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/

临床肿瘤的诊断和分期依赖于影像学，核医学2-氟-2-脱氧-D-葡萄糖（18F-FDG）正电子发射计算机断层扫描/计算机体层扫描(Positron Emission Computed Tomography / Computed Tomography, PET/CT)技术在肿瘤的诊断及分期（寻找恶性肿瘤原发灶及同步探测转移灶），探测未知原发肿瘤的原发灶，探测肿瘤复发、鉴别肿瘤残留与治疗后瘢痕或坏死组织，监测治疗，帮助制定放疗计划等方面较传统的影像学方法如：CT、MIR、超声等均已显示出独特的优越性。然而，18F-FDG不具有肿瘤特异性。炎症、感染性疾病如活动性肺结核、隐球菌性肉芽肿、肺脓肿、结节病等也可出现18F-FDG高摄取，导致假阳性结果；同时，许多分化良好的低级别肿瘤，包括大多数前列腺癌、肾细胞癌、肝癌、肺类癌、支气管肺泡细胞癌、消化道和结肠粘液性肿瘤、低度恶性淋巴瘤、高分化腺癌等，葡萄糖代谢水平相对较低，更接近正常组织，18F-FDG摄取低或不摄取，可出现假阴性结果。上述18F-FDG PET/CT肿瘤显像的假阳性和假阴性结果无疑会给临床肿瘤的诊断及鉴别诊断带来巨大的挑战。因此，开发新型非18F-FDG肿瘤靶向显像诊断药物势在必行！ 研究发现，黄连素——一种从小檗科植物家族中提取的苄基四异喹啉类生物碱，通过选择性作用于肿瘤细胞的线粒体，包括抑制线粒体复合物I和与腺嘌呤核苷酸转运蛋白相互作用等，诱导线粒体功能障碍，从而抑制肿瘤细胞的生长。肿瘤细胞的线粒体已成为一种优良的抗肿瘤治疗靶标。黄连素似乎可以抑制多种肿瘤细胞，包括结肠癌、前列腺癌、胶质母细胞瘤、胃癌、表皮样癌、肝癌、胰腺癌、乳腺癌、口腔癌、舌癌、白血病和黑色素瘤等多种肿瘤细胞的生长。利用黄连素对肿瘤细胞线粒体的高度靶向性特性，用放射性释放γ射线的放射性核素标记黄连素衍生物可完成活体肿瘤的靶向分子显像；用释放α离子或β等射线的治疗用放射性核素标记该黄连素衍生物，利用黄连素衍生物自身的抗癌活性和放射性核素释放射线的辐射损伤生物学效应，可实现对肿瘤的化学-放射双重治疗。 首次成功合成新的黄连素衍生物并完成18F标记，形成一种新分子——18F标记黄连素衍生物；运用PET/CT技术,初步实现了18F标记黄连素衍生物（新分子）的新用途——活体荷VX2瘤兔的肿瘤靶向分子显像，具有创新性。 查新报告显示：国内外均无相关专利及文献报道。

授权发明专利。本发明属法医学领域，具体涉及一种基于20个三等位基因SNP遗传标记的法医学复合检测试剂盒。本发明试剂盒由分离包装的复合扩增引物混合物、多重单碱基延伸反应引物混合物、等位基因分型标准物混合物、复合扩增反应混合液、以及单碱基延伸反应混合液构成。所述试剂盒通过单管内的复合扩增反应和多重单碱基延伸反应，利用法医遗传实验室通用的毛细管电泳平台，可一次性快速、准确地获得生物检材的20个三等位基因SNP遗传标记的分型，确定检材的个体来源，为法医个人识别提供一种新的技术手段。该试剂盒在法医学领域具有良好的应用前景。

本发明公开了一种基于拉曼光谱技术的等鞭金藻中胡萝卜素分布的检测方法，采用拉曼光谱仪，获取活体等鞭金藻藻液样本的拉曼光谱原始信息；以色素中的胡萝卜素为例，结合曼光谱仪获取胡萝卜素标准品的谱线；将获得的等鞭金藻藻液样本的原始拉曼数据进行预处理，结合胡萝卜素的标准品谱线，指认等鞭金藻藻液样本的拉曼谱峰对应的谱峰位置；选取一定区域的藻液样本进行面扫描，将胡萝卜素对应的特征谱峰处的拉曼强度值进行积分，即可得到等鞭金藻藻液中胡萝卜素分布的化学图像。本发明解决了现有检测方法需要对样本进行染色或复杂的化学处理，操作相对繁琐、耗时、耗力的问题。

