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酶催化的原子转移自由基聚合(ATRPase)和金属配位交联方法成功制备出纳米人工多酶凝胶体系
常见的纳米酶大多数是金属化合物纳米颗粒,其催化活性主要是来自在纳米颗粒表面的金属离子。在自然界中,生物酶的特征表明活性位点和支持、稳定活性位点的网络环境对于高催化效率同样重要。通过调整活性位点的成分和环境可以实现高的活性和选择性。水凝胶是一类具有良好生物相容性的三维亲水网络材料,其结构可以有效地保护酶分子活性中心,同时提供更好的底物迁移微环境,从而实现有效的催化作用,载酶水凝胶材料已成为生物学研究中的热点。纳米凝胶为水凝胶的纳米粒子,具有类似于宏观水凝胶材料的亲水网络及类似流体的传输特性,其纳米的尺寸可以作为进一步体内生物应用的理想载体。在受限的纳米空间中实现修饰或组装以获得杂化纳米凝胶仍然存在挑战。应对这一挑战,同济大学化学科学与工程学院王启刚团队从仿生的角度出发,设计了一种酶催化的原子转移自由基聚合(ATRPase)和金属配位交联方法成功制备出纳米人工多酶凝胶体系。该体系具有模拟超氧化物歧化酶(SOD-like)和过氧化物酶(POD-like)特性,可以实现肿瘤微环境级联催化的响应成像。日前,相关研究成果以“Multienzyme‐Mimic Nanogels Synthesized by Biocatalytic ATRP and Metal Coordination for Bioresponsive Fluorescence Imaging”为题,发表在国际著名学术期刊 Angewandte Chemie International Edition (《德国应用化学》) 上。同济大学化学科学与工程学院为该文的唯一通讯作者单位,硕士生齐美园为第一作者,王霞副教授和王启刚教授为共同通讯作者。 图1.(a)人工多酶凝胶体系的ATRPase及配位交联制备流程(b)模拟SOD和POD级联酶催化的肿瘤微环境响应的荧光成像机制。研究人员首先在纳米粒子表面修饰酶催化的原子转移自由基聚合的引发剂(-Br),以具有良好生物相容性的生物酶为催化剂,修饰有双键的赖氨酸(N-acryloyl-L-lysine)为聚合单体,在纳米粒子周围聚合制备得到聚赖氨酸高分子刷,最后通过亚铁配位交联,从而构建出具有多酶活性的人工多酶凝胶体系(如图1所示)。凝胶体系中高分散的Fe离子一方面作为凝胶网络的交联剂,同时作为模拟酶的活性中心。通过模拟SOD和POD酶,先将肿瘤部位高水平的O 2 •− 催化转化为H 2 O 2 ,进一步基于肿瘤部位提升的H 2 O 2 通过级联酶催化反应实现肿瘤微环境响应的安全、高效的肿瘤成像。该人工多酶凝胶体系类似自然的过氧化物酶催化机制不产生羟基自由基,具有低毒性和高生物安全性。同时,ATRPase方法和金属配位交联技术可进一步实现多种纳米材料体系的制备,用于药物输送和其他生物医学应用。该研究成果得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等经费支持以及中国科学院强磁场科学中心的技术支持。王启刚教授团队多年来一直致力于高分子凝胶固定酶技术及其生物诊疗应用,近5年累计以通讯作者在 Adv.Mater. ,  Nat. Commun. ,  Angew. Chem. Inter. Ed. 等期刊发表SCI论文50多篇。文献链接:https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202002331  PDF:anie_202002331.pdf课题组网站:https://qgwang.tongji.edu.cn/
同济大学 2021-04-11
面向糖尿病治疗的胰岛素注射笔用一次性微型阵列式注射针头
