高等学校化学学报

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1. 吡嗪酰胺类似物的设计、合成及杀菌活性

王刚, 梁爽, 单忠刚, 英君伍, 吕亮, 李斌, 杨辉斌

高等学校化学学报 2024, 45 (10): 20240369-. DOI: 10.7503/cjcu20240369

摘要（365）

HTML （15）

PDF（pc）（4355KB）（5477）

以取代吡嗪酸和2-甲基-3-硝基苯酚为原料, 经4步反应合成了16个吡嗪酰胺类似物(化合物1~16), 其结构经核磁共振波谱(¹H NMR和¹³C NMR)及高分辨质谱(HRMS)确证. 杀菌活性测试结果表明, 吡嗪酰胺类似物浓度为6.25 mg/L时对玉米锈病具有优异的杀菌活性, 其中化合物4, 5, 7, 8, 15和16对玉米锈病的杀菌活性为100%. 分子对接模拟结果显示, 化合物16通过氢键与琥珀酸脱氢酶(SDH)的TRP-173相互作用, 这可以解释化合物16与目标蛋白之间可能的作用机制. 研究结果表明, 化合物16是一种具有潜在前景的杀菌剂候选物, 为进一步研究提供了参考.

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2. 高等学校化学学报2024年第45卷第11期封面和目次

高等学校化学学报 2024, 45 (11): 1-6.

摘要（237）

PDF（pc）（19537KB）（554）

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3. 基于内标法的表面增强拉曼光谱在定量分析中的应用

毕英娜, 刘定斌

高等学校化学学报 2025, 46 (2): 20240457-. DOI: 10.7503/cjcu20240457

摘要（638）

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PDF（pc）（13761KB）（506）

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.

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4. 基于纳米酶的微纳米马达在智能药物递送中的应用

张荡, 孙小敏, 杨海跃, 宋勃翰, 丛萌, 王宇新, 丁锋, 徐珊珊, 毕赛, 王磊

高等学校化学学报 2025, 46 (1): 20240468-. DOI: 10.7503/cjcu20240468

摘要（468）

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PDF（pc）（17644KB）（482）

为了解决生物酶不稳定、易失活及纳米药物递送效率较低的问题, 研究人员将纳米酶的高效稳定催化作用与微纳米马达的自主运动能力相结合, 设计并制备了基于纳米酶的微纳米马达, 用于在病变部位主动靶向递送药物并响应特定信号可控释放药物, 在药物递送应用中表现出巨大的潜力. 本文基于纳米酶马达 “动-控-用”的发展思路, 综合评述了代表性的构建微纳米马达的纳米酶, 探讨了微纳米马达的运动调控策略, 系统地梳理了基于纳米酶的微纳米马达在精准药物递送领域的前沿应用, 并对该技术在实际应用中面临的挑战和未来发展进行了总结与展望.

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5. N掺杂石墨烯缺陷材料催化OER/ORR的第一性原理研究

黄智瑶, 李丽, 徐华卿, 杨一凡, 韦瑶瑶, 刘国魁, 夏其英

高等学校化学学报 2025, 46 (2): 20240430-. DOI: 10.7503/cjcu20240430

摘要（540）

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非金属掺杂石墨烯基催化剂在催化析氧反应(OER)和氧还原反应(ORR)领域具有良好的应用前景. 本文基于石墨烯常见双空位缺陷构建了非金属N掺杂的催化材料, 对所有可能存在的活性位点进行了研究. 通过密度泛函理论(DFT)计算发现, 13个碳活性位点均不能有效吸附H₂O, 而O₂可以被有效吸附. 计算结果表明，最优的ORR催化位点是C12位点, 其催化ORR的过电势为0.71 V; 毗邻吡啶N的C10位点和C3位点的ORR催化效果稍差, 过电势分别为0.75 V和0.78 V. 研究结果证明非金属N掺杂缺陷石墨烯材料可应用于催化ORR, 可为非金属催化OER/ORR反应提供理论支撑和指导.

