同济大学材料学院杜建忠教授

fail8

杜建忠，同济大学教授。男，生于1975年，湖南慈利人，理学博士，国家杰出青年科学基金获得者，英国皇家化学会会士（FRSC)，美国化学会Biomacromolecules顾问编委，中国化学会高分子学科委员会委员，同济大学材料学院和上海市第十人民医院教授、博导，上海特聘专家，中国生物材料学会生物医用高分子材料分会委员，同济大学材料学院教授委员会副主任，高分子材料系主任。 2004年在中国科学院化学研究所获博士学位，2004-20010年英国谢菲尔德大学化学系、剑桥大学化学系博士后，2006年德国洪堡学者，2010年起任同济大学上海高校特聘教授（东方学者）。


姓名：   杜建忠
职称：   教授
电子邮箱：  jzdu@tongji.edu.cn
办公地点：  同济大学材料科学与工程学院 上海市曹安公路4800号
电话：    021-69580239
传真：  
课题组主页：    http://web.tongji.edu.cn/~jzdu/

研究方向
1. 高分子化学
2. 大分子自组装
3. 智能纳米材料
4. 生物医用高分子材料

学习工作经历
2010-现在 同济大学 教授
2008-2010 剑桥大学 Research Associate
2004-2008 谢菲尔德大学 Postdoctoral Research Associate
2006 开姆尼茨技术大学 洪堡学者
2001-2004 中科院化学所 博士

学术任职
东方学者，上海特聘专家。现任同济大学材料学院和上海市第十人民医院教授，博士生导师，兼任Nature出版集团期刊Scientific Reports编委。

获奖情况
2005 中科院优秀博士论文奖
2006 全国百篇优秀博士论文提名奖
2006 德国洪堡学者
2009 东方学者
2010 上海市浦江人才
2010 教育部新世纪优秀人才
2012 教育部霍英东青年教师基金
2012 同济大学青年文明号
2013 同济大学“我心目中的好导师”
2014 第五届中国侨界贡献奖
2015 同济大学首届“卓越杯”大学生科技创新竞赛特等奖优秀指导教师