胰岛素注射笔因具有简便易学、剂量准确、方便耐用、微痛、效佳等优点,现已广泛地运用于糖尿病患者,其上使用的都是只有一根针管的一次性注射针头,目前长度有 5mm、6mm、8mm 和 12mm 等规格,针管外径有 0.25mm、0.3mm 和 0.33mm 等规格,可以根据年龄、胖瘦程度和注射部位来进行选择。但是中国胰岛素注射技术现状调查结果显示,现有注射胰岛素患者中仍有约 37%的血糖控制不合格;94.4%的患者仅在腹部等一个部位内进行轮换注射;只有 22%的患者遵循每天同一时间注射同一部位的规则;有 30%的患者腹部注射时没有捏皮,55.4%的患者没有注射完就松开皮肤皱褶,如果使用 8 毫米的针头就可能把胰岛素打到肌肉里。由于胰岛素本身是一种生长因子,反复在同一部位注射会导致该部位皮下脂肪增生而产生硬结,再在这里注射,胰岛素的吸收率就会下降,吸收时间过长导致血糖控制不稳定。调查发现,约有 31.1%的患者注射部位已出现肿块,其中九成发生在腹部,但仍有患者选择在脂肪增生部位注射。实际上,人体适合注射胰岛素的部位不光是腹部,大腿外侧、手臂外侧 1/4 处和臀部都可以。不同注射部位的轮换指的是在腹部、手臂、大腿、臀部间轮换注射,采用轮换注射部位的方法可以有效提高疗效,避免出现并发症的几率。胰岛素注射针头长度不同,注射角度、手法也不同。如使用长度为 8 毫米、12 毫米的针头,注射时须捏起皮肤并以 45°角注射,以增加皮下组织厚度,降低将胰岛素注射至肌肉层的风险。
清华大学 2021-04-11
3-(1-芳基-2-(2-氮杂芳烃)乙基)-4-羟基香豆素及其制备方法
本发明为3-(1-芳基-2-(2-氮杂芳烃)乙基)-4-羟基香豆素及其制备方法,提供的制备方法以具有式II所示4-羟基香豆素、具有式III所示结构的芳香醛和具有式IV结构的2-烷基氮杂芳烃为原料,在有机溶剂中进行反应,得到具有式I所示结构的化合物。本发明采用“一锅法”合成了具有式I所示结构的3-(1-芳基-2-(2-氮杂芳烃)乙基)-4-羟基香豆素,合成方法操作简单,反应产率较高。而且,本发明提供
青岛农业大学 2021-01-12
广谱肿瘤分子靶向放射性新药—18F标记黄连素衍生物的开发与转化
临床肿瘤的诊断和分期依赖于影像学,核医学2-氟-2-脱氧-D-葡萄糖(18F-FDG)正电子发射计算机断层扫描/计算机体层扫描(Positron Emission Computed Tomography / Computed Tomography, PET/CT)技术在肿瘤的诊断及分期(寻找恶性肿瘤原发灶及同步探测转移灶),探测未知原发肿瘤的原发灶,探测肿瘤复发、鉴别肿瘤残留与治疗后瘢痕或坏死组织,监测治疗,帮助制定放疗计划等方面较传统的影像学方法如:CT、MIR、超声等均已显示出独特的优越性。然而,18F-FDG不具有肿瘤特异性。炎症、感染性疾病如活动性肺结核、隐球菌性肉芽肿、肺脓肿、结节病等也可出现18F-FDG高摄取,导致假阳性结果;同时,许多分化良好的低级别肿瘤,包括大多数前列腺癌、肾细胞癌、肝癌、肺类癌、支气管肺泡细胞癌、消化道和结肠粘液性肿瘤、低度恶性淋巴瘤、高分化腺癌等,葡萄糖代谢水平相对较低,更接近正常组织,18F-FDG摄取低或不摄取,可出现假阴性结果。上述18F-FDG PET/CT肿瘤显像的假阳性和假阴性结果无疑会给临床肿瘤的诊断及鉴别诊断带来巨大的挑战。因此,开发新型非18F-FDG肿瘤靶向显像诊断药物势在必行! 研究发现,黄连素——一种从小檗科植物家族中提取的苄基四异喹啉类生物碱,通过选择性作用于肿瘤细胞的线粒体,包括抑制线粒体复合物I和与腺嘌呤核苷酸转运蛋白相互作用等,诱导线粒体功能障碍,从而抑制肿瘤细胞的生长。肿瘤细胞的线粒体已成为一种优良的抗肿瘤治疗靶标。黄连素似乎可以抑制多种肿瘤细胞,包括结肠癌、前列腺癌、胶质母细胞瘤、胃癌、表皮样癌、肝癌、胰腺癌、乳腺癌、口腔癌、舌癌、白血病和黑色素瘤等多种肿瘤细胞的生长。利用黄连素对肿瘤细胞线粒体的高度靶向性特性,用放射性释放γ射线的放射性核素标记黄连素衍生物可完成活体肿瘤的靶向分子显像;用释放α离子或β等射线的治疗用放射性核素标记该黄连素衍生物,利用黄连素衍生物自身的抗癌活性和放射性核素释放射线的辐射损伤生物学效应,可实现对肿瘤的化学-放射双重治疗。 首次成功合成新的黄连素衍生物并完成18F标记,形成一种新分子——18F标记黄连素衍生物;运用PET/CT技术,初步实现了18F标记黄连素衍生物(新分子)的新用途——活体荷VX2瘤兔的肿瘤靶向分子显像,具有创新性。 查新报告显示:国内外均无相关专利及文献报道。