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6. 镓铟共晶-自组装单分子层的功能性分子结研究进展

陈晓萍, 黄士, 郭千千, 刘宁, 倪建聪, 杨伟强, 林振宇

高等学校化学学报 2025, 46 (2): 20240451-. DOI: 10.7503/cjcu20240451

摘要（519）

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PDF（pc）（14619KB）（439）

基于液态镓铟合金（EGaIn）上电极和自组装单分子层（SAM）来构筑功能性分子器件是近年来的研究热点之一. 目前，国内在EGaIn基功能性分子结（MJ）的研究方面处于起步阶段. 本文综合评述了以EGaIn为上电极进行分子结研究的优势，以及自组装单分子层-分子结（SAM-MJ）的构筑，对近年来EGaIn基分子结在整流、记忆、光电开关、热电以及固态阻抗方面的成果进行了总结，分析了EGaIn分子结存在的难题，并对未来分子器件的发展方向进行了展望.

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7. 稠环芳烃分子骨架对单分子电导的影响

王铭桢, 王治业, 李梦晓, 卢玉华, 王旭, 李云川

高等学校化学学报 2025, 46 (2): 20240429-. DOI: 10.7503/cjcu20240429

摘要（543）

HTML （15）

PDF（pc）（4103KB）（408）

分子结内的电荷传输过程受到分子骨架以及锚定基团等多种因素的影响. 为了探索分子骨架对分子结电荷传输特性的影响，本文设计并合成了3种以不同π共轭面积的苯、萘和蒽为分子骨架，以噻吩为锚定基团的分子（DT-B, DT-N, DT-A)，并结合扫描隧道显微镜裂结技术（STM-BJ）及密度泛函理论（DFT），对不同 π共轭面积的稠环芳烃分子结中的电荷传输过程进行了研究. 结果表明， 3种分子均存在高电导（G_H）与低电导（G_L）两种电导态，对应单分子结中Au-π与Au-S两种结合构型. 对于G_L态， π共轭面积的增大使得HOMO能级逐渐接近金费米能级，呈现出G_DT-A>G_DT-N>G_DT-B的电导趋势. 对于G_H态，电导值不会随π共轭面积的增大而发生明显改变，但稠环芳烃扭转角的增大会引起空间位阻的增强，使Au-π结合概率降低，导致Au-π与Au-S两种分子构型的比例发生了改变.

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8. 原位Cu络合调控类芬顿氧化强化水体痕量喹诺酮的选择性净化

曾湘楚, 丁以宣, 武哲, 汪艳平, 刘牧

高等学校化学学报 2025, 46 (3): 20240358-. DOI: 10.7503/cjcu20240358

摘要（316）

HTML （9）

PDF（pc）（6779KB）（405）

废水中喹诺酮类抗生素作为新污染物引起了广泛的关注, 而选择性净化是解决此问题的有效方法之一. 本文提出了一种铜络合物活化过氧单硫酸盐(PMS)的均相类Fenton氧化体系, 用于去除水体微量喹诺酮(QNs). 在较宽的pH范围内, 99%以上的QNs在60 min内可被降解, 且免受天然有机质(质量分数高达1%)和各种阴离子(质量分数高达20%)的影响. Cu(Ⅱ)-QNs络合物活化PMS伴随Cu(Ⅲ)-QNs络合物的原位生成, 通过分子内电子转移过程促进了QNs的选择性氧化. 所产生的Cu(Ⅲ)和·OH在QNs的降解中起到主要和次要作用.

