顾星桂教授/杨万泰院士/唐本忠院士合作《德国应化》：沉淀聚合机理的荧光可视化

来源：材料科学前沿

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，北京化工大学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。

 图1 基于AIE效应的自稳定沉淀聚合机理的荧光可视化揭示及生物医学应用

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