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当期目录

    2026年 第47卷 第10期    刊出日期:2026-10-10
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    高等学校化学学报2026年第47卷第10期封面和目次
    2026, 47(10):  1-6. 
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    相关文章 | 多维度评价
    研究快报
    载Bi介孔碳材料用于高性能近中性锌-空气电池
    朱彦宾, 李宇轩, 李凯霖, 褚娟, 李伟
    2026, 47(10):  20260298.  doi:10.7503/cjcu20260298
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    综合评述
    尺寸与结构对金纳米团簇金属性演化的协同调控
    冯靖淇, 樊春海, 陈静
    2026, 47(10):  20260067.  doi:10.7503/cjcu20260067
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    金纳米团簇(Au NCs)具有原子级精确的结构, 核心尺寸在1~3 nm范围内, 是连接有机金属分子与传统金纳米颗粒的独特体系, 兼具类分子特性与纳米材料优势, 其从分子态到金属态的转变是纳米科学领域的核心问题之一. 大尺寸(>100个金原子)金纳米团簇随尺寸增大, 能级逐渐从离散向连续转变, 呈现金属特性. 然而, 这一转变并非仅由尺寸决定, 在特定的临界尺寸区域内, 团簇的金属性还受到晶体结构、 几何形貌等多重因素的协同调控. 在临界尺寸区域内, 团簇呈现出兼具分子性与金属性的双重特性, 该特性受晶体结构、 几何形貌等多重因素协同调控, 针对这一区域的研究已广泛且深入地开展. 本文综合评述了大尺寸金纳米团簇金属性演化的研究进展, 概述了非金属性、 金属性及临界区域团簇的尺寸、 结构与金属性间的构效关系, 梳理了金属性的测定判据与关键研究技术. 最后, 讨论了该领域未来的挑战和发展方向.

    研究论文: 无机化学
    橙皮素负载ZIF⁃8的一锅法制备及肿瘤微酸响应释药行为
    赵杨, 朱镇, 杨柳青, 曹展华, 仲炳文, 庄元, 刘志辉
    2026, 47(10):  20260133.  doi:10.7503/cjcu20260133
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    采用一锅法将橙皮素(HES)引入沸石咪唑酯骨架-8(Zeolitic imidazolate framework-8, ZIF-8), 构建了HES@ZIF-8纳米复合材料. 利用扫描电子显微镜、 透射电子显微镜、 X射线衍射、 傅里叶变换红外光谱、 氮气吸附-脱附及热重分析等对其形貌、 晶体结构、 孔结构及热稳定性进行了系统表征, 并测定了其载药率及不同pH值下的体外释放行为. 结果表明, HES@ZIF-8被成功构建, 负载后颗粒仍保持 ZIF-8规则多面体形貌及特征晶体骨架, 说明HES的引入未破坏主体框架结构; 孔结构参数及热失重行为的变化进一步证实HES已有效整合进入 ZIF-8体系, 载药率达72.0%. 体外释药研究显示, HES@ZIF-8具有显著的pH值依赖性释放特征, 在pH值为7.4, 6.5和5.5时的累积释放率分别为42.9%, 72.6%和92.9%; 酸性条件下颗粒骨架明显解离, 表明其加速释放与ZIF-8的酸诱导结构破坏密切相关. 体外细胞实验结果表明, HES@ZIF-8在0~40 μg/mL浓度范围内对正常成纤维细胞(L929)具有较好的生物相容性; 同时, HES@ZIF-8可降低CAL-27和SACC细胞活力, 抑制细胞迁移并促进其凋亡, 其中对SACC细胞作用更为明显. 上述体外实验结果表明, HES@ZIF-8兼具结构保持性负载与肿瘤微酸环境响应释放特征, 提示其具有潜在的研究价值, 可为天然小分子/金属有机框架复合智能递药材料的设计及机制研究提供实验依据.

