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/

凝胶电解质具有电导率高，界面电阻小，安全性高，稳定性好等优势，有望替代传统锂金属电池液体电解液，解决锂金属电池的电解液泄露、高温胀气、锂枝晶等安全问题。 纳米纤维具有纤维直径小、比表面积大、孔隙率高、柔软、耐高低温及有机溶剂腐蚀等特点，保证纳米纤维锂离子电池凝胶电解质具有很强的吸液和保液能力。纳米纤维作为凝胶电解质支撑层不仅保证具有足够的吸收聚合物液体的能力，而且保证电解质的柔性，为可穿戴电子设备提供柔性电源。

凝胶电解质具有电导率高，界面电阻小，安全性高，稳定性好等优势，有望替代传统锂金属电池液体电解液，解决锂金属电池的电解液泄露、高温胀气、锂枝晶等安全问题。纳米纤维具有纤维直径小、比表面积大、孔隙率高、柔软、耐高低温及有机溶剂腐蚀等特点，保证纳米纤维锂离子电池凝胶电解质具有很强的吸液和保液能力。纳米纤维作为凝胶电解质支撑层不仅保证具有足够的吸收聚合物液体的能力，而且保证电解质的柔性，为可穿戴电子设备提供柔性电源。纳米纤维凝胶电解质具有以下优势:1）具有足够的化学和电化学稳定性，有一定的耐湿性和耐腐蚀性；纳米纤维凝胶电解质膨胀收缩现象不明显，小于 5%，电化学稳定窗口在 0-5 183 / 298V，满足锂离子电池使用要求，甚至为高压正极材料提供保证。2）对电解液润湿性好，有足够的吸液保湿能力；纳米纤维高的孔隙率，且大部分孔都是连通孔，保证了凝胶电解质与电极之间良好的浸润性，增加了离子导电性，提高电池的容量，改善电池的充放电效率和循环性能。3）高低温性能优异，电导率高；电池的使用温度范围通常在-20-60 ºC，商用 PP 膜在 100 ºC 保持 10 min 收缩率达 10%，但纳米纤维隔膜在 140 ºC 下横向和纵向收缩率<2%，在 50 ºC 高温条件下，相比于商用隔膜循环小于 100 次，纳米纤维隔膜在循环 300 次后容量保持在 83.5%。4）具有一定的抗张强度和抗刺穿强度；纳米纤维膜的垂直拉伸强度>3.035 N，避免了凝胶电解质被锂枝晶刺穿，发生短路，提高安全性。5）成本低，适用于大规模工业化生产；我们从设备到工艺已实现自主研制和开发，静电纺纳米纤维膜已实现大规模生产。

纳米分子探针是一类能准确回答生物医学问题的功能性物质, 它介于药物与传统医疗器械之间，具有 “看得早、准、全”特征，是可视化探测分子细胞水平异常的利器，对于检测早期的肿瘤病变、老年退行 性病变（阿兹海默症）有重要的潜在价值。已有多种模态的肿瘤分子探针问世, 它们可通过分子成像对肿 瘤多种恶性表型特征进行检测, 为肿瘤精准治疗提供依据。本项成果利用对生物组织高穿透能力的近红外 激光照射源，激发磁光热三模态纳米探针，使其通过分子影像方式提供早期肿瘤病变形态及其分子生物学 信息，并在诊断的同时进行光热-光动力学联合协同治疗，实现早期肿瘤的安全及时诊治。上述多模态纳 米探针采用特殊的纳米组装技术制备，在探针的特异性肿瘤靶标挂接、诊治效率提升及纳米毒性控制三个 关键环节都取得了良好的成果，为推动这项探针新技术的临床前应用打下了坚实的基础。