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9. 硅胶废料复合相变材料的合成及控温性能

解卓学, 寇艳, 史全, 田颖

高等学校化学学报 2025, 46 (2): 20240372-. DOI: 10.7503/cjcu20240372

摘要（407）

HTML （16）

PDF（pc）（6908KB）（403）

将采用硅胶废料(SGW)制备的多孔二氧化硅(PSD)作为载体, 以癸酸-十六醇(DA-HD)作为基础相变材料, 制备了复合相变材料癸酸-十六醇/多孔二氧化硅(PSD-DA-HD), 并引入膨胀石墨(EG)来增强其导热能力. 采用差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)和热常数分析法对复合相变材料的热性能进行了评价. 将复合相变材料与水泥砂浆按比例进行共混, 形成相变砂浆, 研究了相变砂浆在模拟应用实验中的控温能力. 结果表明, DA-HD通过物理作用被包裹在PSD孔隙中, 负载能力可达61.7%, 其焓值为105.6 J/g, 负载后的PSD-DA-HD复合相变材料具有定型性. 膨胀石墨的引入可使PSD/EG-DA-HD复合相变材料的导热系数增至0.9513 W/(m·K), 但其负载能力降至49.5%, 焓值变为88.1 J/g. PSD-DA-HD和PSD/EG-DA-HD的最高工作温度为92.2 ℃, 在该温度以下可确保材料具有热稳定性. 将PSD-DA-HD和PSD/EG-DA-HD分别与水泥砂浆进行共混, 制成的相变砂浆C-PSD-DA-HD和C-PSD/EG-DA-HD均具有良好的储热控温特性, 在18~32 ℃范围内分别可维持12.7和6.7 min. 在模拟实验中, 与没有相变材料的空白组相比, 含有PSD-DA-HD的相变砂浆在18~32 ℃范围内的控温时间增加了267.92%.

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10. 基于机器学习与分子动力学模拟发现CDK2抑制剂

谭英佳, 陈亮, 刘聿琳, 那日松, 赵熹

高等学校化学学报 2025, 46 (3): 20240442-. DOI: 10.7503/cjcu20240442

摘要（421）

HTML （10）

PDF（pc）（7091KB）（376）

通过机器学习和分子动力学模拟方法发现了细胞周期蛋白依赖性激酶2（CDK2）潜在的抑制剂. 首先，利用现有的大型活性数据库和机器学习算法，建立了针对CDK2抑制剂的分类模型. 采用圆形指纹（ECFP6）的极端梯度提升树模型（XGBoost）筛选Enamine数据库，并选出了1152个新型化合物. 通过分子对接和打分函数对这些潜在化合物在CDK2中的亲和力进行了排序，并采用指纹聚类的方法将化合物分为4类. 分别从 4类中选择1种对接评分较高的化合物，然后对4种化合物进行了类药性分析和分子动力学模拟. 类药性分析结果表明，筛选出的4种潜在的CDK2抑制剂（Z1766368563， Z363564868， Z1891240670和Z2701273053）具有良好的成药性，并在分子动力学模拟结果中具有较高的结合自由能. 这4种化合物可作为CDK2的先导化合物进行后续的改造和优化.

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11. 构象结构对于顺式-1，3-双甲基环己烷二级加氧反应影响的理论研究

沈宇豪, 田泽民, 李伟, 纪亦轩, 颜应文

高等学校化学学报 2025, 46 (3): 20240458-. DOI: 10.7503/cjcu20240458

摘要（309）

HTML （4）

PDF（pc）（5108KB）（372）

采用DLPNO-CCSD(T)/CBS//B3LYP/6-311++G(d，p)量子化学方法计算了顺式-1，3-双甲基环己烷自由基低温二级加氧反应的反应物、生成物和过渡态的分子结构、振动频率和单点能，构建了详细的反应势能面. 基于过渡态理论，获得了主要基元反应的高压极限速率常数. 结果表明，支链结构有利于过氧化氢过氧自由基（OOQOOH）的氢转移反应，其中， 1，5-氢转移反应最占优势，与其直接裂解生成酮基化合物（KHP）+OH路径形成竞争关系. 双过氧化氢自由基P(OOH)₂由OOQOOH经氢转移反应生成，主要裂解路径为环醚反应，其能垒因支链有增加趋势. 基于RRKM/主方程方法获得的依压力变化的速率常数结果表明，压力对上述反应的速率常数影响较小.

