顾星桂、杨万泰教授：“自稳定沉淀聚合”为模型的沉淀聚合机理的荧光可视化研究

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聚合粒子的制备方法多种多样，常用的有乳液聚合、分散聚合、悬浮聚合以及沉淀聚合等。相比于其他的聚合方法，通过沉淀聚合制备得到聚合物粒子具有粒径均一、尺寸可控、表面洁净等优点，在能源、环境以及生物医药等方面发挥着重要的作用。尤其是材料学院杨万泰院士开发的“自稳定沉淀聚合”不仅克服了传统沉淀聚合制备聚合物粒子尺寸较大、表面功能化困难等不足，而且同时实现了石油炼制过程中废弃烯烃组分的高效利用。然而，对于沉淀聚合的机理尚缺少充分的、直接的实验验证。近几年，由唐本忠院士开创并引领的“聚集诱导发光（Aggregation Induced Emission, AIE）”，作为新兴研究热点领域，已经在生物成像、疾病诊断与治疗、发光器件等领域获得广泛地应用。基于AIE原理，具有AIE现象的荧光分子表现出游离态分子不发光，聚集态高效发光的特点，因此，在荧光可视化聚合过程监测和机理研究方面表现出巨大的潜力。 近日，我校软物质科学与工程高精尖创新中心顾星桂教授与材料学院杨万泰院士以及香港科技大学唐本忠院士合作，在《Angewandte Chemie International Edition》发表了题为“Fluorescence Self-Reporting Precipitation Polymerization Based on Aggregation-Induced Emission for Constructing Optical Nanoagents”的研究论文。他们利用具有AIE效应的可聚合荧光分子作为荧光探针，利用沉淀聚合过程中聚合物“析出-聚集”的相分离现象以及AIE原理，实现了以“自稳定沉淀聚合”为模型的沉淀聚合机理的荧光可视化研究。该研究首次从实验上证实了沉淀聚合过程中成核期与增长期的存在，并验证了聚合物粒子生长阶段的“动态硬化”过程。整个过程无需对聚合体系造成任何扰动，表现该方法所具有的“原位、实时、高灵敏性监测”的特点，体现出AIE原理在揭示聚合物成球机理上的巨大优势，开辟了一种荧光监测聚合成球机制的的新方法，最后文章利用“自稳定沉淀聚合”制备得到了具有荧光性质与高效产生活性氧种（Reactive Oxygen Species, ROS）的聚合物微/纳球，利用微/纳球表面的酸酐键与自然杀伤细胞（Nature Killer cells, NK cells）表面氨基快速“click”反应，实现了自然杀伤细胞的快速标记以及光控免疫活性增强。

荧光可视化

       本论文衷心地感谢材料科学与工程学院杨万泰院士和香港科技大学唐本忠院士的悉心指导，感谢学校分析测试中心洪崧老师、王洪微老师、李玉倩老师、王思老师的大力帮助。完成该工作的作者为：材料科学与工程学院博士后王冠博士（在高精尖中心工作）、硕士研究生周良宇同学，陈冬副教授和孙江曼副教授，还有中科院深圳先进研究院张鹏飞副研究员和周理华，东莞理工大学赵恩贵副教授。


       文章信息：Guan Wang, Liangyu Zhou, Pengfei Zhang, Engui Zhao, Lihua Zhou, Dong Chen, Jiangman Sun, Xinggui Gu*, Wantai Yang, and Ben Zhong Tang, Fluorescence Self-Reporting Precipitation Polymerization Based on Aggregation-Induced Emission for Constructing Optical Nanoagents, Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.201913847
       文章链接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201913847


       文章来源：北京化工大学


       顾星桂，有机化学博士，北京化工大学，北京软物质科学与工程高精尖创新中心，教授。2008年在中国科学技术大学取得理学学士学位，2013年在中国科学院化学研究所获得理学博士学位，导师为张德清研究员。2013年至2017年到香港科技大学化学系从事博士后研究，师从唐本忠院士。主要研究兴趣是在深入理解激发态过程的基础上，寻找新机制、新方法、新策略来调控激发态过程，设计合成新型光功能分子，实现光物理性质的可调，探索其在光电子学，生物成像和疾病诊疗学等领域的潜在应用。已在Nature Commun., J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., Chem, Adv. Funct. Mater., Chem. Sci., Biomaterials, Small等国际权威期刊上发表论文40余篇。申请国际专利4项。目前担任中国化学会青年工作委员会委员，中国化学快报(CCL )青年编委。
      杨万泰,北京化工大学教授，中国科学院院士，1956年10月出生于河北成安，1982年毕业于清华大学化工系。杨万泰院士在有机材料表面改性新反应/技术、可控/活性自由基聚合新方法、非均相聚合新技术等领域取得了系列原创性基础研究成果并进入工业应用。2000年获得国家自然基金杰出青年基金，2001年获得教育部长江学者特聘教授称号，2017年当选中国科学院院士。迄今发表SCI论文550多篇，出版著作6部，申请发明专利70多项(已授权40多项)。担任中国化学会高分子学科委员会副主任，并担任《Biomacromolecules》、《高分子学报》、《中国化学快报》等期刊编委。
         唐本忠，华南理工大学教授。1982年毕业于华南理工大学高分子系，获工学学士学位。1985年、1988年获日本京都大学硕士、博士学位。曾在多伦多大学从事博士后研究、日本NEOS公司中央研究所任高级研究员。1994年至今任香港科技大学助理教授、副教授、教授、讲座教授。2009年当选中科院院士。2012年起受聘为华南理工大学双聘院士。发表学术论文500多篇，他引10000多次，h因子为71。应邀为Chem. Rev.，Chem. Soc. Rev., Acc. Chem. Res. 和Prog. Polym. Sci. 等高影响力杂志撰写了27 篇综述文章和40 篇专著章节。工作42次被C&EN（化学与工程新闻）、《自然》出版社《亚洲材料》等亮点报道、1 次入选《大英百科全书》、9 次被Acc. Chem. Res., Chem. Commun., Macromolecules 和J. Mater. Chem. 等选做封面。在学术会议上作了200场邀请报告（30 场大会报告和8场主题报告），拥有美国授权专利10项；美国专利申请21项，其中PCT申请5项。曾获国家自然科学二等奖、Croucher高级研究成就奖、中国化学会高分子基础研究王葆仁奖和Elservier杂志社冯新德聚合物奖。

主要从事高分子合成方法论的探索、先进功能材料的开发以及聚集诱导发光（AIE)现象的研究。