授课情况
主讲《功能高分子材料》全英语研究生课程和《中级有机化学》本科生课程，参讲《材料概论》本科生课程

代表性论文与著作
18. Chen, J.; Liu, Q. M. (co-first author); Xiao, J. G.; Du, J. Z.,* EpCAM-Antibody-Labeled Noncytotoxic Polymer Vesicles for Cancer Stem Cells-Targeted Delivery of Anticancer Drug and siRNA, Biomacromolecules 2015, 16, 1695–1705.
17. Geng, Q. R.; Xiao, J. G.; Yang, B.; Wang, T.; Du, J. Z.,* Rationally Engineering Dual Missions in One Statistical Copolymer Nanocapsule: Bacterial Inhibition and Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Capturing, ACS Macro Letters 2015, 4, 511-515.
16. Liu, Q. M.; Chen, S.; Chen, J.; Du, J. Z.,* An Asymmetrical Polymer Vesicle Strategy for Significantly Improving T1 MRI Sensitivity and Cancer-Targeted Drug Delivery, Macromolecules 2015, 48, 739-749.
15. Zhu, Y. Q.; Wang, F. Y. K.; Zhang, C; Du, J. Z.,* Preparation and Mechanism Insight of Nuclear Envelope-Like Polymer Vesicles for Facile Loading of Biomacromolecules and Enhanced Biocatalytic Activity, ACS Nano 2014, 8, 6644–6654.
14. Zhu, Y. Q.; Fan, L.; Yang, B.; Du, J. Z.,* Multifunctional Homopolymer Vesicles for Facile Immobilization of Gold Nanoparticles and Effective Water Remediation, ACS Nano 2014, 8, 5022-5031.
13. Zhou, C. C.; Wang, M. Z.; Zou, K. D.; Chen, J.; Zhu, Y. Q.; Du, J. Z.,* Antibacterial Polypeptide-Grafted Chitosan-Based Nanocapsules As an “Armed” Carrier of Anticancer and Antiepileptic Drugs, ACS Macro Letters 2013, 2, 1021-1025. [Cover of November 2013: Vol. 2, Iss. 11]
12. Chen, W. Q.; Du, J. Z.,* Ultrasound and pH Dually Responsive Polymer Vesicles for Anticancer Drug Delivery, Scientific Reports 2013, 3, DOI: 10.1038/srep02162.
11. Xiao, J.; Chen, W. Q.; Wang, F. Y. K.; Du, J. Z.,* Polymer/TiO2 Hybrid Nanoparticles with Highly Effective UV-Screening but Eliminated Photocatalytic Activity, Macromolecules 2013, 46, 375-383.
10. Zhu, Y. Q.; Liu, L.; Du, J. Z.,* Probing into Homopolymer Self-Assembly: How Does Hydrogen Bonding Influence Morphology? Macromolecules 2013, 46, 194-203.
9. Yuan, W. Z.; Wei, J. R.; Lu, H.; Fan, L.; Du, J. Z.,* Water-dispersible and biodegradable polymer micelles with good antibacterial efficacy, Chem. Commun. 2012, 48, 6857-6859.
8. Ren, T. B.; Liu, Q. M.; Lu, H.; Liu, H. M.; Zhang, X.;* Du, J. Z.,* Multifunctional Polymer Vesicles for Ultrasensitive Magnetic Resonance Imaging and Drug Delivery, J. Mater. Chem. 2012, 22, 12329-12338.
7. Du, J. Z.;* O'Reilly, R. K.,* Anisotropic particles with patchy, multicompartment and Janus architecture: preparation and application, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 2402-2416.
6. Du, J. Z.; Willcock, H.; Patterson, J. P.; O'Reilly, R. K., Self-assembly of Hydrophilic Homopolymers: A Matter of End Groups, Small 2011, 7, 2070-2080. [Highlighted in Science 2011, 333, 386 as "Editor's Choice": The ends of the story.]
5. Du, J. Z.; O’Reilly, R. K., Advances and challenges in smart and functional polymer vesicles, invited highlight, Soft Matter 2009, 5, 3544-3561. [Most highly read articles published in Soft Matter during 2009]
4. Du, J. Z.; Armes, S. P., pH-responsive Vesicles Based on A Hydrolytically Self-Crosslinkable Copolymer, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12800–12801.
3. Du, J. Z.; Tang, Y. Q.; Lewis, A. L.; Armes, S. P., pH-sensitive Vesicles Based on A Biocompatible Zwitterionic Diblock Copolymer, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17982-17983. [Selected as Chemical & Engineering News, 83(50), 8.]
2. Du, J. Z.; Chen, Y. M., Organic/Inorganic Hybrid Nanoparticles with Complex Hollow Structure, Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 5084-5087. [Selected as Heart Cut, 25 Oct 2004, www.chemistry.org]
1. Du, J. Z.; Chen, Y. M.; Zhang, Y. H.; Han, C. C.; Fisher, K.; Schmidt, M., Organic/Inorganic Hybrid Vesicles Based on A Reactive Block Copolymer, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14710-14711.

fenglaixi

聚合物纳米碟的制备存在上述难点，同济大学材料科学与工程学院杜建忠教授课题组绕过传统方法涉及的刚性膜机理，提出了一种简便且具有普适性的重力塌陷机理来构筑纳米碟。他们采用一步法合成了两亲性无规共聚物，该共聚物水解后可通过溶剂交换法组装形成“半刚半柔”囊泡，囊泡进一步可以常温在重力的作用下坍塌成纳米碟（图1）。

图1重力塌陷法构建纳米碟的过程

图2纳米碟的透射电镜和扫描电镜图

他们使用透射电镜、扫描电镜以及原子力显微镜对纳米碟进行了表征。如图2所示，透射电镜下纳米碟呈现圆形碟状结构且厚度均匀，扫描电镜也表明纳米碟表面平整。原子力显微镜分析表明纳米碟的厚度在6 nm左右。

对照组（水解前的聚合物）也能自组装形成囊泡，但是在重力作用下不能坍塌成纳米碟。他们对两组聚合物的结构进行了对比分析，推测水解后聚合物囊泡膜因羧基的亲水作用和氢键作用的存在而变得柔软而有韧性，因此能够塌陷形成纳米碟结构。