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12. 前驱体结构调控策略制备碳点基多色室温磷光材料

刘金坤, 冉准, 刘青青, 刘应亮, 庄健乐, 胡超凡

高等学校化学学报 2025, 46 (6): 20240412-. DOI: 10.7503/cjcu20240412

摘要（396）

HTML （3）

PDF（pc）（7651KB）（369）

提出了一种简单易行的前驱体分子结构调控策略, 以Al₂O₃作为基质，不同结构的小分子为有机前驱体, 通过原位煅烧法制备了磷光发射颜色覆盖可见光区的碳点基复合材料. 通过透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、 X射线衍射和X射线电子能谱表征证明了碳点生长在Al₂O₃基质内部. 荧光光谱测试结果表明, 4种CDs@Al₂O₃复合材料的磷光颜色分别为蓝色(454 nm)、绿色(520 nm)、橙色(572 nm)和红色(632 nm), 平均寿命分别为130.6, 293.6, 498.6和539.0 ms. 随着前驱体中π共轭度及含氧官能团数量的增加, 碳点激发态与基态之间的能隙变小, 引起磷光发射波长红移, 从而实现多色磷光发射的调控. 基于该材料多色室温磷光特性, 初步探究了其在防伪和信息加密方面的应用效果.

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13. 近红外光谱用于DMSO衍生物抗冻过程中水结构分析

梁繁繁, 韩丽, 蔡文生, 邵学广

高等学校化学学报 2025, 46 (2): 20240424-. DOI: 10.7503/cjcu20240424

摘要（413）

HTML （7）

PDF（pc）（2098KB）（367）

采用近红外光谱结合化学计量学方法，研究了二甲基亚砜衍生物L-蛋氨酸亚砜[L-Met(O)-OH]抑制冰晶生长的分子机理. 通过小波包变换获得高分辨光谱，对-5 ℃下不同浓度L-Met(O)-OH溶液在结冰过程中的近红外光谱进行分析，提取出L-Met(O)-OH中S=O基团与冰相互作用的光谱信息，结果表明， L-Met(O)-OH 有效抑制冰晶生长的主要原因是S=O基团与冰之间形成的氢键. 进一步在0 ℃条件下分析了不同浓度 L-Met(O)-OH溶液的高分辨光谱，发现水分子与L-Met(O)-OH中的S=O和C=O基团相互作用的光谱特征，在结冰过程中，这些相互作用的光谱峰强度逐渐降低，表明S=O和C=O基团与水分子的相互作用减弱，并且在高浓度下减弱效果更加明显. 最后，进一步研究了NH基团在抑制冰晶生长过程中发挥的作用，发现在结冰过程中NH基团与水分子的结合逐渐增加，形成了稳定的氢键网络，这表明NH基团在整个结冰过程中始终与水保持相互作用，而不与冰发生显著相互作用.

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14. 纳秒脉冲激光超快速合成碳纳米管负载高分散铂纳米颗粒的电催化析氢性能

文颖, 陈荣生, 倪红卫

高等学校化学学报 2025, 46 (3): 20240464-. DOI: 10.7503/cjcu20240464

摘要（333）

HTML （7）

PDF（pc）（15277KB）（361）

在酸性环境中，最有效的析氢反应（HER）催化剂仍然是铂族金属及其合金. 通常， Pt基催化剂载体上活性组分颗粒的大小和分布是影响催化剂活性、选择性和稳定性的重要因素. 本文通过纳秒脉冲激光辐照法将具有均匀尺寸分布的高度分散的Pt纳米颗粒负载到多壁碳纳米管（MWCNT）上，并应用于HER. 激光辐照MWCNT产生的等离子体可以有效地将H₂PtCl₆还原为金属Pt原子，然后在MWCNT的侧壁上生成直径为 2~3 nm的高度分散的Pt纳米颗粒. 在激光辐照过程中产生的缺陷会造成部分Pt纳米颗粒嵌入MWCNT壁. 与物理混合MWCNT/Pt催化剂相比， L-Pt/MWCNT中Pt（0）和MWCNT之间的电子相互作用促进了反应动力学过程. L-Pt/MWCNT催化剂表现出对HER的高活性和良好稳定性，在电流密度为10 mA/cm²时，过电位为 39 mV，其塔菲尔斜率为15 mV/dec.

