吕华教授科研成果|基于NCA开环聚合方法制备的聚-α-谷氨酸-百灵威

合成聚多肽（聚氨基酸，聚-α-谷氨酸）作为一类医用材料，目前已被广泛应用于药物载体、组织工程支架、抗菌剂及聚乙二醇（PEG）替代物。

聚多肽通常通过氨基酸N-羧基内酸酐（NCA）单体经开环聚合（ROP）合成。但由于合成困难且成本难以控制，导致合成聚多肽应用受限。

吕华教授课题组致力于NCA的开环聚合和基于氨基酸的生物医用高分子材料的基础与应用研究。在前期工作中，他们基于环氧缚酸剂，发现了一种可以在潮湿、氧气存在的环境下制备无保护NCA单体的新方法^[1]，可大批量地稳健制备NCA单体（图1）；并发现水可作为质子梭极大加速脯氨酸NCA的开环聚合^[2]；在此工作的基础上，他们还开发了羧酸作为质子转移催化剂实现肌氨酸NCA（Sar-NCA）的快速可控聚合，从而制备超高分子量聚肌氨酸（pSar）的工作（图2）^[3]。这些研究发现为聚多肽广阔应用奠定了方法与材料基础，加深了研究者对于NCA开环聚合机理的理解。

图1 基于环氧缚酸剂的NCA稳健大量合成^[1]

图2 羧酸加速肌氨酸-N-羧基内酸酐（Sar-NCA）的开环聚合^[3]

百灵威提供吕华教授课题组科研转化成果：聚-α-谷氨酸，助力生物医用高分子领域研究！

品名	CAS	货号
Poly-α-glutamic acid, 98%, PDI<1.3, average Mn: 7.97k 聚-α-谷氨酸	/	9420730

产品优势

分散度窄：PDI<1.3，分⼦量2k —10k，在生物降解及通过皮肤屏障吸收等方面更具优势；
纯度高：≥98%；
安全性高：聚-α-谷氨酸为化学合成，产品均⼀性好，无内毒素引入，安全性更高；连接键为天然肽键，易被体内的酶降解；
可定制：具有高端基保真度，可满足不同端基的定制化需求；
kg级供应：专业生产、放大设备和人员，可kg级放大生产。

其他在研产品

聚乙二醇-b-聚-α-谷氨酸（PEG-PGA）

聚-α-谷氨酸可与常用的聚乙二醇（PEG）亲水材料形成嵌段共聚物，百灵威后续也将推出聚乙二醇-b-聚-α-谷氨酸（PEG-PGA）产品。
PEG-PGA在低pH下可通过亲疏水自组装成纳米粒子，包载疏水药物，并在中性pH时释放药物，从而实现pH值调控的药物递送。
PEG-PGA作为通用的递送载体已在多篇科研工作中实现应用。吕华教授课题组能够精准合成不同嵌段比例PEG-PGA，并且提供不同端基的定制化服务。

高分子量聚肌氨酸（pSar）

百灵威后续也将推出吕华教授课题组的另一个科研转化成果——高分子量聚肌氨酸（pSar）。
pSar是目前很热门的聚乙二醇（PEG）替代物之一，具有比拟PEG的优良的生物相容性和抗污性能，并且免疫源性比PEG更低，在脂质体纳米粒子（LNP）、蛋白质-高分子偶联物和抗体-药物偶联物（ADC）中受到了研究人员的广泛关注。
吕华教授课题组的最新研究能在温和条件下快速可控制备分子量为1.6–586kDa的pSar，为该聚合物的后续应用奠定了基础^[3]。

个人简介

吕华，现任北京大学化学与分子工程学院教授，2002–2006年在北京大学化学与分子工程学院完成学士学位。2006–2011年博士毕业于美国伊利诺伊大学香槟分校材料系。2011–2014年在Scripps研究所化学系从事博士后研究。2014年–至今，在北京大学化学与分子工程学院主要致力于高分子化学、可降解生物医用高分子材料、生物医药工程等领域研究，聚焦氨基酸可降解高分子的可控构筑与高效蛋白质偶联，设计合成基于氨基酸的新单体与可降解聚合物，发展聚合引发剂，高效精准地合成蛋白-可降解高分子偶联物并探究其构效关系与应用。

参考文献

Ziyou Tian, Zhengchu Zhang, Shuo Wang, et al. A moisture-tolerant route to unprotected α/βamino acid N-carboxyanhydrides and facile synthesis of hyperbranched polypeptides[J]. Nature Communications, 2021, 12(1): 5810.
Yali Hu, Ziyou Tian, Wei Xiong, et al. Water-assisted and protein-initiated fast and controlled ring-opening polymerization of proline N-carboxyanhydride[J]. National Science Review, 2022, 9(8): nwac033.
Shuo Wang, Mingyuan Lu, Sikang Wan, et al. Precision Synthesis of Polysarcosine via Controlled Ring-Opening Polymerization of N‑Carboxyanhydride: Fast Kinetics, Ultrahigh Molecular Weight, and Mechanistic Insights[J]. Journal of the American Chemical Society, 146(8): 5678-5692.