图3磁性囊泡的制备以及磁分离处理污水的过程

同时，该组装体还可以负载磁性纳米氧化铁颗粒以高效吸附水中的多环芳烃并在外加磁场作用下与污水分离，如图3所示。

该论文以“Polymer Nanodisks by Collapse of Nanocapsules”为题发表在Science China Chemistry。

论文链接：

http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCC/doi/10.1007/s11426-017-9209-3?slug=abstract

fengshuilou

仿多肽抗菌囊泡：化不利因素为有利因素，“一箭双雕”促进骨修复

最近，同济大学杜建忠教授和海军军医大学许硕贵教授另辟蹊径，设计了一种新的具有优异抗菌性能的仿多肽囊泡，该囊泡在杀死细菌的同时会释放生长因子以促进骨愈合。这种“一箭双雕”的设计思路巧妙地将不利因素（细菌感染）转化成有利因素（刺激生长因子释放，促进骨修复），为减少骨科手术感染和促进骨修复提供了新思路，如图a所示。

研究人员首先设计了一类新的具有优异抗菌性能（对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌测得的最低抑菌浓度MIC值为8.0 μg/mL）、低细胞毒性的仿多肽交替聚合物（peptide-mimetic alternating copolymers, PMAC）。该聚合物在水中可以直接形成囊泡（图b），同时包载生长因子BMP2。之后，囊泡可攻击并杀死细菌。在此过程中，囊泡“光荣负伤”或者“光荣牺牲”，与细菌“同归于尽”的同时，释放出生长因子BMP2，发挥其第二个作用（促进骨再生）。值得一提的是，囊泡“牺牲”后形成的抗菌残片（“残余部队”）虽然不能继续发挥保护、递送生长因子的功能，但仍具有优异的抗菌性能。

图 a 仿多肽囊泡“一箭双雕”示意图：抗菌、刺激生长因子释放

图 b 仿多肽囊泡透射电镜照片及囊泡膜厚测量的数学模型和实验测量结果

研究人员通过透射电镜观察研究了仿多肽聚合物囊泡的抗菌机理。结果表明，它们与细菌细接触后，可插入到细胞膜中形成孔洞，导致细菌内容物流出，进而使细菌死亡。

研究人员以新西兰白兔桡骨大段骨缺损模型研究了仿多肽囊泡的体内抗菌和骨修复效果，结果表明实验组形成的骨痂质地相对较硬，填充效果更好，骨矿物质密度和再生骨体积更高，证明了仿多肽囊泡的优异的骨修复功能。

论文题目为：Highly Effective Antibacterial Vesicles Based on Peptide-Mimetic Alternating Copolymers for Bone Repair。

相关工作发表在Biomacromolecules上，文章的第一作者是同济大学材料科学与工程学院周春才博士、袁跃硕士、第二军医大学（现海军军医大学）长海医院急诊科周潘宇博士，通讯作者为杜建忠教授和长海医院许硕贵教授。该工作得到了国家自然科学基金委等支持。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.biomac.7b01209

xianghong

基于聚谷氨酸囊泡的抗菌水凝胶

宋涛 , 奚悦静 , 杜建忠 ,

先进土木工程材料教育部重点实验室 同济大学材料科学与工程学院 上海 201804

通讯作者: 杜建忠, jzdu@tongji.edu.cn基金项目: 国家自然科学基金（基金号21611130175，21374080，21674081）、上海市科委国际合作项目（项目号15230724500）和中央高校基本科研业务费（项目号1500219107）资助

摘要: stringUtils.convertMathHtml(通过开环聚合（ROP）合成了两亲嵌段共聚物聚己内酯-聚谷氨酸（PCL-b-PGA），并将其自组装成囊泡，然后利用聚谷氨酸的羧基原位沉积纳米银颗粒，得到了抗菌囊泡.最后，将抗菌囊泡与普朗尼克F127基体混合，制备了抗菌水凝胶.实验结果表明抗菌囊泡对典型革兰氏阴性菌如大肠杆菌和典型革兰氏阳性菌如金黄色葡萄球菌的MIC90（抑制90%菌株生长的最低浓度）分别为10和20 μg mL-1.平板菌落计数法表明抗菌水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC50（抑制50%菌株生长的最低浓度）为30 μg mL-1，MIC90为60 μg mL-1.外敷法抗菌实验也证明了水凝胶具有优异的抗菌效果，其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC50为7.5 μg mL-1，MBC（最小杀菌浓度）为30 μg mL-1.)

