院士大讲堂
报告题目：原位纯化的N-羧酸酐的生物仿生可控多肽聚合
报告时间：2024-11-14 16:00
报告人： 程建军 教授
西湖大学副校长
报告地点：卢嘉锡楼202报告厅
转播地点：翔安校区能源材料大楼3号楼会议室5，漳州校区生化主楼307教室
报告摘要：
多肽作为一类非常重要的生物材料，在药物递送、组织工程等生物医药领域有着广泛的应用。N-羧基环内酸酐（NCA）的开环聚合具有大规模制备高分子量多肽材料的潜力，但其应用受到聚合速率低、可控性差等不利因素的限制。因此，实现高速、可控的NCA开环聚合是多肽材料开发中的热点问题。谷氨酸-ε-苄酯-NCA等单体在氯仿、二氯甲烷等低级性溶剂中的聚合有明显的自加速现象。通过对该现象的深入研究，我们发现α-螺旋多肽形成的大偶极子可以改善聚合反应活性中心微观环境，降低反应活化能，加速聚合反应。紧密排列的多条α-螺旋多肽大偶极子可以通过协同效应使聚合反应速率提高1000倍以上。极高的聚合反应速率排除了NCA单体水解等副反应的干扰，提高了聚合反应的可控性。我们将这类NCA开环聚合反应命名为协同共价聚合。在此基础上，我们模拟核糖体合成天然蛋白的过程，通过引入油包水的乳液体系实现了对NCA单体中所含杂质的原位分离，开发了SIMPLE聚合方法。协同共价聚合和SIMPLE聚合在不需外加催化剂的情况下显著提高了聚合反应速率，大幅提升了聚合反应的可控性和对杂质的耐受力，在技术上省去了昂贵的手套箱和繁琐的单体纯化过程，降低了多肽材料的制备门槛，并且能够实现从氨基酸原料到多肽产物的连续制备，具有极高的产业化潜力。我们相信，通过对协同共价聚合机理的深入研究和技术优化，可以克服多肽材料设计和制备中的难题，开发出能够满足生物医药领域实际需求的高性能生物材料。
报告人简介：
程建军教授，1993年获天津南开大学化学学士学位，2001年获加州大学圣巴巴拉分校材料科学博士学位，2005年结束在麻省理工学院博士后研究后，就职伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校材料科学与工程系（2005-2021），历任助理教授、终身副教授、终身正教授和Hans Thurnauer讲席教授。2021年8月全职加入西湖大学，任材料科学与工程讲席教授。2021年8月至2024年10月，任工学院院长。2024年10月至今，任西湖大学副校长。
程建军的研究领域包括高分子化学，多肽，纳米材料和纳米药物、药物输送、癌症靶向技术。其课题组共发表过文章200余篇,拥有已获批40余项美国或国际专利。程建军教授是英国皇家化学会生物材料科学期刊的主编。他是美国国家发明家科学院院士，美国科学促进会会士, 美国医学与生物工程学院会士，美国化学会高分子化学会士。2023年10月入选第二期腾讯“新基石研究员”。
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