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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
大田滴灌用水力旋喷自动吸附网式过滤器
随着节水农业的兴起,滴灌、喷灌技术正被越来越广泛地应用。目前已建成的系统 首部,控制系统采用人工手动控制的较多,系统自动化程度低,且产品单一,而过滤器 作为系统首部的核心设备,用户急需技术含量高的产品。 针对以上问题,研制和开发了一套大田滴灌水力旋喷自动吸附网式过滤器及其控制 系统,克服了以往过滤器体积大,水头损失大、操作复杂的缺点,符合当代农业主的需 求。该技术产品具有不同60、80、100、120等不同目数和不同结构的过滤器产品,不仅 用于滴灌,还可以用于喷灌等灌溉方式,适应范围广。生产工艺成熟、产品质量稳定。
青岛农业大学 2021-04-11
大田滴灌用水力旋喷自动吸附网式过滤器
随着节水农业的兴起,滴灌、喷灌技术正被越来越广泛地应用。目前已建成的系统首部,控制系统采用人工手动控制的较多,系统自动化程度低,且产品单一,而过滤器作为系统首部的核心设备,用户急需技术含量高的产品。 针对以上问题,研制和开发了一套大田滴灌水力旋喷自动吸附网式过滤器及其控制系统,克服了以往过滤器体积大,水头损失大、操作复杂的缺点,符合当代农业主的需求。该技术产品具有不同60、80、100、120等不同目数和不同结构的过滤器产品,不仅用于滴灌,还可以用于喷灌等灌溉方式,适应范围广。生产工艺成熟、产品质量稳定。
青岛农业大学 2021-05-07
高性能有机染料及重金属离子吸附剂
利于镣基层状双氢氧化物LDH纳米材料比表面积大、层间阴离子可以交换的 特点,先后研发了 NiFe系、NiCo系、CoFe系LDH吸附剂,实现了对有机染料 亚甲基橙色M0、重金属离子Cr6+、As3+的吸附
重庆大学 2021-04-11
一种土壤重金属吸附剂及其制备方法
本发明公开了一种土壤重金属吸附剂及其制备方法,所述土壤 重金属吸附剂的密度小于 1g/cm3,所述土壤重金属吸附剂包括质量比 为 1:1~100000:1 的漂浮核以及杂化材料,其中,所述漂浮核的粒径为 10μm~2000μm,密度小于 0.5g/cm3;所述杂化材料包覆于所述漂浮 核的外表面;所述杂化材料包括 0.001wt%~20wt%的具有螯合基团的 有机高分子以及 99.999wt%~80wt%的纳米无机化合物。本发明还公
华中科技大学 2021-01-12
变压吸附回收一氧化碳及乙烯技术
在乙烯及炼油工业生产过程中通常要排放部分循环气体,从而造成大量乙烯损失,比如全国乙烯氧化生产环氧乙烷排放损失的乙烯总量就达到1.5万吨左右,FCC装置集中的地区排放造成的乙烯损失数量更是相当可观,而且排放气组分复杂,典型的环氧乙烷排放气组成为C2H429.16%、CH453.6%、C2H60.19%、O25%、Ar3.24%、N21.3%、CO27.
南京工业大学 2021-01-12
能安全吸附水体中镉的生物炭的制备方法
本发明公开了一种能安全吸附水体中镉的生物质炭的制备方法,包括以下步骤:1)、将收割后的象草除杂后风干,然后依次进行粉碎、烘干;2)、粉碎烘干后的象草放入炭化炉内,然后以4~6℃/min的速率升温至480~520℃进行隔氧炭化反应,保温反应1.8~2.2h;3)、将步骤2)所得的炭化后象草冷却至室温,粉碎过筛,得生物质炭。本发明克服了现有吸附技术治理重金属污水过程中吸附效率不高、易导致二次污染和成本较高这三大问题;同时对植物废弃物中碳素进行了稳定封存,减少了二氧化碳排放,具有显著的生态效益。
浙江大学 2021-04-13
处理含铜重金属废水的黄豆粕吸附剂
基于以废治废的环保理念,利用农业废弃物黄豆粕(大豆炼油后的副产品)制备廉价高效的改性   黄豆粕吸附剂,用于去除废水中的重金属铜,去除率高达   95.68%。改性黄豆粕吸附剂的开发,第一符合循环经济的理念,实现了黄豆粕的资源化利用;第二解决了环境污染问题,变废为宝,达到以废(废 弃物) 治废(废水)的效果。
北京工业大学 2021-04-13
颗粒化微生物吸附剂用于废水染料回收(技术)
成果简介:含染料废水的脱色一直是印染行业和染料工业所面临的重大问题之一。目前用于该类废水脱色处理的工艺和技术如活性炭吸附、化学絮凝、 臭氧氧化、光催化氧化等,虽然具有较好的脱色性能,但处理成本高,难以广泛使用;并且它们只能用于废水脱色,不能完成染料回收。如果能对上述有色废水中的染料进行回收,尤其是对那些含高浓度染料且组分相对简单的 工序废水进行单独处理和染料回收,不但解决了其脱色问题,还具有较好的 经济效益,应用前景可观。利用颗粒化微生物吸附回收废水染料正是基于这一思路而开发的染料废水处理新技术本
北京理工大学 2021-04-14
一种自由可调的电磁吸附式柔性胎架结构
项目简介 将胎架支撑杆改为上、下螺纹管,通过旋转上螺纹管来达到宏微调节高度的目的, 有效地避免了传统胎架中胎架管利用率低的问题,大大减少了材料的浪费,降低了加工 成本,提高了设备占用率,缩短了工期。电磁式带弧度托板和分段是通过电磁铁进行连 接的,降低了传统胎架中通过焊接带来的安全隐患,无需焊接,无需后续打磨工作,降 低了加工成本,提高了设备利用率,缩短了工期。胎架与分段通过电磁式带弧度托板连 接,连接面积远远大于传统电焊面积,有效减少了胎架个数,稳定性增强,而且可以重 复使用。由于胎架
江苏大学 2021-04-14
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