    分析化学
    微波等离子体炬分子同位素光谱法用于溶液中硼同位素定量分析
    贾晨阳, 林根仙, 金伟, 于丙文
    2026, 47(10):  20260205.  doi:10.7503/cjcu20260205
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF (1651KB) ( )  
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    针对溶液体系中硼同位素比例的快速分析需求, 建立了一种微波等离子体炬分子同位素光谱法(Microwave plasma torch molecular isotopic spectrometry, MPT-MIS), 用于溶液中硼同位素比例的定量分析. 该方法利用微波等离子体炬(MPT)激发BO2分子发射光谱, 并结合偏最小二乘回归(PLSR)从全谱形状信息中提取硼同位素丰度信息, 实现了硼同位素比例的快速测定. 通过使用石英内管有效降低了硼的记忆效应, 并基于“留一法”交互验证(Leave-one-out cross validation, LOOCV)系统优化了光谱预处理方式和波长区间. 在最优预处理组合(一阶导数+面积归一化+25点平滑)和最优波长区间(464~589 nm)下, 仅需2个潜变量(Latent variables, LVs)即可充分提取与同位素丰度相关的光谱信息. 在验证集的3个样品上模型预测11B/10B的相对偏差(Relative bias)最大为2.04%, 预测精密度为1%~2%(2σ). 此外, 实验还发现BO2分子光谱强度与总硼浓度在5~3000 μg/mL范围内呈现良好的线性关系(R2>0.999), 表明该方法具备同步测定总硼浓度的潜力, 为核工业等场景中硼同位素比和总硼浓度的在线同步分析提供了一种操作简便、 成本较低的新方案.

    有机化学
    含异噁唑片段的3-Methylcarbazole衍生物的设计、 合成与抗菌活性
    颜瑜, 卢子聪, 汪晴, 杨家强
    2026, 47(10):  20260151.  doi:10.7503/cjcu20260151
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF (4968KB) ( )  
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    为了获取抗菌候选化合物, 以天然产物3-methylcarbazole为起始化合物, 对其结构进行修饰及优化, 设计合成了系列含异噁唑片段的3-methylcarbazole衍生物; 利用核磁共振氢谱(1H NMR)、 碳谱(13C NMR)和 元素分析确定了其结构. 抗菌活性测试结果表明, 该类化合物对金黄色葡萄球菌(S. aureus)、 表皮葡萄球 菌(S. epidermidis)和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)具有较好的抑制作用, 大部分衍生物的抗菌活性优于 3-methylcarbazole; 尤其以化合物3q最为突出, 对三者的最小抑菌浓度(MIC)分别为0.5, 1和2 μg/mL, 抗S. aureus和S. epidermidis活性与对照药相当, 抗MRSA活性远优于对照药. 时间-杀菌曲线显示, 化合物3q在4×MIC时, 对S. aureus整个生长周期具有快速杀菌作用; 分子对接结果表明, 化合物3q与靶蛋白GyrB有较好的结合作用; 同时, 化合物3q对小鼠单核巨噬细胞无明显毒性. 综上, 异噁唑片段的引入能够提高3-methylcarbazole的抗菌活性.

    席夫碱共价有机框架荧光探针选择性识别硫化氢及其应用
    葛月琴, 王迪, 汤立军, 侯淑华, 李育龙
    2026, 47(10):  20260185.  doi:10.7503/cjcu20260185
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    设计合成了功能化共价有机框架探针COF-TPA, 并实现了对HS-的特异性识别. 将小分子三苯胺衍生物荧光探针通过EDC/NHS活化的方法接枝到带羧基的共价有机框架(Tp-COOH COF)上, 制备了新型的探针COF-TPA. 借助COF骨架预组织的刚性聚集结构和HS-的离子半径优势, 该探针可在纯水中对HS-呈现出明显的荧光增强响应, 避免了传统AIE探针对有机溶剂与浓度调控的依赖. 该探针能够排除食品中生物硫醇及其它阴离子的干扰, 具有较宽的pH检测范围(5~13), 检出限为2.62×10-7 mol/L. 实验结果表明, 该探针具有良好的线性范围、 低检出限和高灵敏度, 在环境水样与酒类基质中对HS-的测定均展现出良好的准确度与可靠性, 表明其在食品安全检测方面具有应用潜力.

