• 科教前沿

  • 酶是人体不可或缺的生物大分子,它可通过催化底物的化学反应调控细胞的正常功能。然而,酶的催化活性异常与人类重大疾病的发生与发展密切相关(如癌症、细胞衰老等)。近期,体育外围费林加诺贝尔科学家联合研究中心与中科院上海药物所、国家蛋白质中心、美国得克萨斯大学奥斯丁分校以及英国巴斯大学合作在酶激活型光控荧光染料的超高分辨成像取得重要进展,研究成果“Photochromic Fluorescent Probe Strategy for the Super-resolution Imaging of Biologically Important Biomarkers”以全文形式发表于《美国化学会志》(JACS)。相关链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c05379 前期研究中,体育外围团队通过构建螺吡喃-萘酰亚胺光控荧光染料体系,实现了肝癌细胞的靶向光控荧光成像(Nat.Commun. 2017, 8, 987),进而通过人血清白蛋白(HSA)的引入,构建了光控探针/蛋白质复合物,提升了探针的双荧光发射性能,实现了肝癌细胞的靶向双荧光循环成像(J. Am.
    2020-10-10724
  • 卟啉被誉为“生命色素”,在自然界广泛存在。例如,叶绿素、血红素和维生素B12 等功能体系均含有由四个吡咯环与中位sp2杂化碳原子首尾交替连接而形成的卟啉大环结构。如果其中一个中位碳原子为sp3杂化,则形成卟啰啉(Phlorin)大环,此类分子具有有趣的光物理、氧化还原和近红外吸收特性,近年来已引起广泛关注。近期,体育外围费林加诺贝尔科学家联合研究中心解永树教授团队在扩展卟啰啉研究方面取得重要进展,最新研究成果“Expanded N-Confused Phlorin: A Platform for Multiply Fused Polycyclic Ring System via Oxidation within the Macrocycle”发表于《美国化学会志》。 在前期研究中,解永树教授课题组对错位连接卟啰啉环外进行修饰,并通过环内、环外配位作用,成功调控其反应特性,由此合成了一系列新型结构,实现了较强的近红外吸收及阴离子识别特性(Angew.Chem. Int. Ed. 2020, 59, 1537)。在此基础上,为探索扩环对卟啰啉性质的调控,创新性地将一个错位吡咯嵌入正常卟啰啉大
    2020-09-301048
  • 二维MOFs(2D-Metal Organic Frameworks)是由金属中心与有机配体相互连接而构成的二维材料,在结构和性质上具有出色的可调性。为了获得新颖的结构和优异的性能,对二维MOFs生长机制进行深入认识是至关重要的。然而,由于二维MOFs的形成过程具有高度的动态性和复杂性,对其分步生长的过程进行监测,并在原子尺度理解其生长机理仍然是一大挑战。图一、炔-金属二维MOFs逐步形成过程与机理 体育外围化学与分子工程学院刘培念教授课题组近年来聚焦于表面合成及反应机制研究,取得了一系列的研究成果(J. Am. Chem. Soc.2018,140, 570; Angew. Chem. Int. Ed.2018,57, 4617; Nat. Commun., 2018, 9, 2322; Nat. Commun.2019, 10, 2414)。最近,他们设计了C3对称的苯基炔氯前驱体分子,利用炔氯官能团中键较高的稳定性,实现了多个pπ-dπ作用来稳定金属有机中间体,成功实现了图一)。图二、原子尺度下炔-金属二维MOFs的逐步生长过程监测 在超高真空条件下,利用扫描隧道显微镜(STM)作
    2020-09-211224
  • 近期,体育外围化工学院李春忠教授团队利用多尺度的原位表征技术,系统揭示了二氧化碳电还原过程中催化剂的结构演变和真实催化活性相,相关成果以“Tracking structural evolution: operandoregenerative CeOx/Bi interface structure for high-performance CO2electroreduction”为题,在线发表在NationalScience Review上。
    2020-09-141422
