中山大学材料学院陈永明

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陈永明,中山大学材料科学与工程学院教授，中国科学院百人计划和国家杰出青年科学基金获得者。曾获“中国化学会高分子基础研究王葆仁奖”、国家自然科学奖二等奖；担任中国化学会高分子学科委员会委员等；曾任《高分子学报》、《反应性高分子与离子交换》编委，《Polymer》副主编，《Macromolecules》和 《ACS Macro Letters》顾问编委；曾任教育部重点实验室主任，承担国家自然科学基金会重大项目、重点项目等。主要从事高分子材料化学及在纳米医学中应用的研究。已在《Nature Communication》，《Science Advances》，《Biomaterials》，《Nano Letters》等期刊发表SCI论文220余篇。

个人基本简介:
职位：博士，教授，博士生导师，高分子化学与物理专业。
中科院“百人计划”获得者（2000年，终期考核优秀）。
国家杰出青年科学基金获得者（2006年）。
联系方式
邮箱：chenym35@mail.sysu.edu.cn
通讯地址：广东省广州市中山大学化学与化学工程学院
邮编：510275
个人网站：http://ce.sysu.edu.cn/chenlab/Index.aspx
主要经历:
        1984.4-1987.8 西安七十中学，教学； ·1994.3-1996.4 中国科学院化学研究所，博士后研究，导师习复研究员； ·1996.6-1998.9 中国科学院化学研究所，副研究员； ·1998.10-2000.6 德国杜塞尔多夫大学，博士后研究，G. Wulff教授组； ·2000.7-2001.8 德国美因茨大学博士后研究，M. Schmidt教授组； ·2001.9-2013.10 中国科学院化学研究所，研究员； ·2013.10 至今 中山大学化学与化学工程学院。中山大学“百人计划”引进人才。 中国化学会高分子学科委员会成员（2011年起）； Polymer期刊（Elsevier出版物）副主编（2007年起）； Polymer期刊（Elsevier出版物）顾问委员会（Editorial Advisory Board，2006-2007年）； Macromolecules期刊（ACS出版物）顾问委员会（Editorial Advisory Board，2010年起）； ACS Macro Letters期刊（ACS出版物）顾问委员会（Editorial Advisory Board，2011年起）； Chinese Journal of Polymer Science期刊（中国化学会）编委（2012年起）； 《离子交换与反应性高分子》期刊编委（2008年起）。
        学科方向:
        高分子合成化学，链结构精密控制方法，聚合物的自组装及纳米材料，新型功能高分子材料。
        荣誉获奖:
        中国化学会高分子基础研究王葆仁奖（2011年） 1、拓扑高分子的合成方法：研究聚合物一级链结构和拓扑结构的合成方法学，建立了具有一定普适性的简便合成星形聚合物方法，发展了制备大分子单体和类树状聚合物的新方法，提出可逐级降解、可进行拓扑链转变的星形聚合物。 2、蠕虫形聚合物的精密合成：建立了树状化聚合物和聚合物分子刷的多种合成方法学，可简便、高效、较大量合成蠕虫形纳米单分子，实现其尺寸（从几十至几百纳米）、结构和组成的控制。 3、嵌段聚合物控制纳米颗粒结构和几何形状：通过嵌段共聚物的溶液和本体自组装及选择区域交联，研究原位制备有机/无机杂化纳米粒子的方法。制备了球形、囊泡、复合囊泡等多种结构固定的纳米粒子，首次观察到内部高度折叠双分子膜的嵌段共聚物复杂囊泡，建立了可较大量制备球形、柱形、片形等形状聚合物纳米颗粒的简便普适方法。 4、新型聚合物功能材料：从分子链结构的可控发展聚合物新材料。由环糊精和聚合物的超分子作用制备了响应性、可注射、杂化碳纳米管的各种超分子水凝胶，开发其在药物输送方面的应用；提出一种简单多功能聚合物纳米药物载体体系；提出一种通过动态共价键在温和条件下对软材料进行原位自愈合的新机理。 发表SCI论文130余篇，在Macromol. Rapid Comm.和Chem. Comm.分别发表Feature Article各1篇，在Macromolecules发表Perspective Article 1篇，在《高分子学报》发表专论1篇。
         主要兼职:
          国家自然科学基金会重大项目1项（拓扑高分子的精密合成，2011-2015，项目负责人）。 国家自然科学基金会杰出青年科学基金（2007-2010，项目负责人）。 国家自然科学基金会重点项目1项（2006-2009，项目骨干）。 国家自然科学基金会面上项目4项（1997-2012，项目负责人）。