产品详细介绍 凝胶成像价格，凝胶成像技术，凝胶成像参数 凝胶成像即：对DNA或RNA胶 进行切胶、拍照、观察、分析的实验室类仪器，凝胶成像系统可以应用于分子量计算、密度扫描、密度定量、PCR定量等生物工程常规研究。 1、引领国际潮流的人性化设计！工程塑料模具成型，安全、美观、轻便； 2、防紫外弹出式观察窗，无需电脑，观察原始实验结果，方便、快捷； 3、左右侧双开门的一体化割胶装置，配合观察窗使用，舒适、安全； 4、专业软件系统支持的全电脑控制+触摸控制面板双控制体系，控制电源开关、光源控制、光圈、聚焦等观察和拍摄工作，实现污染现场和电脑操作现场隔离，防止交叉污染，确保操作者安全； 5、抽屉式样品载物台，方便取放样品； 6、紫外自动防护装置：拉出载物台取放样品，系统自动关闭紫外光源，防止实验者被高强   度紫外光照射。特殊情况亦可暂时解除防护功能，方便箱体外部的切胶操作。 7、紫外灯管10分钟定时关闭功能，有效延长紫外灯管和紫外玻璃的使用寿命。 主要参数：

产品详细介绍  冷CCD凝胶成像|凝胶分析软件|凝胶电泳成像 凝胶成像系统|凝胶成像分析系统|凝胶成像仪|化学发光凝胶成像|化学发光凝胶成像系统||数字凝胶成像系统|冷CCD凝胶成像|凝胶分析软件|凝胶电泳成像 1、引领国际潮流的人性化设计！工程塑料模具成型，安全、美观、轻便； 2、防紫外弹出式观察窗，无需电脑，观察原始实验结果，方便、快捷； 3、左右侧双开门的一体化割胶装置，配合观察窗使用，舒适、安全； 4、专业软件系统支持的全电脑控制+触摸控制面板双控制体系，控制电源开关、光源控制、光圈、聚焦等观察和拍摄工作，实现污染现场和电脑操作现场隔离，防止交叉污染，确保操作者安全； 5、抽屉式样品载物台，方便取放样品； 6、紫外自动防护装置：拉出载物台取放样品，系统自动关闭紫外光源，防止实验者被高强   度紫外光照射。特殊情况亦可暂时解除防护功能，方便箱体外部的切胶操作。 7、紫外灯管10分钟定时关闭功能，有效延长紫外灯管和紫外玻璃的使用寿命。 主要参数：

利用超分子凝胶网络溶胀吸收多种荧光小分子而不互相干扰，成功实现了凝胶材料荧光的多色调制，为构筑荧光可调制软材料提供了一种新的方法。他们首先设计合成了如下图所示具有良好溶胀性能的水凝胶，这种水凝胶含有两种互不干扰的键合位点（金刚烷基团和磺化杯[4]芳香烃基团，图2），其中磺化杯[4]芳香烃对水凝胶的高度溶胀起到关键性的作用，并且这种高度溶胀性能提升了荧光分子进入水凝胶的扩散速率。这两个键合位点可以分别键合染料分子四苯乙烯修饰的β环糊精（TPECD，蓝色荧光）和4-[4-（二甲基氨基）苯乙烯基]-1-甲基吡啶鎓碘化物（DASPI，橙色荧光）而不互相干扰，并且键合作用可以大幅度增强染料的荧光发射强度。他们还通过调节凝胶溶胀过程中外液TPECD和DASPI的浓度比例，成功构筑了可以发出蓝色、黄色，特别是白色荧光的超分子水凝胶。与已知的用于构筑发光凝胶的方法相比，先构筑凝胶、后引入荧光基团制备可调节荧光水凝胶的方法非常简便，为水凝胶在可调控有机发光显示器或光学器件中的应用奠定了基础。

北京科技大学材料科学与工程学院生物医用材料研究室研制开发的半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体是一种新型医用生物材料，可用于人关节软骨的修复或替代。本项目成果属国内外首创，其应用和推广不但会产生100万元／年的经济效益，而且能带来巨大的社会效益。利用反复冷冻－融化法可将聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，缩写PVA）水溶液凝胶化而制成聚乙烯醇水凝胶弹性体（PVA hydrogel elastomers, 缩写PVAHE），由于其PVA结晶度为50％－60％，因此又称为半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体。1998年以来，这种人工关节软骨材料通过三次动物实验（共19个月）表明生物相容性很好，植入材料（PVAHE）周围组织未产生任何炎性反应和退变。2000年6月至2001年10月曾在中国药品生物制品检定所动物实验室进行PVAHE生物学评价并通过产品注册检测。目前，已达到临床应用的水平。从1996年以来，本项目的研究和研制开发工作是在北京市自然科学基金（3962006）、国家自然科学基金（59775038）和北京市科技项目合同（954020400）资助下历时5年完成的。多年实验室试验和动物试验表明，半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体是一种很有产业化前景的医用表面修复材料，它具有以下特点：（1）润滑性能良好（摩擦系数0.05，磨损系数小于10-7mm3/Nm）;（2）充分的吸震能力（含水率70％－80％，多微孔）；（3）很好的生物相客性；（4）弹性大，强度高（压缩模量14MPa，压缩强度4MPa）；（5）能与宿主骨（软骨下骨）牢固连接（界面剪切强度1MPa）。 半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体的结构和性能非常接近于人关节软骨，其主要用途是在矫形外科手术中用于修复或替代关节软骨。典型产品为厚度2~3mm的平板状水凝胶弹性体（白色、不透明、触感类似于橡胶）。

