分裂内含肽通过剪接反应实现多肽片段的连接， 具有高效且无痕的特点， 受到了广泛关注. 本文基于分裂内含肽的结构特征与剪接反应过程， 结合近年来关于分裂内含肽性能优化和应用研究进展进行了综合评述， 揭示其作为一种日渐成熟的蛋白质工程化技术在蛋白质化学合成领域的前景， 并简要分析了目前分裂内含肽工具面临的问题与挑战， 并对可能的解决方案进行了展望.
受限在二维纳米孔道的盐溶液的研究对离子输运与筛分、 超级电容等领域具有重要意义, 而分子动力学(MD)模拟已成为其中重要的手段. 但通常MD模拟力场却很难准确描述石墨烯等二维材料与离子之间的离子-π相互作用; 溶剂效应对离子在材料表面吸附的调控作用也缺乏深入研究. 针对Li+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-离子与石墨烯材料, 本文基于平均力势(PMF)发展了模拟它们之间相互作用的力场参数. 使用该力场模拟的(溶液中)石墨烯表面离子吸附自由能与量子化学计算结果一致, 验证了其准确性. 进一步发现离子水合半径、 离子接近石墨烯时水合数的拐点、 PMFwat(溶剂对离子吸附在石墨烯表面PMF的贡献)极小值位置及石墨烯表面水层位置之间有明显关联. 在此基础上阐明了离子脱水及石墨烯表面水层状分布对PMFwat的调控作用. 模拟了1 mol/L盐溶液/石墨烯界面体系. 以上体系使用通常力场参数模拟时, 离子在石墨烯表面吸附都很微弱, 这表明离子-π相互作用对准确模拟盐溶液-石墨烯体系不可或缺.
环磷酸鸟苷酸合成酶[Cyclic guanosine monophosphate-adenosine monophosphate(GMP-AMP) synthase, cGAS蛋白]-干扰素刺激因子(Stimulator of interferon genes, STING蛋白)(cGAS-STING)信号通路是识别细胞质中异常DNA、 激活先天免疫应答系统的重要通路. cGAS蛋白在识别细胞质内异常DNA后, 可催化三磷酸腺苷(ATP)和三磷酸鸟苷(GTP)合成环状鸟苷酸二磷酸腺苷(Cyclic GMP-AMP, cGAMP). cGAMP作为第二信使激活STING蛋白, 促进I型干扰素的释放, 从而引起一系列免疫反应. cGAS-STING通路可以调控肿瘤的转移和增长, 参与抗肿瘤的先天免疫反应, 探究cGAS-STING通路的作用机制在肿瘤免疫治疗中具有重要意义. 本综合评述介绍了cGAS-STING通路的作用机制, 概述了目前在抗肿瘤免疫治疗中激活cGAS-STING通路的各类策略.
将具有丰富微孔的ZIF-8金属有机框架和电化学技术对金属离子的富集作用与微流控器件对溶液流动的可控性相结合, 构建了一种新型传感器, 实现了高通量、 实时和快速检测环境中的多种金属离子污染物. 研制的ZIF-8-Nafion/ITO 基微流控电化学传感器对Cd2+， Pb2+及Hg2+离子在0.1~100 μmol/L的浓度范围内具有良好的线性关系, 检出限分别为 0.055， 0.0025及0.0016 μmol/L（S/N=3）. 该微流控芯片对于样品的需求量少, 可降低对能源的消耗; 同时由聚二甲基硅氧烷拓印的微流控器件还有望实现柔性电极的功能, 对便携式电化学柔性器件在生物和环境样品的集成化和自动化检测具有重要意义.