    基于绿色溶剂体系的集成化标签辅助连续流多肽合成及过程强化
    颜阳丽, 李金宇, 秦世成, 苏贤斌
    2026, 47(10):  20260117.  doi:10.7503/cjcu20260117
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    报道了一种基于绿色溶剂体系的集成化标签辅助连续流液相多肽合成(CF-TAPS)平台, 其过程质量 强度(PMI)比固相多肽合成(SPPS)基准降低3.7倍. 该平台的核心创新在于构建了“双重流动强化”体系: 首先, 利用固定床反应器实现了疏水性氨基标签载体(BTPM)的高效连续流加氢制备, 为全流程自动化奠 定了物料基础; 其次, 通过二元溶剂工程(EA/DMSO)协同静态混合管式反应器(SMTR), 实现了多肽序列在 流动体系下的稳健溶剂化与极速反应动力学. 该模块化架构集成自动化在线膜分离技术将传统易乳化的 洗涤过程转化为高通量工作流, 显著缩短了偶联(52 s)和脱保护(38 s)的循环时间. 通过细胞穿膜肽5R全 合成实验验证了该策略的实用性, 且氨基酸用量仅需1.05~1.2 mol. 此外, 该平台实现了有机溶剂消耗(OSC) 39倍的减幅, 为多肽绿色制造提供了新思路, 有效整合了液相合成的高原子经济性与自动化连续生产的工业可扩展性.

    物理化学
    钴单原子位点对碳基超级电容器电极倍率性能的动力学提升
    杨少卿, 张昊, 张含明, 张王志, 张海涛, 罗俊
    2026, 47(10):  20260201.  doi:10.7503/cjcu20260201
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    为揭示相邻过渡金属单原子位点对碳基超级电容器电极储能动力学的影响, 以活性炭为碳基底, 通过金属-配体配位及碳化策略制备了Fe和Co两种金属单原子修饰氮掺杂碳材料(M@NC), 并以不含金属单原子位点的NC作为对照样品. 结构表征表明, NC, Fe@NC和Co@NC具有相近的碳基结构和孔结构特征; Fe和Co物种均以高度分散状态锚定于氮掺杂碳基体中, 形成M-N4配位结构. 电化学测试结果显示, Fe@NC和Co@NC相较于NC具有更高的比电容, 说明金属单原子位点的引入能够改善碳基电极的储能行为. Fe@NC和Co@NC在1 A/g电流密度下表现出相近的比电容, 分别为106和109 F/g; 当电流密度提升至20 A/g时, Co@NC的电容保持率为55%, 明显高于Fe@NC的38%, 说明Co单原子位点更有利于改善碳基电极的高倍率电容保持能力. 动力学分析表明, Co@NC具有较高的电容控制贡献比例、 更低的电荷转移阻抗和更优的离子扩散特征, 表明Co单原子位点更有利于快速电荷/离子传输过程. 研究结果表明, 金属单原子位点对碳基超级电容器电极倍率性能的提升主要源于电化学动力学优化, 其中Co单原子位点在促进快速储能方面更具优势. 本研究为单原子位点调控碳基超级电容器电极材料倍率性能提供了科学依据.