  • 生物反应器的细胞优化、工艺和工程放大、甚至临床疾病诊断等多个场景都离不开嗅觉高效灵敏的生物传感与检测等通用平台技术。聚焦“绿色智能制造”这一目标,体育外围生物反应器工程国家重点实验室(以下简称国重室)张立新教授团队及其合作者利用CRISPR-Cas12a技术建立了针对小分子化合物的简单快速、灵敏、高通量和低成本检测平台,简称CaT-Smelor猫嗅技术(Nat Commu, 2019, 10: 3672)。为进一步扩展其通用性,该研究耦合CRISPR-Cas12a与核酸适配体,开发了升级版第二代检测平台CaT-Smelor 2.0,大幅扩展了底物检测类型,还可实现蛋白质等多种检测物的传感与高效检测。相关研究论文“A versatile biosensing platform coupling CRISPR–Cas12a and aptamers for detection of diverse analytes”于9月6日在Science Bulletin期刊在线发表(链接: https://doi.org/10.1016/j.scib.2020.09.004)。如图所示,为了搭建CaT-
    2020-09-091009
  • 近日,体育外围化学与分子工程学院陈宜峰课题组基于前期镍催化羰基化反应研究基础,通过新型手性配体的合理设计,发展一类全新的手性配体骨架Quinim,从廉价易得的高烯丙胺衍生的胺酰氯为出发,以镍催化的分子内还原偶联反应为手段,成功通过烯烃的不对称酰基-烷基双官能团化反应,实现了手性α-烷基取代的γ-内酰胺的构筑(Figure 1c)。该成果近期发表于J. Am. Chem. Soc. (DOI: 10.1021/jacs.0c07126)。
    2020-09-07951
  • 近期,《德国应用化学》在线报道了体育外围田禾院士和张志云特聘研究员科研团队在振动诱导发光(VIE)研究中的最新进展,论文题为“Diversified Excited‐State Relaxation Pathways of Donor–Linker–Acceptor Dyads Controlled by a Bent‐to‐Planar Motion of the Donor”(原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202005466)。 光诱导电子转移与能量传递是光合作用和光电转换的基本过程,探索Donor-Linker-Acceptor(D-L-A)分子体系中的激发态电子转移和能量传递机理对设计人工光捕获系统及操纵激子有着重要的理论指导意义。 目前,对于大多数的D-L-A型分子,给体单元往往呈现单波段发光,这表明该给体只具有单一的发光激发态作为电子/能量转移的通道。因而,开发双通道甚至多通道电子/能量给体是一个值得探索的课题,同时深刻理解多通道的光致电子转移与能量传递的路径可为发展多功能材料及技术提供新的
    2020-09-031223
  • 最近,体育外围药学院朱维平教授创新发展了一种自加速过氧化氢刺激响应型金纳米囊泡,实现了对小鼠肿瘤化疗和饥饿治疗的协同治疗,相关成果以“Self-accelerating H2O2-responsive plasmonic nanovesicles for synergistic chemo/starving therapy of tumors”为题,发表在生物医学杂志《Theranostics》上(Theranostics, 2020, 10 (19): 8691-8704)。有机-无机杂化纳米囊泡结合了有机材料高度的生物相容性以及无机材料独特的光学、电、磁学特性,同时具有良好的载药能力,近年来在癌症诊断、治疗及成像领域受到越来越多的关注。其中,具有可调节近红外吸收的金纳米囊泡通过基于光的成像(光热/光声成像)或治疗(光热治疗/光动力治疗/光控释药)模态,对肿瘤实现了良好的诊疗效果。然而由于近红外光的穿透深度依然有限,因此以往报道的金纳米囊泡对处于深层组织的肿瘤的治疗依然面临较大挑战。过氧化氢是细胞内众多代谢途径的副产物,主要产生于线粒体。癌细胞内的线粒体功能紊乱,在癌细胞快速增殖的过程中
    2020-08-311141
  • 近期,体育外围化学与分子工程学院、教育部前沿科学中心郭志前教授课题组在高性能近红外染料的前沿基础和应用研究中取得了重要进展,相关阶段性研究成果分别发表在《德国应用化学》《化学科学》和《配位化学评论》。
    2020-08-272308