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陈永明教授课题组在高分子合成与后修饰方法学研究中取得进展

高分子合成与后修饰方法学旨在发展聚合物合成与修饰的新方法和新技术，在高分子科学的基础研究和应用研究中有着举足轻重的意义。陈永明教授课题组近几年从有机化学进展中寻找在高分子化学的应用这个思路，开展研究取得以下部分进展。

      溴代聚合物是高分子合成与应用研究中很重要的中间体，受限于直接聚合方式官能团的耐受性，可通过聚合物前驱体溴化后修饰进行合成。传统溴化反应存在反应效率低，毒性高，分离纯化困难等问题，我们开发出N,N-二乙基-S,S-二氟-硫化亚胺四氟硼酸盐/四丁基溴化铵/1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯组合，实现了聚合物侧羟基与端羟基的原位溴化转变。反应温和高效，转化率几乎100%（Polymer Chemistry 2017, 8, 2189-2196）。

      聚烯烃是世界上使用最广泛的合成高分子材料之一，因其缺乏极性结构单元和官能团导致亲水性差、表面能低等特点，限制了其在共混复合、粘接和印染等领域的应用。聚烯烃直接后修饰合成功能化聚烯烃可以克服官能团耐受性差，金属催化剂活性低等缺陷。我们开发出N-羟基邻苯二甲酰亚胺与偶氮酯组合实现了对聚乙烯的胺化后修饰，还开发出N-卤化胺类在光照条件下对聚乙烯和聚丙烯的氯化、溴化后修饰方法。反应条件温和，无金属催化剂参与，接枝含量可调，无交联断链现象。以上方法还可应用于薄膜表面化学改性上（Macromolecules 2017, 50, 3510-3515；Polymer Chemistry 2018, 9, 1309-1317）。

      含硫聚合物由于其特殊的性质，在特种塑料等领域上有潜在的应用前景。聚硫代酰胺作为一类含硫聚合物，其合成方法却鲜有报道。我们开发出一种在单质硫的参与下，以脂肪族二胺为单体一步聚合得到聚硫代酰胺的方法。通过对聚合条件的优化，得到了高产率、高分子量的聚硫代酰胺，得到的聚硫代酰胺有着良好的热力学性质。最后，折光性能测试结果显示，聚硫代酰胺的折光指数均在1.60-1.80范围内。考虑到此合成方法的简便性及聚硫代酰胺的可加工性，聚硫代酰胺有望发展成为一类重要的高折光性材料。（Macromolecules2017, 50, 8505−8511）

      聚内酯材料在纳米医学领域有着巨大的应用潜能，带有氨基的聚内酯类材料更是非常少见。我们开发出以天然谷氨酸为原料，通过酯化、还原、Boc保护以及关环反应得到α位带氨基的戊内酯单体（NHBoc-VL），并实现其可控聚合的策略。脱保护后得到的氨基聚戊内酯研究发现其在pH 7.4时的降解速率要明显快于pH为5.6时的降解速率（Macromolecules 2018, 51, 2526−2532）。

      以上研究工作得到国家自然科学基金、广东省自然科学基金、聚合物复合材料及功能材料教育部重点实验室的资助和支持。

相关论文链接：

1. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/py/c7py00283a

2. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.6b02572

3. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/py/c8py00013a

4. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.7b01788

5. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.7b02489

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应化工学院陈鑫研究员的邀请，中山大学材料科学与工程学院陈永明教授和刘利新副教授一行两人于11月16日访问西安交通大学，并来到化工学院做相关讲座。此次交流引起了材料学院、理学院及前沿院等学院师生的热切关注，取得了较好的效果。


