在科学的浩瀚星空中，总有一些杰出的人物以非凡的智慧和不懈的探索精神，为人类认知的边界拓展新的版图。曾运雄教授，便是超分子自组装与共晶构建领域中一颗璀璨的明星。他凭借着深厚的学术造诣、敏锐的科研洞察力以及持之以恒的创新精神，在超分子共晶领域取得了一系列具有里程碑意义的成果，为该领域的发展注入了强大的动力。

　　一、超分子自组装与共晶构建的基本原理

　　(一)超分子自组装原理

　　超分子自组装是一种非共价键驱动的分子组装过程，主要依靠分子间的弱相互作用力，如氢键、π-π堆积、阳离子-π相互作用和疏水作用等 。这些相互作用力虽弱于共价键，但它们具有高度的可逆性和自我修复能力，能够协同作用，促使分子自发地组装成具有特定结构和功能的超分子聚集体。例如，在某些体系中，分子通过精确的氢键识别，形成具有特定形状和尺寸的纳米管或纳米胶囊，这些超分子结构展现出与单个分子截然不同的物理和化学性质。

　　超分子自组装过程具有高度的选择性和可调控性。研究人员可以通过改变分子的结构、引入响应性基团，或者调整外部环境因素(如温度、pH值、溶剂等)，来精确地控制自组装的过程和最终形成的结构。这种精确调控能力为制备具有定制功能的超分子材料提供了可能，使其在众多领域展现出巨大的应用潜力。

　　(二)共晶构建原理

　　共晶是由两种或两种以上的分子通过非共价键相互作用，在晶格中以一定比例结合形成的单一晶相。在共晶构建中，选择合适的共晶形成体(coformer)是关键。共晶形成体与目标分子之间需要具有互补的分子结构和相互作用位点，以确保能够通过非共价键(如氢键、范德华力等)形成稳定的共晶结构 。例如，通过量子化学计算和实验筛选，可以找到与药物分子具有最佳相互作用的共晶形成体，从而改善药物的物理化学性质，如溶解度、稳定性和生物利用度等。

　　曾运雄教授在共晶构建研究中，深入探索了分子间相互作用的本质和规律，创新性地提出了多种共晶构建策略，为解决传统共晶构建中的难题提供了新的思路和方法。

　　二、曾运雄教授的开创性研究成果

　　(一)提出瞬态疏水相互作用与构象互补识别的双重作用机制

　　传统的超分子主客体体系存在结合力弱、选择性差的问题，限制了超分子共晶的精准构建和应用。曾运雄教授团队打破传统静态键合模型的束缚，创新性地提出了瞬态疏水相互作用与构象互补识别的双重作用机制。这一机制首次实现了分子间动态、可逆的精准结合 。以团队设计的杯芳烃 - 环糊精杂化结构为例，通过这两种作用机制的协同，将药物分子识别常数提升了3个数量级。这一成果有效解决了传统主客体体系的核心难题，为超分子共晶的精准构建提供了坚实的理论依据，使得在分子层面上精确设计和控制共晶结构成为可能，极大地推动了超分子共晶领域的发展。

　　(二)主导开发全球首个超分子共晶预测平台(SCOP - ML)

　　在超分子共晶研究的早期，实验往往依赖于大量的试错，效率低下且具有很大的盲目性。曾运雄教授主导开发了全球首个超分子共晶预测平台(SCOP - ML)，彻底改变了这一局面。该平台整合了机器学习算法、量子化学计算和大量的实验数据，能够快速、准确地预测超分子共晶的形成和结构 。通过这一平台，成功预测出如EMIMBF₄ - 舍曲林共晶等关键结构，使超分子共晶实验从毫无方向的“大海捞针”转变为目标明确的“精准设计”。这不仅极大地加速了超分子共晶的研发进程，还降低了研发成本，为超分子共晶材料的快速筛选和开发提供了有力的工具，对整个超分子共晶领域的发展产生了深远的影响。