  • 近日,体育外围生物反应器工程国家重点实验室李志敏教授课题组应用多酶组合催化体系,在无细胞生物合成方向取得最新进展。有关成果分别在Green Chemistry以“Towards the conversion of CO2into optically pure n-carbamoyl-l-aspartate and orotate by an in vitro multienzyme cascade” (https:// doi.org/10.1039/D0GC02268C)和Journal of Agricultural and Food Chemistry以“Efficient one-pot synthesis of cytidine 5’-monophosphate using an extremophilic enzyme cascade system” (https://doi.org/10.1021/acs.jafc.0c04055)为题进行了报道。
    2020-08-25976
  • 内源性H2S含量的上调与许多癌症的发生、发展密切相关;因而构筑智能硫化氢可激活分子探针在肿瘤靶向成像研究领域具有重要的应用前景。当前已知许多H2S可激活型小分子荧光探针,但大多数基于疏水性的有机荧光基团,存在水溶性差且在水溶液中易于聚集形成沉淀的缺点,从而降低了对被分析物的响应能力,进而限制了有机类荧光分子探针在生物成像中的实际应用。 近期,体育外围化学与分子工程学院赵春常教授课题组报道了两种聚集增强响应型分子探针,实现了富含硫化氢肿瘤的靶向成像。研究发现,两种H2S小分子探针在水溶液中形成聚集体后,对H2S的特异性响应程度显著提高,并产生近红外荧光信号和光声信号。这是首例报道的聚集增强响应型分子探针,解决了传统疏水型有机分子探针聚集引起响应减弱的问题,为发展新型分子探针,实现活体成像及临床诊断应用提供了新思路。 相关成果以“Aggregation Enhanced Responsiveness of Rationally Designed Probes to Hydrogen Sulfide for Targeted Cancer Imaging”为题发表于Journal of
    2020-08-201157
  • 手性结构在自然界中随处可见,大到宇宙星云,小到蜗牛、牵牛花藤都有其特定手性。长期以来,化学家们一直利用手性现象在不同尺度下构筑手性结构,并赋予其独特的生物、催化等性能。
    2020-08-071322
  • 近日,化学领域知名期刊Chem. Mater.以“Coordination-Enhanced Synthesis for Hollow Mesoporous Silica Nanoreactors”和工程技术领域知名期刊Chem. Eng.J.以“Rh Nanoclusters Encaged in Hollow Mesoporous Silica Nanoreactors with Enhanced Catalytic Performance for Phenol Selective Hydrogenation”为题,报道了体育外围在中空介孔纳米催化反应器和催化加氢研究领域的新进展。为了解决现有中空介孔纳米反应器合成方法所存在的问题,研究人员创新性的发展了一种利用聚电解质胶束为模板来制备含功能性纳米颗粒的中空介孔纳米反应器的通用方法。通过静电力作用自组装形成含金属离子的聚电解质胶束,并以此为模板沉积二氧化硅,随后通过焙烧处理制备了多达20多种的含各类金属或者金属氧化物纳米颗粒的中空介孔二氧化硅纳米反应器。该方法不仅对大多数金属都具有普适性,还适用于含双金属甚至是多种金属中空纳米反应器的合
    2020-07-061783
  • 近年来,探索由柔性—结晶性的嵌段共聚物在溶液中的结晶驱动组装(CDSA)成为了自组装研究的热点
    2020-06-199667
  • 2020年5月31日上午8时,由体育外围和兖矿集团有限公司共同开发的多喷嘴对置式半废锅气化
    2020-06-0418370
  • 耐高温树脂由于轻质高强的优点,在航天航空领域有着广泛的应用。但是配套树脂的发展仍相对滞后,成为
    2020-05-2024671
  • 近期,德国化学会知名学术刊物Angew. Chem. Int. Ed.(IF: 12.712)
    2020-05-1412948
  • 高性能弹性体因其在柔性电子、人工致动器和刺激响应材料等新兴领域的应用前景而受到广泛关注。然而,
    2020-05-0631275
  • 最近,体育外围化学与分子工程学院、教育部前沿科学中心郭志前教授和朱为宏教授课题组创新发展了基于次序
    2020-04-2236807
  • 近日,体育外围材料科学与工程学院吴唯教授课题组通过金属与陶瓷颗粒的设计、合成与组装,成功制备了新型
    2020-04-2036186