四川大学 2016-04-15
中山大学陈小舒、杨建荣、田国宝合作团队在抗生素耐药进化领域取得进展
在进化历程中,抗生素耐药基因的每个核苷酸位点都可能发生突变,有些突变使细菌对抗生素更敏感,有些会导致更耐药。在抗生素选择压力下,更耐药的突变类型会更容易被筛选出来,并引起逐步扩散和传播。
中山大学 2022-05-30
创新创业教育为大学生双创“导航”
“深化高校创新创业教育改革是国家实施创新驱动发展战略的需要,也是中国高等教育综合改革的需要。”教育部高等教育司司长吴岩表示,通过建基地、定标准、抓课程、强师资、推政策、强实践等举措,高校创新创业教育改革不断深化。
新华社 2020-11-13
降压型单电感双输出支路开关变换器的控制方法及控制装置
本发明公开了一种降压型单电感双输出开关变换器的控制方法及控制装置。本发明的控制方法通过调整控制选通信号序列中的高电平时钟周期数和低电平时钟周期数,可高效实时地调整第一输出支路与第二输出支路的功率比,使两输出支路的输出功率分配更合理。本发明的降压型单电感双输出开关变换器实现对第一输出支路和第二输出支路的输出功率动态分配,使得在优先满足负载供电的前提下,依然能保证对电池充电,而这两部分的功率的总和能够控制在一个较稳定的范围内,相比现有技术,即使输入额定功率较小,也可满足第一输出支路负载的正常工作。
浙江大学 2021-04-11
一种双螺纹活塞螺旋式摆动液压缸及其使用方法
(专利号:ZL 201510358405.7) 简介:本发明公开了一种双螺纹活塞螺旋式摆动液压缸及其使用方法,属于液压缸领域,其解决了现有摆动液压缸结构复杂,体积庞大,不能应用于传动精度要求高、安装和使用空间都很狭小的环境的问题。本发明的装置包括输出螺纹轴、活塞、空心螺杆和油缸缸体,还包括螺母,所述的活塞与空心螺杆连接,两者设置在油缸缸体内;所述的活塞上设有通孔;所述的输出螺纹轴与活塞组成第一级螺旋副;所述的螺母固定在油缸缸体内,螺母与空心螺杆组成第二级螺旋副;所述的第一级螺旋副和第二级螺旋副的旋向相反。本发明装置结构简单,体积小,传动精确;使用时利用较小的行程即可完成较大的摆角,适合应用于传动精度要求高、安装和使用空间都很狭小的环境。    
安徽工业大学 2021-04-11
基于直流输电的低速齿轮箱双馈型风电机组优化设计方法
本发明涉及一种基于直流输电的低速齿轮箱双馈型风电机组优化设计方法,属于风电领域。该方法采用一种双馈型风力发电系统拓扑结构对包括齿轮箱、双馈发电机(DFIG)和直流变流器的双馈型风电机组进行优化设计及控制;首先采用定子磁通矢量定向控制策略,求优化前后所述DFIG的定转子电流、总电流及直流变流器总电流之比;其次求优化后双馈型风电机组总成本Cs2;最后求风电机组优化设计参数:根据Cs2公式,绘制Cs2‑λ曲线,λ为优化前后齿轮箱增速比之比,求得Cs2的最小值和λ的最优值,由此获得优化后齿轮箱增速比和DFIG的定转子电流、同步转速、定子额定频率。本发明使齿轮箱增速比降低,可降低故障率和成本,提升系统运行可靠性。
曲阜师范大学 2021-05-07
一种基于真双极柔性直流输电系统的多目标协同控制方法
本发明公开了一种基于真双极柔性直流输电系统的多目标协同控制方法,同一换流站内正、负两极换流器独立控制;其中一极换流器采用恒交流电压幅值/频率控制方式,作为电压控制极提供稳定交流电压;另一极换流器采用有功/无功解耦控制方式,作为功率驱动极,通过修改有功功率参考值实现换流站所传输功率在正负极直流电网中的主动灵活分配。本发明通过极间协同控制策略,根据系统的有功消纳需求和运行工况协同两极间具体功率分配,功率驱动极具有良好的功率调节特性,而电压控制极的直流电压保持稳定,且能够在非正常工况下由健全极主动承担部分故障极功率,避免故障极传输功率过剩,增强了双极系统的灵活性和可靠性。
东南大学 2021-04-11
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