    Zn2+改性H‑SAPO‑34对甲醇制烯烃反应中烯烃循环影响的理论研究
    高奋娥, 王锐英, 郭俊兰, 张茜, 成尚元, 袁志国, 刘靖尧
    2026, 47(10):  20260245.  doi:10.7503/cjcu20260245
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    采用密度泛函理论(DFT)计算结合微观动力学模拟, 系统研究了H‑SAPO‑34中的Brønsted(B)酸位点与Zn@H‑SAPO‑34中B酸位点和Lewis(L)酸位点上烯烃循环生成乙烯和丙烯的反应机理, 以揭示Zn2+改性对甲醇制烯烃(MTO)催化性能的影响. 结果表明, 在H‑SAPO‑34催化的烯烃循环中, 丙烯选择性高于乙烯(与文献报道一致). Zn2+改性增强了邻近B酸位点的酸性强度, 显著降低了乙烯和丙烯生成路径的总自由能垒, 从而提升了反应活性, 同时缩小了两条路径之间能垒的差异. 在L酸位点上, 乙烯的总自由能垒略低于丙烯, 因而L酸对乙烯的相对选择性更高, 但两者的能垒均远高于B酸位点, 表明L酸位点并非主要活性中心. 微观动力学模拟进一步揭示, Zn2+改性后B酸位点仍为主要活性中心, 其总转化频率(TOF)较未改性H-SAPO-34提高2~3个数量级, 且丙烯的选择性优势保持不变, 而乙烯相对选择性随温度升高呈上升趋势. 综上, Zn2+改性通过增强B酸位点酸强度和引入L酸位点, 在保持丙烯选择性优势的同时提升了整体反应活性, 并缩小了乙烯与丙烯的选择性差异, 为高效MTO催化剂设计提供了理论依据.

    纯硅ZSM-12分子筛的合成及负载Co催化剂用于丙烷脱氢
    石导, 郭丽雯, 孙启明
    2026, 47(10):  20260183.  doi:10.7503/cjcu20260183
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    丙烷脱氢(PDH)反应因具有产物纯度高、 分离能耗低等优势, 被认为是最具发展潜力的丙烯生产路线之一. 开发高效稳定的新型催化材料是提升PDH反应性能的关键. 本文系统研究了具有十二元环孔道结构的纯硅ZSM-12分子筛的可控合成及其热稳定性. 通过调变凝胶配比和晶化条件, 确定了ZSM-12分子筛的优化合成参数. 实验结果表明, 经NH4+离子交换处理后的ZSM-12分子筛在1100 ℃高温煅烧后仍能保持较高结晶度, 展现出优异的热稳定性. 在此基础上, 采用“配体保护-原位合成”策略构筑了ZSM-12分子筛封装的高分散Co基催化剂. 该催化剂在550 ℃丙烷脱氢反应中表现出良好的催化性能, 丙烯生成速率达到 16.4 mmolC3H6·gcat-1·h-1; 同时, 在长时间(1600 min)反应后, 经再生处理其活性可基本恢复至初始水平, 显示出良好的结构稳定性和再生性能. 本研究为大孔纯硅分子筛的合成及高活性、 高稳定PDH催化剂的开发提供了参考.

    原位构建稳定的氮掺杂石墨烯/碳纳米管三维宿主实现无枝晶和长寿命锂金属负极
    佘苏辉, 辛国祥, 包金小, 孙广澍, 王海涛, 宋金玲, 王青春, 布林朝克, 张金辉
    2026, 47(10):  20260160.  doi:10.7503/cjcu20260160
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    采用化学气相沉积和热解法制备N掺杂石墨烯/碳纳米管(N-G/CNTs), 再经机械辊压到Li片获得N-G/CNTs-Li. 通过表征发现, 细长弯曲的CNTs原位接枝于石墨烯基体. 根据第一性原理, 锂更倾向于在吡咯N和吡啶N上形核沉积. N-G/CNTs半电池展示出仅为21.3 mV的形核过电位. N-G/CNTs-Li对称电池在1 mA/cm2的电流密度下能稳定循环长达1000 h, 在循环过程中始终保持最小的电压极化, 循环100 h后极片呈现光滑紧密的形貌, 无明显锂枝晶形成. 全电池在1C倍率下展现出129.3 mA·h/g的容量和91.5%的容量保持率. 结果表明, N-G/CNTs能够缓解循环过程中电极的体积变化, 有效抑制锂枝晶生长. N-G/CNTs良好的性能可归因于G/CNTs三维框架结构稳定性和高含量氮亲锂物种的协同效应. 因此, N-G/CNTs-Li电极在锂金属电池中具有广阔的应用前景.

