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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
一种片段缩合制备醋酸阿托西班的方法一种片段缩合制 备醋酸阿托西班的方法
醋酸阿托西班为环九肽,是一种催产素类似物,是子宫内及蜕膜、 胎膜上催产素受体的竞争性拮抗剂,可剂量依赖的抑制宫缩,推迟不 足月分娩,达到保胎的目的,在临床上用于治疗早产。 在现有的醋酸阿托西班合成方法中,液相合成产生较多废液,反 应时间长,每偶联一个氨基酸都需要进行纯化,后处理繁琐,收率低, 不利于产业化生产。 固相合成方法中中国专利 CN101314613 、 CN101696236 、 CN1039
兰州大学 2021-04-14
一种具有可光致细胞脱附的二氧化钛/白蛋白/生物信号分子复合涂层及其制备方法
本发明公开的具有可光致细胞脱附的二氧化钛/白蛋白/生物信号分子复合涂层,自下而上依次有基底、二氧化钛纳米点层以及白蛋白与生物信号分子层,其中,二氧化钛纳米点层中二氧化钛纳米点的尺寸为20~300nm,密度为1.0×109~1×1011/cm2,白蛋白与生物信号分子层充满二氧化钛纳米点之间的间隙,并覆盖二氧化钛纳米点。其制备:包括制备二氧化钛前驱体溶胶;依次将前驱体溶胶、白蛋白与生物信号分子的混合物旋涂在基底上并进行热处理。该所得到的复合涂层具有良好的生物相容性有利于细胞的初始附着、增殖和后续脱附。可广泛用于体外细胞培养和组织工程等生物医学工程领域。
浙江大学 2021-04-13
一种具备三维多孔结构的纳米二氧化钛-石墨烯复合材料制备方法及其产品
本发明公开了一种用于制备纳米二氧化钛-石墨烯复合材料的方法,包括:(a)向浓度为1-4mg/mL的氧化石墨烯溶液中加入二氧化钛纳米颗粒,其中氧化石墨烯与二氧化钛之间的重量比控制为10:1~1:10,并获得分散液;(b)将所获得的分散液置入反应釜中,在120-200℃的条件下执行水热反应2-12小时,然后经过冷冻干燥处理即得到具备三维多孔结构的纳米二氧化钛-石墨烯复合材料产品。本发明还公开了相应的复合材料产品及其特定用途。通过本发明,能够以简单、易于操作并适合大规模生产的方式来制备纳米二氧化钛-石墨烯复合材料产品,且其所制得的产品具备比表面积大的三维多孔结构,并尤其适用于制作超级电容器或用于执行环境污染处理。
华中科技大学 2021-01-12
涂附于彩钢板表面的纳米二氧化钛功能性膜 规模化制备关键技术研究
本项目制备了具有低温固化性能的纳米二氧化钛溶胶,利用现代涂布技术,在彩钢板表面涂附具有分解有害物质、抗菌、杀菌、防污、自清洁功能的纳米二氧化钛涂层,使传统的彩钢板具有更广泛的用途和更优异的特性。 纳米二氧化钛光催化剂具有两个最显著的特性:在紫外光照射下具有光催化活性和超亲水性。光催化活性可以分解吸附在表面的一些有机物、有害气体和生物体。超亲水性具有易洗、防污、抗污的能力。如果在彩钢板的表面涂附上具有光催化活性和超亲水性的纳米二氧化钛涂层后,可防止真菌、微生物、霉菌及细菌在钢板表面繁殖,分解吸附在表面的任何有机物,还具有防污,自清洁作用,将适应于电子工业厂房、特殊医用检查室(X射线、磁共振、超声波等),无菌病房和实验室以及一些净化和家电设备,填补了国内空白。这些具有特殊功能的高档次彩钢板在中国的潜在市场很大,很有发展前景。 本研究项目的关键技术和创新点在于如何解决低温固化纳米二氧化钛溶胶的制备、纳米二氧化钛涂层和彩钢板固有涂层之间的结合牢度、膜透明性以及光催化活性之间的矛盾。中试规模的纳米二氧化钛溶胶经过鼎升金属材料有限公司和山东陵县江南净化彩板有限公司在彩钢板上涂布使用后,反应良好。涂布纳米二氧化钛功能膜的彩钢板经过吴江市东吴机械有限责任公司使用后,肯定了本项目所制备的彩钢板具有分解有机物、抗菌、防污、自清洁功能。
华东理工大学 2021-04-13