以聚乙烯醇(PVA)水溶液为水相, 聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)和姜黄素(Cur)的二氯甲烷溶液为油相, 采用水包油包水的双乳液法制备了包载姜黄素的PLGA纳米颗粒(PLGA@Cur NPs), 改善了姜黄素的分散性, 提高了其抗氧化和抗炎性能. 动态光散射粒度仪(DLS)和扫描电子显微镜(SEM)表征结果显示, PLGA@Cur3呈均匀的球形， 平均尺寸为(340±15) nm， 多分散指数(PDI)为(0.22±0.01)， 电位为(-20.2±4.2) mV, 具有良好的稳定性. 高效液相色谱(HPLC)分析结果表明， PLGA@Cur3 NPs中Cur的包封率为15.09%, 载药率为34.85%. 细胞水平结果显示, PLGA@Cur NPs具有良好的生物相容性, 能够清除多种活性氧(ROS), 有效降低RAW 264.7巨噬细胞分泌的促炎细胞因子含量, 缓解细胞水平的炎症.
研究了利格列汀复杂的晶型现象及其晶格中的构象变化. 通过培养利格列汀的单晶并进行X射线单晶衍射分析, 首次得到了包括晶型A在内的3种晶体结构； 结合文献已报道的2种晶体结构, 分析了各晶体结构的特点及其晶格中的分子构象. 研究结果表明, 5种晶体里存在晶型A和晶型F两种晶型, 其中晶型F为准多晶型, 可以包含多种溶剂, 形成通道型溶剂合物, 其晶格参数随包含的溶剂略有变化. 晶型A的构象与晶型F的构象存在较高能垒, 导致2种晶型难以互相转化. 晶型F不同溶剂合物之间的分子构象并不完全相同, 在粉末X射线衍射(PXRD)谱图上也有显著差异. 最后, 通过混悬转晶和热分析等方法研究了晶型之间的转化关系.
作为环境友好、 性能优异的发光纳米材料, 碳点在光电器件、 生物诊疗及能源催化等前沿领域均表现出良好的应用潜力, 近年来备受关注. 由于原料和合成方法的巨大差异, 碳点通常具有复杂的光学性质. 以本课题组的前期研究工作为基础, 结合对粒子生长过程分析, 本文介绍了碳点的主要发光机理, 包括共轭π域的碳核态、 表面-边缘态、 类有机荧光团的分子态和交联增强发射效应, 综合评述了碳点领域关于粒子结构与发光起源的争议性问题, 并展望了未来的发展趋势.
动脉粥样硬化是一种多因素驱动的慢性复杂性疾病, 主要特征为动脉内壁的脂质积累、 炎症反应以及最终的纤维斑块形成. 斑块的形成始于异常累积的脂质被动脉壁内的巨噬细胞吞噬, 形成所谓的泡沫细胞. 尽管泡沫细胞的形成在血管病理性重塑进程中扮演着核心角色, 但目前对巨噬细胞泡沫化进程中脂质代谢紊乱的深入研究还相对欠缺. 本文构建并优化了脂质组学分析流程, 并将该流程用于巨噬细胞泡沫化进程中的代谢重编程分析, 共鉴定到16个脂质亚类的645个脂质分子. 使用主成分分析、 时间序列模式分析和火山图分析, 揭示了不同时期的泡沫细胞脂质水平存在显著差异. 随着氧化低密度脂蛋白孵育时间延长, 泡沫细胞脂质代谢失调程度增加, 脂质亚类中甘油三酯、 溶血磷脂、 醚磷脂水平上调, 而磷脂酰丝氨酸水平下调. 甘油三酯的显著累积增强了巨噬细胞的炎症反应, 通过进一步吞噬氧化低密度脂蛋白促进了泡沫细胞的形成; 同时, 磷脂酰丝氨酸和溶血磷脂酰胆碱在泡沫细胞晚期合成显著增加, 表明泡沫化进程与细胞凋亡正相关, 这些脂质分子可能作为信号分子趋化巨噬细胞对凋亡细胞的清除. 本文不仅揭示了巨噬细胞在泡沫化进程中炎症反应的显著上调, 还阐明了脂质代谢紊乱与细胞凋亡信号传递之间的紧密联系.