    普鲁士蓝类似物衍生FeSe2/CoSe2复合材料的制备及在碱性电解液中的高效电催化析氢性能
    鲁婷, 刘璐, 王蕾斐, 杨阳, 刘泽昌, 王浚韬, 云斯宁
    2026, 47(10):  20260141.  doi:10.7503/cjcu20260141
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    通过共沉淀法结合硒化策略合成了普鲁士蓝类似物(PBA)衍生过渡金属硒化物(FeSe2, CoSe2和 FeSe2/CoSe2)碳基复合材料, 并系统评估了3种催化剂在碱性电解液中作为析氢反应(HER)阴极材料的催化活性和稳定性. 采用XRD, SEM和XPS对合成的催化剂进行了物相分析和形貌表征. 结果表明, FeSe2/CoSe2材料表现出最优异的电催化析氢性能, 在10 mA/cm2电流密度下的过电位仅为118 mV, Tafel斜率仅为86 mV/dec, 催化性能优于单一相的FeSe2和CoSe2. FeSe2/CoSe2性能增强主要归因于FeSe2和CoSe2界面间的强电子耦合作用优化了其电子结构. 此外, FeSe2/CoSe2催化剂在经过8 h的稳定性测试后, 过电位保持率仍达到91.74%; 并且3种催化剂经过1000次CV循环后的LSV曲线几乎不变, 表现出良好的电化学稳定性.

    高电压锂金属电池的局部高浓度电解液设计及电化学性能
    黄德权, 阳复建, 陈元华, 张曼, 殷广达, 韦韬, 莫皓越, 莫晓敏, 梁毅
    2026, 47(10):  20260132.  doi:10.7503/cjcu20260132
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    锂金属负极具有极高的理论比容量和极低的电化学电位, 是下一代高比能电池体系的重要发展方向. 然而, 高电压锂金属电池(LMBs)的实际应用仍受到锂枝晶无序生长、 固态电解质界面(SEI)不稳定以及传统醚基电解液在高电压下稳定性不足等问题的制约. 本文通过引入氟化共溶剂1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚(TTE), 构建了一种局域高浓度电解液(LHCE)体系. 结合分子动力学模拟与原位光学显微镜表征结果发现, TTE中氟原子的强电负性能够有效调控阴离子配位结构, 促进富无机组分SEI膜的形成, 显著改善Li+传输动力学, 并有效抑制锂枝晶生长. 电化学测试表明, 采用LHCE的Li||Cu半电池在0.5 mA/cm2电流密度下循环670次后平均库仑效率仍可达98.5%. 同时, 基于LHCE的全电池同样表现出优异的电化学性能: Li||LFP全电池在1.0C倍率下循环400次后容量保持率为97.4%, Li||NCM811全电池在1.0C倍率下循环500次后容量保持率为68.8%. 本研究为高电压锂金属电池的电解液设计与界面调控提供了一种有效策略.