发明提供一种具有抗烧结性能的负载型金铂钯催化剂，由金铂钯合金纳米颗粒负载在多孔载体上组成，铂与钯的重量比为1:4～2:1，其尺寸为10nm以下。本发明利用一步共同光沉积法制得该催化剂，在700℃以上焙烧温度下保持均一的合金结构，每个均一的合金结构中都均匀分布着金、铂、钯三种金属，且三种金属均为金属价态，形成单相合金结构。本发明的特点在于：1）制得的金铂钯三金属催化剂具有优良的抗烧结性能；2）解决了金铂钯催化剂在700℃以上的高温反应中易烧结失活的问题，拓展了其高温催化应用，如甲烷活化、汽车尾气处理、烷烃氧化等高温反应；3）制备方法简单，适合于大规模工业化生产。

本发明公开了一种利用介孔二氧化硅包覆纳米金球的方法，结合纳米金球合成的传统手段-柠檬酸钠还原法，采用一锅两步法发展了一种介孔二氧化硅包覆纳米金球的方法，该方法选择在碳链的阳离子表面活性剂如十六烷基三甲基溴化铵的碱性水溶液体系中对纳米金颗粒进行包覆。采用本发明的包覆方法，无需引发剂活化和后续分离纯化，具有简单、高效、高产的特点，并且产物 Au@mSiO2 的大小均一，粒径大小在 20-120nm 的范围内连续可调，且在整个范围内呈现出均一有序的介孔状结构。

一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 刘一瑶 地理科学学部/资源环境科学 2018.09/2022.07 索旌尧 地理科学学部/资源环境科学 2018.09/2022.07 卢冬燕 地理科学学部/资源环境科学 2018.09/2022.07 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 黄永梅 地理科学学部自然资源学院 教授 植被资源与资源生态 四、项目简介 金露梅灌丛是青藏高原高寒区最重要的植被类型之一。2020年7-8月，在青海省祁连山区和青藏高原腹地共计19个采样点进行采样，构成2550-5100m的海拔梯度。对金露梅的形态属性（冠幅、株高、比叶面积和叶片干物质含量）和化学计量属性（叶、茎、花的碳、氮、磷元素含量）进行测定和分析，并从中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集中提取气象数据。通过统计均值和变异系数，采用回归分析等方法，探究青藏高原金露梅植物功能属性随海拔的变化规律及对气候的响应特征，为认识亚高山灌丛植物对环境的适应规律提供科学依据。结果显示，金露梅的形态属性对海拔响应明显，随海拔升高，株高和冠幅都趋于矮小，叶片干物质含量同样随海拔升高而降低。金露梅的化学计量属性随海拔变化的规律在不同器官中有明显差异。株高、冠幅的可塑性较大，为响应海拔的敏感属性；化学计量属性为惰性属性。不同属性间的变异程度存在差异，敏感属性具有较大的变异性，化学计量属性比形态属性更稳定。随着海拔的升高，温度降低，金露梅外形趋于矮小。叶片N、P元素含量与温度的显著负相关符合温度-植物生理假说。据此推测，在全球变暖的背景下，金露梅分布范围可能进一步向高海拔、更干旱的生境扩张。

本发明提供了一种基于InDel分子标记鉴定辣椒雄性不育三系配套杂交种真实性和纯度的方法。其方法为：将辣椒杂交种和亲本培育至芽苗期，提取DNA，应用核心引物对杂交种和亲本进行筛选，只有共显性标记的引物可以作为该杂交种真实性鉴定的分子标记。若辣椒杂交种和亲本在核心引物库中无法筛选出共显性标记，则结合次级核心引物库中继续筛选，直至筛选出共显性标记。本发明建立的快速、同时鉴定辣椒雄性不育三系配套杂交种真实

本发明公开了一种螺旋状金纳米颗粒组成的柔性超材料及其制备方法和应用，该柔性超材料是以柔性螺旋状超材料作为基底，其上有金纳米颗粒。所述柔性超材料是以螺旋状超材料ito膜作为基底，并由金纳米颗粒通过层层自组装方法组装而成，它在微波频段下有共振的特性，可以在特定频段检测出一个明显的共振峰，这为利用电磁场进行体内生物检测提供了一条可行的道路。