金属-有机框架（Metal-organic framework, MOF）材料因其出色的比表面积、 众多的活性位点、 可调的孔径范围和灵活的框架结构, 在气体分离、 储能和催化等领域发挥着重要的作用. 近年来, 采用高表面积、 永久孔隙以及包含固有的氧化还原活性位点的MOF材料作为超级电容器的电极材料引起了研究者们的关注. 本文主要从MOF在超级电容器领域的研究出发, 着重介绍了其性能和结构对超级电容器电化学性能的影响, 阐述了关于MOF性能调控和结构设计的研究进展. 首先, MOF的电导率是影响超级电容器能量密度和功率密度的一大关键性能, 而其材料的特殊结构又直接影响了导电率. 其次, MOF丰富的活性位点和可调的孔径尺寸等特点都为其导电性能的提升创造了条件. 此外, MOF的结构稳定性与超级电容器的循环性能密切相关, 稳定结构的构建是增强超级电容器循环性能的重要前提. 最后, 对MOF未来在超级电容器领域中的研究进行了展望, 结构的调控仍然是这一领域的重要研究方向.
我国提出2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”战略目标. 将CO2转化为高附加值的化学产品和液态燃料, 在实现碳减排的同时, 还可减轻对煤、 石油等传统资源的依赖, 具有重要意义. 光催化CO2还原是一种非常重要的途径, 设计和制备高效的CO2还原光催化剂是关键. 通过半导体和金属或具有匹配的电子带结构的半导体之间形成良好的异质结结构可以有效地促进电荷转移并抑制光生电子和空穴的重新复合, 从而提高光催化性能. 本综合评述重点讨论了氧化物异质结构用于光催化CO2还原的最新进展, 系统总结了形成异质结构的类型、 组成等因素, 对提高CO2光催化性能的内在机理进行了深入阐述， 并对该领域研究发展的方向进行了展望.
将ε-聚赖氨酸(EPL)抗菌肽接枝到明胶上, 合成ε-聚赖氨酸改性明胶(GEL-E)后, 以GEL-E、 羧甲基壳聚糖(CMC)和氧化硫酸软骨素(OCS)为原料, 制备了一种具有可注射性、 自愈合性及抗菌性的多功能快速凝胶化水凝胶——GEL-E/CMC/OCS水凝胶. 该水凝胶具有较高的储能模量、 弹性形变性能、 自愈合性能、 可注射性能以及抗菌性能. 将甘草酸二钾(DG)载入水凝胶, 赋予水凝胶抗炎特性以及促伤口愈合能力. 初步评价了水凝胶的释药行为. 结果表明, 药物释放可达100%. 同时, 评价了载药后水凝胶的细胞相容性以及促细胞迁移能力, 发现水凝胶对细胞的毒性很低, 且可以促进细胞迁移. 研究结果表明, 该水凝胶具有良好的力学性能、 生物相容性以及促细胞迁移能力, 在促进伤口愈合领域具有广阔的应用前景.
外泌体是多泡体与细胞质膜融合时释放的细胞外囊泡， 含有蛋白质、 脂质和核酸等. 它以细胞外囊泡的形式运送货物， 参与多种癌症过程（如侵袭和转移）， 被认为是液体活检的新兴靶标， 其在细胞通讯、 信号传导和免疫应答中发挥着重要的作用. 质谱法已成为蛋白质组学研究领域不可或缺的一部分， 外泌体的蛋白质组学分析是发现潜在癌症生物标志物的一种很有前途的方法. 高分辨率分离、 高效质谱分析和全蛋白质组数据库的最新进展都有助于患者样本中外泌体的成功分析. 本文综合评述了外泌体的分离方法、 蛋白质组学分析技术以及基于外泌体的蛋白质组学分析在临床疾病诊断的应用研究. 最后， 对外泌体分离和蛋白质组学面临的挑战及在临床应用中的前景进行了展望.