成果简介：当代化工、制药等领域正在面临深刻变革，新材料的出现，助推了这一趋势。山东大学科研团队长期致力于各种新型纳米材料的研制，获得了多个品类的新型纳米材料。 ① 新型碳纳米材料 以块体富碳材料和小分子有机化合物为原料，利用混酸回流、无溶剂热解等方法，制备了发光纳米碳；以多胺为原料，制备了超高分子量聚合物和碳纳米颗粒；以有机羧酸为原料，制备了生物相容性纳米碳。产品可用于发光二极管、荧光油墨、油田、食品等多个领域。 ② 结构精确的胶体银 以硝酸银和巯基烟酸为原料，碱性条件下制备了具有原子级精准结构的银簇，主体框架为六个银原子形成的八面体，外围被六个巯基烟酸配体保护起来。该纳米材料可溶于水，形成胶体银，具有抗菌等功效。 ③ 强吸附多孔材料 共价有机多孔材料具有比表面积大、稳定性高、可塑性强等优点。把对二氧化碳具有亲和作用的富氮基功能团引入共价有机框架材料，制备了一系列富氮基共价有机多孔材料，可选择性吸附二氧化碳。该方法可替代传统二氧化碳处理方法，即有机胺水溶液吸收法，能够降低能耗，减少环境污染。 ④ 纳米纤维素 利用酸解法，制备了纳米纤维素水分散液，品质高，性能稳定。 成果相关图片：

活性物质缓释胶囊是近年来研究最多的药物活性物质制剂技术, 它具有延长药物作用时间、定向靶位给药、减少药物毒副作用等优点，在现代 药物制剂中受到了广泛的应用。纳米壁材的研制是在微胶囊的基础上，将壁材 的尺寸进一步减小，增大比表面积，进一步提高包埋率和运载效果。但国内外 对于纳米包埋技术的研究多集中在以壳聚糖、海藻酸钠、合成树脂等材料作为 壁材的开发上，这类壁材价格相对较贵，不利于商业化推广。国内外未发现有 利用生物酶法制备活性物质缓释胶囊的相关报道。 该技术以淀粉纳米颗粒为壁材对包埋活性物质进行包埋，制备纳米缓释胶 囊。淀粉纳米颗粒利用生物酶法制备，生产成本低、周期短、不易造成环境污 染，并且纳米颗粒集中在 50-120nm 左右，粒径小、比表面积大，有利于活性物 质的包埋，包封效果好。经过中试研究，该技术制备的淀粉纳米颗粒活性物质 缓释胶囊在胃部的降解率极低，大部分活性物质在肠道内消化吸收，有效的提 高了活性物质的生物利用率。 生产条件及经济效益预测：纳米颗粒缓释胶囊的初步市场估价为 10-100 万 元/吨。项目投产后，年加工量 100 吨的生产线，估算投资额为 3000 万，可产 生经济效益 4250 万元，实现利税 2000 万元。年加工量 200 吨的纳米颗粒缓释 胶囊生产线，估算投资额为 5000 万，可产生经济效益 8500 万元，实现利税 4000 万元。年加工量 400 吨的纳米颗粒缓释胶囊生产线，估算投资额为 7000 万，可青岛农业大学科技成果介绍 2017 －54－ 产生经济效益 1.5 亿元，实现利税 8000 万元。因此，该项目盈利性强、投资回 报率高、贷款偿还期短，经济效益上可行。