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15. PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜的制备及高效滤除超细颗粒物性能

王圣程, 王存民, 郝雅馨, 朱桂英, 李欣雨, 宋欣译, 张明明, 徐欢, 何新建

高等学校化学学报 2025, 46 (2): 20240426-. DOI: 10.7503/cjcu20240426

摘要（379）

HTML （16）

PDF（pc）（10193KB）（355）

通过微波辅助法制备了具有高比表面积的咪唑酸分子筛框架-8(ZIF-8)纳米片(ZIF-8-NS), 并将其作为纳米电介质均匀分散到聚乳酸(PLA)溶液中, 通过静电纺丝技术制备了ZIF-8-NS功能化PLA(PLA/ZIF-8-NS)纳米纤维膜；研究了PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜的微观结构及性能. 结果表明, ZIF-8-NS的加入使PLA/ZIF-8-NS纤维明显细化(平均直径253 nm), 且纤维表面粗糙度提升; PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜的表面电位达到10.4 kV, 介电常数达到2.71, 表现出优异的电荷存储能力; PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜对颗粒物的滤除性能优异, 在 85 L/min的高空气流速下对PM_0.3和PM_0.3~2.5的过滤效率分别达到95.57%和99.95%, 空气阻力为305.3 Pa, 且过滤360 min后对PM_0.3仍能保持98.50%的高过滤效率; PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜还具有优异的抗菌性能, 对金黄色葡萄球菌的抑菌率达到99.9%. 研究结果表明, PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜在实现长效低阻颗粒物滤除方面具有巨大潜力, 能够为高尘环境作业人员的呼吸健康防护提供重要保障.

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16. 体液外泌体代谢组学研究进展和挑战

曹宜青, 侯静欣, 刘建业, 李嫣

高等学校化学学报 2024, 45 (11): 20240324-. DOI: 10.7503/cjcu20240324

摘要（535）

HTML （652）

PDF（pc）（752KB）（344）

外泌体作为疾病诊断、监测和治疗的非侵入性生物标志物，在体液中广泛存在. 作为细胞间信使，外泌体携带有丰富的蛋白质、核酸和代谢物，目前大多数研究集中在蛋白质和RNA上. 最近，外泌体代谢组学在疾病检测和疾病病理生理学研究中展示出临床价值和潜在优势，但仍存在诸多挑战，特别是外泌体分离和代谢物检测. 本文综合评述了外泌体分离和代谢物检测方面的技术进展和挑战，并通过案例研究，展示了不同类型体液的外泌体代谢物作为生物标志物在疾病早期诊断和治疗中的潜力.

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17. 化疗-光热治疗-自促进饥饿治疗纳米治疗平台的构筑及对乳腺癌的治疗效果

马爽, 吕明杨, 张赐童, 刘轶

高等学校化学学报 2025, 46 (1): 20240467-. DOI: 10.7503/cjcu20240467

摘要（273）

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近年来, 随着纳米技术的不断发展, 多功能纳米复合材料在肿瘤治疗领域得到了广泛应用. 因肿瘤的异质性、复杂性以及多样性的特征, 使得单一的治疗手段很难达到理想的治疗效果. 因此, 将多种治疗方式相结合实现肿瘤的联合治疗成为了研究的热点. 本文设计了一种新型的纳米治疗平台, 在Pt@介孔Au纳米材料(Pt@Au)的表面包覆聚多巴胺(PDA)壳层, 并在PDA壳层中负载阿霉素(DOX), 在PDA壳层表面修饰葡萄糖氧化酶(GOx)和NH₂-PEG_5K-cRGD. NH₂-PEG_5K-cRGD可以与肿瘤细胞中过表达的αvβ₃整合素特异性结合, 实现纳米治疗平台在肿瘤区域的富集. DOX可以损伤肿瘤细胞的DNA, 用于化学治疗. 介孔Au和PDA优异的光热性能可以用于光热治疗. GOx可以与肿瘤细胞内的葡萄糖反应生成葡萄糖酸和H₂O₂, 实现饥饿治疗. Pt作为常见的类过氧化氢酶可以催化肿瘤细胞内H₂O₂分解生成O₂, 缓解肿瘤乏氧微环境, 促进饥饿治疗. 因此, 制备的Pt@Au@PDA-DOX-GOx-cRGD具有化疗-光热治疗-自促进饥饿治疗联合治疗肿瘤的能力.