氨是化肥生产和化学工业的重要原料, 也是良好的无碳储能燃料. 相比于工业应用上能耗大、 转化率低的哈勃博施(Haber-Bosch)法, 电催化合成氨的方法能够在温和条件下绿色高效地合成氨. 本文综合评述了以氮气、 硝酸根和一氧化氮作为不同氮源时电催化合成氨的反应机理, 并结合不同氮源的特点分析了各自的研究进展与优势, 分别讨论了氮气难以溶解在水中被吸附和活化、 硝酸盐还原元素价态跨度大难以控制中间体和反应路径及一氧化氮体系复杂、 水溶液中析氢副反应难以控制等问题, 总结了运用不同策略开发高活性、 高稳定性催化剂以提高反应效率和选择性、 优化反应装置以减小传质影响、 选用不同电解质体系改善反应过程等解决思路. 最后, 对不同氮源电催化合成氨的未来发展趋势和应用前景进行了展望.
蛋白质化学合成是获取特定序列与结构蛋白质分子的关键技术, 为研究蛋白质的结构与功能提供了物质基础. 传统的固相多肽合成受限于分步氨基酸偶合和脱保护反应效率, 难以一次性合成分子量较大的蛋白质. 自然化学连接和酰肼连接技术作为无保护肽片段间连接的策略, 具有高效选择性, 极大地推动了蛋白质化学合成的发展. 然而, 这些连接策略需依托蛋白质中丰度较低的半胱氨酸, 难以适用于无半胱氨酸或者半胱氨酸不合适作为连接位点的蛋白质的合成. 连接-脱硫策略的提出首次将连接位点拓展至丙氨酸, 并促进了硫代氨基酸的发展, 使得蛋白化学合成不再受限于连接位点的选择. 在此基础上, 自由基脱硫、 光化学脱硫、 P-B脱硫和铁催化脱硫等新兴脱硫技术的进步为蛋白质化学合成提供了多样化的选择, 拓展了其应用范围. 连接-脱硫的化学方法不断地演进创新, 丰富了蛋白质化学合成方法库, 为蛋白质工程与化学生物学领域的深入研究提供了重要支持. 本综合评述以时间线的形式， 全面回顾了连接-脱硫化学方法在蛋白质化学合成中的发展历程. 从早期基于半胱氨酸位点的自然化学连接和酰肼连接技术， 到连接-脱硫策略的开创性发展， 再到硫代氨基酸和多样化脱硫策略的探索， 这些技术不仅丰富了多肽合成的策略， 也展示了它们在合成蛋白质中的广阔应用前景和发展潜力. 本文旨在为蛋白质化学合成领域的科研工作者提供深刻的见解和有价值的信息， 激发该领域的进一步探索与创新.
表面增强拉曼光谱（SERS）是一种已被广泛应用于疾病诊断、 药物筛选及生物分析等领域的光谱检测方法， 它不仅可以提供丰富的化学指纹信息， 而且具有灵敏度高、 抗光漂白和光降解能力强等优点. 然而， 由于SERS增强基底的结构均一性差和化学分子吸附数量的不确定性， 导致检测结果重现性差， 其定量分析面临诸多挑战. 通过引入内标信号可以消除或减少外部干扰因素， 从而实现SERS的准确定量分析. 本文首先阐述了内标法的机理， 然后介绍了内标法的主要类型， 接着举例说明了内标型SERS探针在环境分析、 食品药品分析以及生物分析等领域的应用， 最后展望了内标型SERS面临的挑战及未来发展方向.