xieyu

高分子囊泡：模块化的诊疗一体化平台

癌症的早期诊断和治疗一直是医学难题之一，且缺乏高灵敏的诊断方法和有效的治疗手段，而纳米载体有望解决这些问题。自2012年杜建忠教授提出“诊疗一体化高分子囊泡”概念以来，课题组在该领域取得多项原创性研究成果，受到国际国内同行关注。

近日，同济大学材料科学与工程学院杜建忠教授详细总结了近五年来癌症诊疗高分子囊泡领域的进展，以及搭建模块化高分子囊泡诊疗一体化平台的一般策略，指出了现有诊疗一体化囊泡的优势及存在的问题，展望了该领域的未来发展方向。

本文总结了近五年来高分子囊泡在癌症诊疗方面的创新性设计，将复杂的设计分解为简洁的“模块”，从模块化的角度分析高分子囊泡的应用，突出了以模块化为基础构建诊疗一体化高分子囊泡的优越性，即可标准化、可重复性、可拓展性等。

文章指出，作为治疗模块，高分子囊泡既可以高效包载传统的小分子药物，也可以用于递送纳米颗粒以及蛋白质、核酸等生物大分子，将传统的化学疗法拓展到基因疗法、光热疗法、光动力疗法等；作为诊断模块，高分子囊泡可以通过鳌合、原位沉积及化学键合等方式搭载成像试剂，并显著提高其成像效果。在诊断与治疗两模块的基础上，高分子囊泡的功能可进一步拓展，例如增加靶向模块、实现多种诊疗手段协同作用等，该思想对后续研究具有一定的指导意义。

在文章的总结展望部分，作者认为，随着模块化理念的深入，设计的复杂程度必将逐步提高。在研究过程中，需要回归问题的本质，平衡设计与功能，避免“过度设计”。同时，理论研究需要进一步与实践相结合，满足临床使用需求，并将模块化设计的思路拓展到其他应用领域。

相关文章在线发表在Advanced Materials（DOI: 10.1002/adma.201705674）上。

xiuxiri

应兰州大学化学化工学院、甘肃省有色金属化学与资源利用重点实验室邀请，同济大学杜建忠教授来我校进行交流并做学术报告，欢迎感兴趣的师生参加。
报 告 人：杜建忠 教授
报告题目：生物医用高分子囊泡
报告时间：2020年12月8日（星期二）16: 00
报告地点：第二化学楼101学术报告厅


报告人简介：
杜建忠，同济大学特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者(2019)，英国皇家化学会会士，中国化学会高分子学科委员会委员，中国生物材料学会生物医用高分子材料分会委员，《Biomacromolecules》、《高分子学报》等期刊编委。中科院化学所博士(2004)，英国谢菲尔德大学、剑桥大学博士后(2004~2010)，德国洪堡学者(2006)，2010年起任同济大学教授（东方学者）。主要研究领域为高分子化学与物理、生物医用材料，已在JACS等期刊发表110多篇学术论文。其“以糖控糖”成果被《C&EN》报道，被美国《Science News for Students》改编成青少年科普读物。


报告摘要：
高分子囊泡是通过自组装形成的具有“空腔-内冠-膜层-外冠”结构的纳米材料，在生物医药等领域具有应用前景。然而，传统囊泡具有相同的内外冠结构、均相的疏水膜、离散的膜冠，难以应对生物医用领域的一些重要挑战，如大分子的跨膜运输、内外冠的差异化需求、膜冠协同等。因此，我们构建了非均相膜、非对称冠、膜冠融合高分子囊泡，针对性地解决了以上三个难题，为构建血糖调控、血管成像、肿瘤诊疗、抗菌等生物医用高分子囊泡提供了新思路