以邻苯二酚为末端的母体分子单元。该母体分子可以通过各种分子间相互作用（即金属络合、主客体相互作用和疏水相互作用）获得初级纳米颗粒（图B）。这些初级纳米颗粒包含丰富的邻苯二酚基团，因此可以进一步通过络合作用实现二级超结构颗粒。该团队证明了，通过将不同的功能基团与邻苯二酚基团结合，可以获得具有一系列功能的超结构颗粒，如酸碱双pH响应性（图C）、光控渗透性（图D）和膜非损伤的细胞标记（图E）。

该研究为构建具有定制化功能和多层级结构的颗粒系统提供了新的策略和研究思路。著名超分子化学家Ian Manners教授对该研究提出了宝贵的建议和指导。