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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
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
一种用于发动机尾气中的银掺杂钙镁复合储存还原催化剂及其制备方法和应用
本发明提供了一种用于发动机尾气中的银掺杂钙镁复合储存还原催化剂及其制备方法和应用,本发明以ZSM‑5分子筛颗粒为载体,以可溶性镧盐和银盐为原料,碱性溶液为共沉淀剂,将La与Ag负载于分子筛颗粒表面,焙烧得到负载第一层的催化剂;将该催化剂置于溶解了氢氧化钙和氢氧化镁的丙三醇溶液中,向溶液内滴入氨水再加入硫醛或硫脲等有机物,将Ca、Mg和S负载于已负载有第一层催化剂颗粒的表面,干燥后得负载有两层活性组分的催化剂颗粒。所述催化剂可同时存储尾气中的硫氧化物和氮氧化物气体,可解决传统氮氧化物存储催化剂价格偏高、于含硫尾气中脱氮效率下降较快等技术问题,且本发明合成工艺简单,缩短合成周期,降低生产成本。
青岛农业大学 2021-04-11
一种不含粘结剂的生物有机无机全元复合微生物肥料及其制备方法和应用
本发明公开了一种不含粘结剂的生物有机无机"全元"复合微生物肥料及其制备方法和应用,属于农业高新技术.所用肥料原料为粉粹过筛的生物有机肥和粉粹后的无机化肥;生物有机肥所用菌株为解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens SQR‐9;所用化肥为硫酸铵,过磷酸钙和氯化钾.工艺流程为将原料根据养分需求配比混匀,加入圆盘造粒机,间歇性喷雾造粒,分筛,最终在温度≤50℃条件下烘干至含水质量比低于20%,包装即为商品生物有机无机"全元"复合微生物肥料.此工艺大大降低了生物有机无机肥的生产成本,操作简单,肥料成粒率好,造粒效率高 。
南京农业大学 2021-04-13
一种利用甲壳废弃物制备甲壳素L-乳酸钙和复合氨基酸或肽的方法
研发阶段/n一种利用甲壳废弃物制备甲壳素L-乳酸钙和复合氨基酸或肽的方法  本发明涉及一种通过微生物发酵虾蟹等甲壳废弃物制备甲壳素、L-乳酸钙和复合氨基酸或肽的方法,具体为甲壳废弃物在鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus?rhamnosus)CICC6003和枯草芽孢杆菌(Bacillus?subtilis)CICC23579种子液中发酵后获得L-乳酸钙,然后在米曲霉(Aspergillus?oryzae)CICC41477种子液中发酵后获得复合氨基酸或肽和甲壳素。本发明的方法可以实现虾蟹等甲壳
湖北工业大学 2021-01-12
基于聚丙烯酸钠-阳离子表面活性剂复合物渗透汽化优先透醇膜的制备方法
本发明公开了一种基于聚丙烯酸钠-阳离子表面活性剂复合物渗透汽化优先透醇膜的制备方法。首先制备聚丙烯酸钠-阳离子表面活性剂复合物,后将其溶解在有机溶剂中,采用溶液涂覆法制备均质渗透汽化透醇膜。聚丙烯酸钠-阳离子表面活性剂复合物内部的离子交联结构能够有效抑制该均质渗透汽化透醇膜在醇/水料液中溶胀,保持膜的稳定性;同时,疏水长链和聚电解质的疏水主链,能提供膜对醇的优先选择吸附。通过调控聚丙烯酸钠的分子量和离子化程度,表面活性剂的种类以及分子链结构和聚集形态,能够制备不同的复合物和复合物膜。采用本发明所用的方法可以大大提高渗透汽化膜的渗透性,且该类优先透醇膜制膜方法简单易行、成本低廉。
浙江大学 2021-04-13
季铵盐型阳离子聚电解质-阴离子表面活性剂复合物的制备方法及用途
本发明公开了季铵盐型阳离子聚电解质-阴离子表面活性剂复合物的制备方法及用途。首先采用溶液滴定络合的方式制备季铵盐型阳离子聚电解质-阴离子表面活性剂复合物,后将其溶解在有机溶剂中,将其涂覆在支撑层上,烘干得到季铵盐型阳离子聚电解质-阴离子表面活性剂复合物渗透汽化优先透醇膜。季铵盐型阳离子聚电解质-阴离子表面活性剂复合物内部的离子交联结构能够有效抑制该渗透汽化透醇膜在醇/水料液中的过度溶胀,保持膜的稳定性;同时,表面活性剂的疏水长链和聚电解质的疏水主链,能提供膜对醇的优先选择吸附。因此,该类优先透醇膜制膜方法简单易行、成本低廉,具有良好的工业化应用前景。
浙江大学 2021-04-13
华南理工团队首次报道选择性抗肿瘤的pH超敏溶瘤纳米材料
研究通过发展了具有“质子晶体管”效应的pH超敏纳米去垢剂,使得具有裂解细胞膜活性的材料在杀灭肿瘤细胞的同时,突破了以往该类材料对正常细胞和组织的高毒性问题,为肿瘤乃至耐药肿瘤的治疗提供了新策略和新思路。
华南理工大学 2022-04-04
东南大学孙岳明/代云茜教授团队在Nature Communications发表多级孔无机纳米纤维增韧增强的最新研究成果
近日,东南大学化学化工学院孙岳明/代云茜教授团队在国际著名学术期刊Nature Communications在线发表题为“Hierarchical triphase diffusion photoelectrodes for photoelectrochemical gas/liquid flow conversion”的研究论文。该研究通过克服无机半导体氧化物的本征脆性,实现多级孔无机纳米纤维的增韧增强,获得首款多相扩散光电极,首次实现了光电流动化学转化。
东南大学 2023-07-11
均一Fe3O4微球从纳米到微米级尺寸控制合成及癌症早期诊断与预警的血液肿瘤细胞快速检测
该成果采用两亲性多元醇还原的溶剂热法可控制备具有高度单分散性的 Fe3O4 微球,实现了微球尺寸在 50~1200 nm 范围的可调,其>500 nm 的高单分散性的大尺寸磁珠未见文献报道。以 SiO2 等包覆所获得的高单分散性磁珠易于氨基和羧基化,从而在偶联剂(如碳二亚胺)等作用下,易于实现纳米磁珠与 CD45 等抗体的有效结合。目前磁珠表面包被 CD45 等抗体的试验已顺利完成。 该成果提出了纳米磁珠的全尺寸控制合成新思路,在高效包被 CD45 等抗体阴性富集实体瘤循环血液中稀有癌细胞的检
扬州大学 2021-04-14
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