In werk dat onlangs online is gepubliceerd in National Science Review, een team onder leiding van prof. Hua Lu van het College of Chemistry and Molecular Engineering van de Universiteit van Peking rapporteerde een verrassende bevinding. Tijdens het bestuderen van de ROP van ProNCA, een soort reactie die anders in een droge doos zou zijn uitgevoerd, ontdekte het team ultrasnelle en gecontroleerde polymerisatie in waterige oplossingen.

ProNCA-monomeer is gemakkelijk hydrolyseerbaar en de oplosbaarheid van het product PLP in organische oplosmiddelen is zeer laag. Vanwege dit dilemma duurde de ROP van ProNCA doorgaans tot een week in droge organische oplosmiddelen, wat oligomeren opleverde met weinig controle over het molecuulgewicht en de dispersiteit. De nieuwe methode loste het probleem op door simpelweg het watervrije organische oplosmiddel te vervangen door een gemengd water-acetonitriloplosmiddel, en de polymerisatiereactie kan in 30 seconden worden voltooid om een ​​oligoproline te verkrijgen met een polymerisatiegraad (DP) van 20, of PLP met een DP tot 200 in 5 minuten.

Aangezien de polymerisatiesnelheid extreem snel is en de snelheid van nevenreacties zoals monomeerhydrolyse ver overtreft, wordt de ROP dus sterk gecontroleerd, wat zich manifesteert in hoogwaardige groepstrouw, kinetisch patroon van ketengroei, voorspelbaar molecuulgewicht en smalle dispersiteit, en brede scope van initiatiefnemer. Mechanistische experimenten en berekeningen van de dichtheidsfunctionaaltheorie (DFT) suggereren samen dat water werkt als een proton-shuttle tijdens de polymerisatie, wat de protonoverdracht in de snelheidsbepalende stap bevordert, waardoor de reactie-energiebarrière met maar liefst 7,1 kcal/mol wordt verlaagd en de polymerisatie dramatisch.

Vanwege de milde reactieomstandigheden, eenvoudige bediening en gemakkelijke zuivering, synthetiseerden de onderzoekers ook asparaginase-PLP-conjugaten met asparaginase, een geneesmiddel tegen kanker, als initiator. Door samenwerking met het team van professor Song Yuqin van het Peking University Cancer Hospital, ontdekten de onderzoekers dat het asparaginase-PLP-conjugaat de bloedcirculatietijd van asparaginase aanzienlijk kan verlengen, de antitumoreffectiviteit in vivo kan verbeteren en de immunogeniciteit kan verminderen in vergelijking met de wild- soort medicijn eiwit. De twee onderzoeksteams zijn klaar om verder samen te werken om meer diepgaand preklinisch onderzoek uit te voeren en ernaar te streven in de toekomst patiënten met acute lymfoblastische leukemie en NK/T-cellymfoom ten goede te komen. Bovendien gelooft prof. Lu dat PLP zelf ook potentieel nuttig is in de voedingsindustrie, cosmetica en vele andere materiaaltoepassingen.

Gelijktijdige controle over sequentie en dispersiteit in multiblokcopolymeren