有机叠氮化合物是一类多功能化合物, 是合成一系列治疗药物、 生物活性化合物、 功能材料及高能化合物有用的前驱体, 被广泛应用于点击化学和Staudinger反应中. 在过去的几十年里, 研究人员开发了大量的合成策略来制备结构多样的有机叠氮化物, 但不是所有的反应都能高效地进行. 随着绿色化学的概念深入人心, 安全性低、 普适性低和效率低的传统叠氮化方法逐渐被淘汰, 发展新的高效叠氮化方法迫在眉睫. 本文综合评述了近年来制备脂肪族叠氮化合物及叠氮聚合物的高效合成方法, 从碳碳多重键和碳氢键的叠氮化策略方面简述了脂肪族叠氮化物的合成, 对叠氮聚合物的合成方法、 潜在的新型合成策略进行了概述, 并对未来叠氮化学的发展前景进行了展望.
金属有机骨架材料是一种由无机金属离子和有机配体配位组成的复合材料, 拥有较高的金属分散度和催化活性. 本文采用静态混合溶剂热晶化法, 以钼酸为钼源、 对苯二甲酸为配体合成了有机骨架材料 Mo-MOF. 通过X射线衍射（XRD）、 傅里叶变换红外光谱（FTIR）、 扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）等手段表征了催化剂的形貌、 结构和组成. 采用静态混合溶剂热法（水和乙醇）合成的Mo-MOF催化剂表现出最佳的催化活性, 在未加其它助剂的条件下实现二苯基硫醚与氧气的选择性氧化， 并可以得到100%的转化率和86.4%的二苯基亚砜的选择性.
病毒是引发人类疾病的主要病原体之一. 传统的聚合酶链式反应（PCR）技术虽然被广泛应用于病毒分子诊断, 但其对温度的要求较为严格, 限制了其在现场诊断中的应用. 为了满足现场快速诊断的需求, 核酸等温扩增技术得到快速发展, 其无需热循环, 可以在恒定温度下实现核酸扩增, 可适应不同的应用场景. 本文综合评述了等温扩增技术在病毒检测领域的最新进展, 从病毒样本采集、 核酸提取、 等温扩增检测等几个方面分别进行阐述, 探讨了酶辅助等温扩增技术、 无酶等温扩增技术以及与多体系串联的级联扩增技术的原理、 关键参数及其病毒检测应用, 并对比了市场上相关试剂盒的特点. 此外, 讨论了当前核酸等温扩增技术在病原体检测应用中面临的一些难题, 如提取效率、 稳定性和成本等, 提出了未来的发展方向, 为进一步改善现场诊断效率提供了新的思路.
采用第一性原理和巨正则蒙特卡罗方法, 模拟研究了气态碘分子(I2)在共价有机框架材料(COF-103)中的吸附行为, 并讨论了气态氧化物、 氯化物和挥发性有机化合物(VOCs)等杂质气体的竞争吸附影响. 结果表明, I2偏向以垂直方式吸附于COF-103苯环的碳原子位, 其中, 长程色散相互作用具有重要的贡献, 色散能在吸附能中的占比最多可达46%. I2与COF-103之间存在少量电荷转移, 且可能形成具有弱共价相互作用的次级键. 杂质气体中苯分子(C6H6)的吸附能和等量吸附热最大, 与COF-103的亲和性最强, 并且可以占据I2的吸附位点, 从而引起I2吸附量的显著降低.
偶氮苯和氧化偶氮苯类化合物在颜料、 光学材料、 荧光探针和光电器件等领域具有广泛的应用前景. 目前, 已发展了不同的催化剂和氧化剂用于苯胺氧化偶联制备偶氮苯及氧化偶氮苯类化合物, 其中开发绿色环保的氧化体系一直是该研究领域的热点和难点问题. 本文综合评述了分别以双氧水和氧气作为氧化剂时, 催化苯胺选择性氧化制备偶氮苯及氧化偶氮苯类化合物的研究进展, 同时探讨了苯胺氧化的机理, 主要包括亚硝基苯中间体机理与自由基偶联机理. 最后, 总结了催化剂合成和催化机制方面存在的潜在问题和挑战, 并对未来的研究方向进行了展望, 从而为相关领域的发展提供借鉴.