11月16日上午，陈教授以“聚合物分子刷的合成及纳米医学应用”为题作了一场生动的学术讲座。在讲座中，陈教授针对目前存在的在纳米医学研究中，缺乏可从分子层次上对聚合物纳米颗粒实现精密制备作为癌症治疗的有效研究平台的科研难题，介绍了其研究发现的通过可控聚合和高效点击化学合成聚合物分子刷，该分子刷可实现从尺寸、形状、表面、刚柔性的调控，用于作为精确结构纳米颗粒用于纳米医学输送系统研究。陈教授不仅从基本的化学合成讲起到生物结合，深入浅出、环环紧扣，而且对细节的把指控也相当得当，一个小时的讲座在大家的热烈讨论和欢快气氛中很快结束了。


在陈教授的精彩讲座之后，刘利新副教授做了以“聚合物纳米材料抑制炎症反应用于治疗自身免疫性疾病”为题的工作汇报，刘老师以其研究的类风湿关节炎为例，介绍了应用聚合物纳米颗粒对引起类风湿关节炎炎症反应的抗原进行清除从而达到有效治疗的目的。 报告之后，陈老师和刘老师与师生们进行了进一步的交流与讨论。
访问期间，二位老师参观了陕西省能源化工过程强化重点实验室并与化工学院的老师交换了科研与教学的经验，并表示希望与化工学院有进一步的合作和交流。

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慢性乙肝病毒性肝炎（CHB）引起严重的发病率和致死率，已成为全世界严重的公共健康问题之一。临床上慢性乙肝的治疗药物主要有干扰素α和核苷类似物，但是这两类药物存在明显的问题：干扰素α容易引起流感样症状、骨髓抑制、抑郁和疲劳等症状，给病人带来严重的副作用。而核苷类似物需要长期服药，容易导致病毒的突变和耐药性的产生。乙肝治疗性疫苗旨在激活病人的固有免疫和适应性免疫，达到清除乙肝病毒的目的，是一种很有前景的实现慢性乙肝治愈的免疫疗法。尽管研究人员一直致力于乙肝治疗性疫苗的开发，然而一直没有取得理想的结果。
      材料科学与工程学院纳米医学工程研究团队在前期工作的基础上（Nano Letters, 2018, 18: 30007），以壳聚糖和肝素为递送材料，以CpG激动剂为分子佐剂，采用重组乙肝病毒表面抗原（rHBsAg）和核心抗原（rHBcAg），使用快速纳米络合技术分别制备了包含rHBsAg和CpG的纳米疫苗（NSG）、包含rHBcAg和CpG的纳米疫苗（NCG）。研究发现，联合使用这两种纳米疫苗（NSG+NCG），可以有效促进树突状细胞的成熟和活化，同时它们也显示出优越的淋巴结靶向能力，明显延长抗原在淋巴结中的驻留时间。在乙型肝炎病毒（HBV）慢性感染的小鼠模型中，NSG+NCG纳米疫苗可以打破免疫耐受，重建HBV特异的免疫反应，在小鼠体内引起显著的细胞毒T淋巴细胞（CTL）反应，有效清除HBV，实现HBsAb的血清转换。重要的是，NSG+NCG纳米疫苗治愈的CHB小鼠形成了长期的免疫记忆，可保护小鼠免于HBV的再次感染。该研究采用的材料简单安全，制备纳米疫苗的高效加工技术可实现高重现性、可规模化；同时使用的两种颗粒疫苗也可以按照不同的配比使用，可望用于慢性乙肝的个性化治疗，一次该项成果具有临床转化的前景。

a、纳米疫苗的制备及清除HBV的示意图；b、纳米疫苗促使小鼠产生HBsAb；c、纳米疫苗诱发小鼠产生CTL反应；d、纳米疫苗治愈的小鼠免于HBV再次感染

      该研究成果以“Engineered Therapeutic Nanovaccine Against Chronic Hepatitis B Virus Infection”，于2021年1月13日发表在生物材料领域顶级期刊Biomaterials (DOI: 10.1016/j.biomaterials.2021.120674)，我院乔冬冬博士后为第一作者，刘利新副教授和陈永明教授为共同通讯作者，中山大学材料科学与工程学院为唯一单位。该工作得到国家自然科学基金、广东省创新创业研究团队项目和广州市重点领域研究计划项目支持。
      论文链接：https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S0142961221000259