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18. 绿色氧化剂催化苯胺氧化偶联反应的研究进展

班志勇, 杨曹雨, 冯清, 殷国俊, 李国栋

高等学校化学学报 2024, 45 (8): 20240177-. DOI: 10.7503/cjcu20240177

摘要（618）

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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.

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19. HA-zein@QT纳米药物递送系统的微流控精准构建及性能研究

陈明慧, 刘谟浩, 李勇, 程航, 耿鹏, 邱昆成, 邓改改, 曾建红, 黄文权

高等学校化学学报 2025, 46 (3): 20240480-. DOI: 10.7503/cjcu20240480

摘要（291）

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玉米醇溶蛋白(Zein)在抗癌药物递送系统(DDS)中表现出巨大的潜力, 但传统zein基DDS存在功能单一、粒径不均一、重现性差和抗癌效果差等缺陷. 本文以槲皮素(化学药物)-TCPP(光敏剂)为模型药(QT), 基于微流控技术调控载体与模型药物的共组装, 精准构建了HA-zein@QT纳米药物递送系统, 达到协同增效抗肿瘤的目的. 采用透明质酸(HA)功能化α-zein, 以提高载体的生物相容性、稳定性和细胞摄取能力. 采用计算机仿真筛选出混合效率为99.54%的高效混合芯片, 通过该芯片制备的HA-zein@QT平均粒径为(50.6±1.7) nm, PDI为0.196. 稳定性实验表明, HA-zein@QT与去离子水、 PBS缓冲溶液和1640培养基共孵育后, 表现出较高的稳定性. 活性氧和·OH检测结果表明, HA-zein@QT暴露于近红外光可促进¹O₂和·OH生成. 生物相容性实验表明, 所制备DDS与血红细胞孵育后的溶血率仅为3.75%, 且与非肿瘤细胞共孵育后细胞存活率均大于84.57%, 证明其具有较高的生物相容性. 通过肿瘤细胞毒性研究发现, A549, HCT116和HCT8细胞的存活率分别为28.2%, 20.2%和24.6%, 表明HA-zein@QT对肿瘤细胞具有较高的抑制能力. 本文通过微流控精准构建zein基DDS, 为抗肿瘤药物的递送提供了一种高效、低毒的新策略.

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20. 不同元素组成分子筛结构与有机结构导向剂主客体相互作用的高通量计算

李霖, 王晨, 王嘉泽, 李莉

高等学校化学学报 2025, 46 (4): 20240497-. DOI: 10.7503/cjcu20240497

摘要（498）

HTML （33）

PDF（pc）（1553KB）（276）

分子筛是一种具有规则孔道结构的无机微孔晶体材料, 广泛应用于工业吸附分离和催化过程. 本文从已知的260余种分子筛拓扑结构中选取了14种能够以纯硅、硅铝和磷酸铝形式合成的拓扑结构, 通过高通量计算方法探究了有机结构导向剂(OSDA)对这些不同元素组成的分子筛骨架的结构导向作用. 研究结果表明, 不同的OSDA对元素组成结构的导向作用有显著差异, 某些OSDA倾向于导向纯硅或硅铝结构, 而另一些则更倾向于导向纯磷酸铝结构. 本文所得结果不仅有助于加深对OSDA在分子筛合成中作用机制的理解, 还可为设计和合成具有特定元素组成的分子筛提供理论依据.

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