一种可选择性分离富集巯基化合物的复合纳米纤维材料及其制备方法与应用方法
本发明公开一种可选择性分离富集巯基化合物的复合纳米纤维材料及其制备方法与应用方法,该复合纳米纤维材料为以高分子聚合物纤维为芯层,以纳米金属颗粒为皮层的纳米金属颗粒功能化纳米纤维,由金属化合物、高分子聚合物和溶剂制成,以溶剂体积计,金属化合物加入量为0.5mol/L、高分子聚合物加入量为10~15g/100ml;其制备方法为:将高分子聚合物加入溶剂中,待其溶解后,加入金属化合物、混匀,将溶液置于室温下持续搅拌,得到高分子聚合物/金属盐前驱体溶液;将前驱体溶液静电纺丝制成高分子聚合物/金属离子复合纳米纤维,再经原位还原得到纳米金属颗粒功能化纳米纤维,其对巯基化合物有选择性吸附作用,可在巯基化合物的提取、制备、检测方面广泛应用。
东南大学 2021-04-11
北京大学透射电镜直接电子成像系统公开招标公告
透射电镜直接电子成像系统 招标项目的潜在投标人应在华采招标集团有限公司(北京市丰台区广安路9号国投财富广场6号楼1601室)获取招标文件,并于2022年06月22日 14点00分(北京时间)前递交投标文件。
北京大学 2022-05-31
天津大学地科院多功能碳十四石墨化系统公开招标公告
天津大学地科院多功能碳十四石墨化系统招标项目的潜在投标人应在天津市河东区大桥道52号渤轻党校B座1层104室获取招标文件,并于2022年06月21日09点30分(北京时间)前递交投标文件。
天津大学 2022-05-31
长安大学桥梁多功能气候环境模拟试验系统采购项目公开招标公告
长安大学桥梁多功能气候环境模拟试验系统采购项目招标项目的潜在投标人应在电子邮箱(490786920@qq.com)获取招标文件,并于2022年06月22日09点30分(北京时间)前递交投标文件。
长安大学 2022-05-31
新能源电力系统安全风险评估及其应用关键技术研究
大规模风电、光伏等可再生能源的接入是新能源电力系统的重要特征,其发电、负荷、设备故障以及天气等因素的多重不确定性交互渗透,对信息控制系统产生严重依赖,使系统安全面临严峻的挑战。   为全面提升新能源电力系统防御风险的能力,华北电力大学刘文霞和张建华教授团队在 2007 至 2016 年间 ,承担了国家科技部和国家自然科学基金委等 5 个纵向课题,同时与贵州、海南和吉林省等多家电力公司合作,从电网规划、运行、应急和信息四个应用领域入手本项目从电网规划、运行、应急和信息四个应用领域入手,开展风险评估理论及其应用关键技术研究。取得的创新性成果如下:   (1)创新提出了表征新能源不确定性影响的电压波动风险量化评价方法,突破了复杂大电网风险评价效率和风电场模型精度低的技术难题,研发了计及多重风险的大规模风电并网规划方案辅助决策系统(见图1、图2a);   (2)提出了大规模风电并网下电力系统小信号稳定性与运行风险评估新方法,建立了融合运行风险的优化调度框架,率先研发了电网短期和超短期风险评估系统(见图2b),填补了国内外该应用领域空白;   (3)提出了电力系统大停电风险的辨识与预警方法,解决了大规模风电接入情况下电网自组织临界态的辨识难题,首次建立了区域电网大停电风险的应急管理体系;   (4)系统地提出了设备、厂站及广域系统三个层面的电力信息安全评估方法,突破了信息-物理域耦合带来的安全性量化难题,为新能源电力系统的安全经济运行提供了信息安全技术支撑。   基于此项目,研究团队共申请发明专利 11 项,已授权 7 项;软件著作权 3 项;发表论文 76 篇,其中 SCI 论文 10篇、 EI 期刊论文 46 篇,总被引用量 29237 次;专著 1 册。同时,此项目成功应用于北京、华北电网的安全和应急体系建设,有利支撑了奥运保电;研发的应用系统应用于贵州、海南和吉林等省,创造了巨大的经济效益。
华北电力大学 2021-02-01
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