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免疫佐剂是用于增强疫苗抗原免疫原性的物质，研究和应用实践证明佐剂对于疫苗持久和有效的免疫应答、降低抗原剂量具有重要作用。传统铝佐剂对激起疫苗抗体滴度具有很好作用，但是对于需要细胞免疫的疫苗则没有作用。基于细胞Toll样受体和NOD样受体相关新型佐剂则能够有效激活天然免疫，这对于基于蛋白/多肽抗原、需要细胞免疫的疫苗非常重要。大多数新型佐剂属于小分子或易降解物质，存在进入血液产生系统炎症反应、易被体内酶降解、难入细胞等问题，严重影响了实际应用。纳米递送技术可望解决新型佐剂这些问题，并且能提高佐剂免疫刺激能力，在疫苗应用中发挥重要作用。
        CpG ODN是一类CpG寡核苷酸，可激活细胞TLR9产生有效的Th1细胞，带来B细胞和T细胞的活化。中山大学研究团队采用FDA批准的鱼精蛋白和三聚磷酸（TPP）为递送材料，通过自主研发的快速纳米复合加工技术，将CpG和递送材料通过简单的电荷作用，制备了直径约70纳米、分布均匀的CpG纳米颗粒佐剂（npCpG）（图a）。研究结果表明该纳米佐剂可有效增加CpG在淋巴结中的富集，减少系统性扩散，进而提高其有效性和安全性（图b和c）。团队研究了该纳米佐剂的配伍蛋白抗原的性能，结果表明npCpG配伍疫苗具有高体液和细胞免疫，在感染性疾病预防和肿瘤免疫治疗中均显示出优异的免疫刺激能力，可显著增强H1N1 血凝素抗氧（HA）和OVA抗原的免疫原性，发挥抗感染和抗肿瘤的作用，显示出该佐剂良好的通用性（图d-f）。
        该研究采用的材料简单安全，制备纳米佐剂的加工技术高可控性、高重现性、可规模化，可灵活配伍不同抗原组成疫苗，因此该项研究成果具有临床转化的前景。

图. （a）通过FNC制备npCpG示意图。npCpG皮下注射后在（b）淋巴结和（c）血液中的代谢动力学。（d）npCpG 联合流感HA抗原免疫BALB/c小鼠后显著提升总抗体（IgG）和血凝抑制抗体（HAI）滴度。npCpG联合OVA抗原免疫C57BL/6J后（e）显著抑制肿瘤生长和（f）提高荷瘤小鼠的生存率。对比组：游离CpG，铝剂，空颗粒。

         该研究成果以“ Universal and Translational Nanoparticulate CpG Adjuvant”为题目，于2022年11月5日发表在ACS Applied Materials & Interfaces ( DOI: 10.1021/acsami.2c15644)，乔冬冬博士后为第一作者（现为汕头大学医学院副研究员），刘利新和陈永明教授为共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金、广东省创新创业研究团队项目和广州市重点领域研究计划项目支持。
        论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c15644


  中山大学陈永明研究团队简介：该团队是广东省珠江人才计划“纳米医学工程”创新团队，研究方向为生物大分子药物递送材料和应用技术，为新型疫苗和佐剂提供解决方案。主要成果包括：（1）采用生物材料递送蛋白/多肽抗原和分子佐剂，制备的纳米疫苗高效靶向淋巴结，产生显著体液免疫和细胞免疫。在肠道病毒感染导致的手足口病、EBV 感染引起的鼻咽癌及 HBV 引起的慢性乙肝等动物模型上效果显著；（2）开发了全新结构类型的脂质体库，研发的LNP疫苗在特定组织和器官高效安全表达，在材料和制剂上突破海外专利；（3）建立了蛋白、核酸纳米药物快速加工技术，解决了纳米疫苗的高重现、规模化生产的技术瓶颈。