卟啉衍生物在自然界中广泛存在，在光捕获、氧气转运和催化等方面具有重要的生物学作用。由于其固有的π共轭结构，卟啉衍生物表现出独特的光物理和电化学性能。在生物系统中，卟啉衍生物通过非共价的相互作用与各种蛋白质分子联系在一起。例如，在大多数脊椎动物中负责氧气运输的血红蛋白，由带有铁卟啉衍生物辅基的球状蛋白的四个亚基组成。此外，非共价排列的卟啉衍生物是用于植物和藻类光合作用的光捕获系统中的基本发色体。这些重要的生物学作用源于卟啉衍生物的功能多功能性。特别地，卟啉是优良的主体化合物，与多种金属离子形成配位络合物，从而增加了卟啉单元的功能性，例如氧化还原活性和在中心金属离子处的附加配体结合。此外，卟啉具有平坦对称的分子结构，是功能超分子组装的重要组成部分，并且其优异的光物理性能通常被用于制备生物活性功能材料。

有鉴于此，延世大学Woo-Dong Jang等人，总结了过去十年中使用生物启发方法开发基于卟啉衍生物的功能材料的努力。

本文要点

1）在第一部分中，讨论了几种合成受体，它们充当人工变构宿主系统，它们可以用于选择性检测各种化学物质，如氰化物、氯化物和氨基酸。在第二部分中，介绍了多卟啉阵列，作为自然光捕获配合物的模拟物。还介绍了通过附加的客体结合来主动控制能量转移过程以及使用卟啉衍生物制造有机光伏器件的方法。在

2）第三部分中，介绍了几种类型的卟啉基超分子组装体。通过非共价相互作用，例如金属-配体相互作用，氢键作用和π-π相互作用，卟啉衍生物形成纤维或环状组装体的超分子聚合物。

3）最后介绍了卟啉衍生物在生物医用纳米器件制备中的应用。尽管卟啉是光动力治疗的良好候选光敏剂，但由于在水介质中的聚集，它们在生物医学应用方面有局限性。建议使用离子树突状大分子卟啉，它们显示了良好的光动力治疗(PDT)疗效。

参考文献：

Jong Min Park et al. Bioinspired Applications of Porphyrin Derivatives. Acc. Chem. Res., 2021.

DOI: 10.1021/acs.accounts.1c00114

https://doi.org/10.1021/acs.accounts.1c00114