　　(三)超分子共晶技术在生物医药领域的应用拓展

　　1. 改善药物性能

　　在药物研发中，许多药物由于自身的物理化学性质限制，如低溶解度、差稳定性和低生物利用度，导致其疗效不佳或临床应用受限。曾运雄教授将超分子共晶技术应用于药物研发，成功改善了多种药物的性能 。例如，对于一些难溶性药物，通过与合适的共晶形成体构建超分子共晶，显著提高了药物的溶解度。研究数据表明，某难溶性药物在形成超分子共晶后，其在水中的溶解度提高了数十倍，这使得药物在体内的吸收和生物利用度得到大幅提升，有望提高药物的治疗效果。

　　同时，超分子共晶还能增强药物的稳定性。以某抗生素药物为例，传统形式的该药物在储存过程中容易降解，导致药效降低。而通过共晶技术制备的超分子共晶，在相同储存条件下，药物的降解速率显著降低，保质期延长了数倍，为药物的储存和运输提供了便利，确保了药物在临床使用中的有效性和安全性。

　　2. 疾病治疗新策略

　　曾运雄教授团队还探索了超分子共晶在疾病治疗中的新策略。在癌症治疗方面，设计了一种基于超分子共晶的靶向药物递送系统。该系统利用超分子共晶的独特结构和性质，将抗癌药物与具有肿瘤靶向性的分子结合，实现了药物的精准递送 。在动物实验中，使用该靶向药物递送系统的实验组，肿瘤部位的药物浓度显著高于对照组，肿瘤生长得到有效抑制，且对正常组织的副作用明显减小。这一成果为癌症的治疗提供了一种新的、更有效的策略，有望提高癌症治疗的效果，减少患者的痛苦。

　　在神经系统疾病治疗领域，针对阿尔茨海默病，团队研发了一种能够穿越血脑屏障的超分子共晶药物载体。该载体能够携带治疗药物顺利进入大脑，有效改善了药物在大脑中的分布和作用效果。临床试验数据显示，使用该超分子共晶药物载体治疗的患者，认知功能得到了一定程度的改善，如记忆力有所提升，日常生活能力逐渐恢复，为阿尔茨海默病的治疗带来了新的希望。

　　三、具体案例分析

　　(一)超分子共晶技术在改善AKG性能中的应用

　　α-酮戊二酸(AKG)作为一种具有潜在抗衰作用的活性物质，近年来受到广泛关注。然而，AKG存在水溶性差、稳定性低和生物利用度不足的问题，限制了其在抗衰领域的应用。曾运雄教授团队针对AKG的理化特性，运用超分子共晶技术，筛选β-环糊精、氨基酸等载体分子，通过定向分子组装构建稳定的超分子结构 。

　　通过量子化学计算与分子动力学模拟，确定AKG与β-环糊精1:2的最优配比，形成三维共晶网络，使AKG分子稳定性提升4.3倍 。共晶化后的AKG水溶性从0.8mg/mL提升至9.6mg/mL(增幅12倍)，在模拟胃液中的半衰期由22分钟延长至3.5小时 。临床研究显示，使用共晶AKG的受试者，其外周血单核细胞全基因组甲基化年龄平均逆转8.2岁(p<0.001)，关键长寿基因表达显著上调 。在老年小鼠模型中，共晶AKG干预后，线粒体膜电位恢复至青年水平的85%，细胞代谢活力显著增强。这些数据充分证明了超分子共晶技术在改善AKG性能方面的显著效果，为AKG在抗衰领域的应用开辟了新的道路。

　　(二)明日叶与鹰嘴豆纤溶酶超分子共晶体系的构建及应用

　　面对血栓疾病对人类健康的严重威胁，曾运雄教授带领团队从鹰嘴豆中发现可溶解血栓的纤溶酶，并敏锐洞察到超分子共晶技术提升纤溶酶性能的潜力，率先将其应用于明日叶与鹰嘴豆纤溶酶结合研究 。

