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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
一种四氧化三钴纳米线阵列、其制备方法以及作为锂离子电池负极的用途
本发明涉及一种四氧化三钴纳米线阵列、其制备方法以及作为锂离子电池负极的用途。该四氧化三钴纳米线阵列,其形貌为菱形结构,菱形的边长为100nm~500nm,菱形内角的锐角为30°~60°,阵列长度为5μm~20μm。本发明还提供了制备该四氧化三钴纳米线阵列的方法,以一定摩尔比的钴盐、化学结合剂、碱性反应物和水在常温下进行混合搅拌,将混合均匀的溶液移入反应釜中,并将干净的衬底置于溶液中进行水热反应后取出冲洗,再在惰性气氛中热处理,得到四氧化三钴纳米线阵列。本发明的四氧化三钴纳米线阵列可直接作为锂离子电池负极,能明显提高电池的比容量和循环性能,放电容量高达1000mAh/g以上,是一种理想的锂离子电池电极材料。
浙江大学 2021-04-11
一种可降解型酸性离子液体催化制备2,4,5-三芳基取代咪唑的方法
(专利号:ZL 201410111970.9) 简介:本发明公开了一种可降解型酸性离子液体催化制备2,4,5-三芳基取代咪唑的方法,属于化学材料制备技术领域。该制备方法中苯偶酰、芳香醛和醋酸铵的摩尔比为1∶1∶2~4,可降解型酸性离子液体催化剂的摩尔量是所用芳香醛的3~5%,反应溶剂乙醇的体积量(ml)为芳香醛摩尔量(mmol)的1~3倍,回流反应0.5~2h,反应结束后旋蒸出溶剂,加入水后有大量固体析出,碾碎固体,静置,抽滤,所得滤渣水
安徽工业大学 2021-01-12
大气压低温等离子体技术在能源转化和环境污染治理等方面的应用
气体放电低温等离子体中含有大量活性粒子,包括高能电子、离子、自由基、活性原子和分子及紫外光子等,能够激发一系列物理和化学反应,而宏观温度又可以保持较低水平,可以使低温下难以发生的反应得以实现。此外,等离子体技术和传统的催化剂相结合能够产生等离子体催化协同效应。本项目面向目前亟待解决的能源和环境问题,设计研发了不同结构的同轴介质阻挡放电反应器、刀片式滑动电弧反应器以及旋转滑动电弧反应器等,这些反应器结构简单、制作成本低、可与传统催化等技术相结合,并且可实现工业化放大;另外开发了适用于这些反应器的交流高
南京工业大学 2021-01-12
一种锂离子电池正极材料 LiFePO4/C 复合材料的制备方法及产 品
本发明提供了一种锂离子电池正极材料 LiFePO4/C 复合材料的 制备方法,具体为:(1)将碳酸锂、磷酸铁和草酸加入聚合物水溶液 中搅拌,得到混合物;(2)对混合物进行球磨,在球磨过程中,草酸 作为还原剂将磷酸铁锂化,制备出无定型的前驱体;(3)对前驱体进 行煅烧,在煅烧过程中,通过聚合物的高温分解将前驱体进一步还原 锂化,并且聚合物作为碳源合成出 LiFePO4/C 复合材料。本发明方法 环境友好,制备过程简单,制备成本低,制备产物颗粒均匀,易实现 工业化生产。
华中科技大学 2021-04-13
一种新型胍类磁性离子液体及其去除非极性溶液中含硫有机物的用途
本发明涉及一种磁性离子液体,特指基于胍基官能团的离子液体的制备方法及在萃取脱除非极性溶液中含硫有机物的用途。其结构如通式(I)所示,该类离子液体是典型的室温离子液体,具有很低的熔点及很高的沸点,室温呈液态,蒸汽压低,稳定性好,与非极性溶剂互溶度极低;具有极高的脱硫效率,可在3~6min达到脱硫的萃取平衡;选择性高,不会对原来的非极性溶液产生污染及着色。该发明的磁性离子液体之中,当n=1.5~2时,具有很高的顺磁性,其比磁化系数大于59.1×10-6emu/g,优于已有的报道。因此,萃取脱硫结束后可以通过外加磁场的方法方便地实现离子液体和非极性溶剂的分离。该类磁性离子液体通过加水稀释并用四氯化碳反萃取的方法能恢复其性能,并且可以循环多次使用而不会引起脱硫效率的明显降低。脱除的含硫芳环化合物也能通过减压蒸馏富集并实现回收利用。
四川大学 2017-12-28
安徽大学张朝峰教授团队在AFM上发表关于水系锌离子电池的最新研究成果
水系锌离子电池具有安全、成本低等优点,被认为是大规模储能的理想选择。锌负极在负极/电解质界面容易发生枝晶生长和寄生副反应等,进而导致水系锌电较差的循环性能等问题。
安徽大学 2022-10-10
一种用于激光解吸离子化质谱的螺旋二十四面体结构基底
本发明公开了一种用于激光解吸离子化质谱的螺旋二十四面体结构基底,该基底为三维网络状结构,表面覆盖一层贵金属,能与激光发生耦合,吸收并转移激光能量到待测分析物分子,使之脱附并裂解成带电荷的分子碎片。所述的螺旋二十四面体结构(Gyroid结构)服从以下关系:其中L为螺旋二十四面体结构的周期,t调节螺旋二十四面体结构的形貌。
东南大学 2021-04-14
我国科学家发现小分子药物调控人源电压门控钠离子通道蛋白的结构学基础
电压门控钠离子通道蛋白在产生和传导动作电位中发挥重要作用。在哺乳动物中,基于组织特异性,至少有9种电压门控钠离子通道异构体,其中命名为“Nav1.3”的电压门控钠离子通道蛋白在中枢神经系统中表达量高。
科技部生物中心 2022-03-23
一类芳香杂环酮类化合物的锂离子二次电池正极材料及应用
本成果发明的一类芳香杂环酮或酮醌类化合物作为锂离子二次电池正极材料,是以具有芳香杂环酮或酮醌为电化学氧化还原位点的有机化合物,包括芳香杂环酮和芳香杂环酮醌类衍生物。该类化合物以芳香共轭酮或酮醌骨架上的羰基与锂离子的反应为作用机制并以羰基为反应活性位点,酮羰基、酮醌羰基是都是有机化合物正极材料中普遍使用的活性官能团之一,能够用于实现较高的比容量、更正的氧化还原电位和更高的放电电位,并作为高比容量、高循环性能的锂离子正极材料。 该类
南京工业大学 2021-01-12
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