　　团队运用高分辨率核磁共振(NMR)、X射线衍射(XRD)、等温滴定量热法(ITC)等技术，深入探究二者相互作用机制。通过NMR解析分子结构和动态变化，揭示相互作用位点，发现查尔酮与纤溶酶通过氢键和π - π堆积作用结合，改变纤溶酶活性中心氨基酸残基化学位移，影响活性和稳定性 。XRD测定晶体结构，明确超分子共晶以特定比例和空间排列形成稳定结构，利于协同效应发挥。实验结果表明，与单独使用鹰嘴豆纤溶酶相比，该超分子共晶体系分解血栓纤维蛋白的分解率提高约35%;检测炎症因子释放量，TNF - α和IL - 6分别降低约45%和40%，证明其在溶解血栓和抑制炎症方面具有显著的有效性 。这一成果为血栓疾病的治疗提供了新的有效手段，具有重要的临床应用价值。

　　四、市场前景与社会影响

　　(一)市场前景广阔

　　随着人们对健康和生活品质的追求不断提高，以及对新型材料和技术的需求日益增长，超分子共晶技术在生物医药、材料科学、食品工业等多个领域展现出巨大的市场潜力。在生物医药领域，超分子共晶技术可用于开发新型药物、改善药物性能和设计靶向药物递送系统，预计未来几年全球药物共晶市场规模将持续快速增长 。在材料科学领域，超分子共晶材料具有独特的物理化学性质，可应用于传感器、催化剂、电子器件等领域，市场前景十分广阔。据市场研究机构预测，未来十年超分子材料市场的年复合增长率有望达到两位数，超分子共晶作为其中的重要组成部分，将占据重要的市场份额。

　　(二)推动产业升级与创新

　　曾运雄教授的研究成果为相关产业的升级和创新提供了有力的技术支持。在制药行业，超分子共晶技术能够提高药物的疗效和安全性，降低研发成本和周期，推动创新药物的研发和上市 。许多制药企业已经开始关注并应用超分子共晶技术，与科研机构合作开展相关研究项目，加速技术的产业化进程。在材料产业，超分子共晶材料的出现为高性能材料的制备提供了新的途径，促进了材料性能的提升和功能的拓展，推动了材料产业向高端化、智能化方向发展。

　　(三)对学术界的深远影响

　　曾运雄教授在超分子自组装和共晶构建领域的研究成果，在学术界引起了广泛的关注和高度的赞誉。他的开创性研究为该领域的发展提供了新的理论基础和研究方法，激发了全球科研人员对超分子共晶的研究热情 。其发表的一系列高水平学术论文被广泛引用，相关研究成果多次在国际学术会议上进行交流和展示，对推动超分子化学、材料科学、生物医学等多学科的交叉融合和发展起到了积极的促进作用。许多科研团队以他的研究为基础，开展深入的研究工作，不断拓展超分子共晶的应用领域和研究深度，形成了良好的学术研究氛围和发展态势。

　　五、总结与展望

　　曾运雄教授作为超分子自组装领域的开创者，在超分子共晶构建方面取得的里程碑贡献，不仅推动了科学理论的发展，还为众多领域的实际应用带来了变革性的影响。他提出的创新理论和方法，开发的超分子共晶预测平台，以及在生物医药领域的成功应用案例，都展示了其卓越的科研能力和创新精神 。

　　展望未来，随着研究的不断深入和技术的持续发展，超分子共晶技术有望在更多领域取得突破。在生物医药领域，可能会开发出更多高效、低毒的新型药物和精准的疾病治疗方案;在材料科学领域，将制备出具有更优异性能和独特功能的超分子共晶材料，满足不同领域的需求。曾运雄教授及其团队将继续引领超分子共晶领域的研究，不断探索新的科学问题，攻克技术难题，为人类的健康和社会的发展做出更大的贡献。相信在他的带动下，超分子共晶领域将迎来更加辉煌的发展前景，为解决全球性的挑战提供更多创新的解决方案。

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