    织物基聚苯胺叉指电极的可控制备与电容性能
    常金辉, 牟文斌, 王鹏伟, 董旭峰, 吴雨辰
    2026, 47(10):  20260131.  doi:10.7503/cjcu20260131
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    采用“聚合物辅助金属沉积-织物内光刻-可控电聚合”协同策略, 实现了织物基聚苯胺叉指电极的可控制备. 以聚酯纤维织物为基底, 通过聚合物辅助金属沉积法实现织物金属化, 再经织物内光刻得到高分辨率金属叉指集流体, 最后以恒电位法在金属集流体表面电聚合聚苯胺, 调控聚合时间为5~15 min, 实现了活性材料的可控负载. 结果表明, 12.5 min为最佳聚合时间, 在该条件下制备的电极面积比电容达16.4 mF/cm²; 在0.15 mA/cm²电流密度下经1000次充放电循环, 电容保留率达91.6%, 且在不同扫描速率及电流密度下均表现出优异的倍率性能. 柔性测试结果显示, 电极在不同弯曲角度下电阻稳定, 180°弯折1000次后电阻仅增加0.15 Ω, 机械柔韧性良好. 该方法制备的电极充分保留了织物固有的三维网状结构, 实现了高电容性能与优异柔性的协同, 为织物基平面叉指超级电容器的制备提供了新思路.

    碳纳米管协同高熵钙钛矿氟化物增强碱性电催化析氧性能及机制
    曹玉铭, 国馨丹, 郝泽宇, 于陕升, 田宏伟
    2026, 47(10):  20260096.  doi:10.7503/cjcu20260096
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    采用一锅溶剂热法, 使聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修饰的高熵钙钛矿氟化物(HEPF)组分在预先分散的多壁碳纳米管(CNTs)表面原位成核、 生长并锚定, 构筑了具有三维交织网络的 HEPF-PVP/CNT 复合电催化剂. CNTs作为异相成核支架, 实现了HEPF纳米颗粒的均匀锚定与高度分散, 有效克服了纯相高熵氟化物易团聚和导电性差的缺陷. 微观表征表明, 适量碳骨架(CNT-20)的引入发挥了空间限域作用, 显著提升了比表面积与活性位点暴露程度; 同时, 异质界面产生强电子耦合效应, 诱导金属中心电子云重新分布, 提升了Co3+和Fe3+等高价活性位点比例, 抑制了易溶出Cr6+的生成. 电化学测试显示, 最优HEPF-PVP/CNT-20催化剂在10 mA/cm2电流密度下的过电位仅为258 mV, Tafel斜率为85 mV/dec, 连续运行120 h后过电位仅增加10.7 mV, 表现出优异的长期稳定性. 本研究为设计高活性、 长寿命的多金属协同电催化网络提供了可靠的结构工程策略.

    高分子化学
    具有成骨和抗肿瘤功能的多孔聚醚醚酮复合支架的制备
    梅笑寒, 梁留博, 矫健鹏, 白宇, 王贵宾, 张淑玲
    2026, 47(10):  20260119.  doi:10.7503/cjcu20260119
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    通过溶液沉淀法合成了羟基磷灰石纳米棒(nHAp), 模拟天然骨基质的无机成分, 增强了材料的骨传导性; 通过水热法合成了磷酸钼钴微米棒(CPMmr), 利用其介导的类芬顿反应催化过氧化氢生成羟基自由基, 实现了对肿瘤细胞的有效杀伤; 通过相转化法制备了具有连续贯通指状大孔和微米小孔的多孔聚醚醚酮(PEEK)支架, 以促进细胞迁移、 营养物质交换及组织长入. 将CPMmr与nHAp均匀分散于甲基丙烯酯化的氧化透明质酸(AHAMA)与聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMA)复合水凝胶前驱液中, 通过紫外光引发聚合将其接枝到多孔PEEK支架表面, 合成了具有成骨活性及抗肿瘤功能的多孔PEEK复合支架. 体外细胞实验结果表明, 多孔PEEK复合支架对小鼠胚胎成骨细胞前体细胞(MC3T3-E1)具有良好的生物相容性, 且能显著促进成骨相关基因的表达水平. 此外, CPMmr可在肿瘤微环境中介导类芬顿反应, 显著提升了人骨肉瘤细胞(MG-63)的氧化应激水平, 导致活性氧积累并使肿瘤细胞凋亡, 显示出良好的抗肿瘤效果.

    化学生物学
    硒唑甲酰胺类Src激酶抑制剂对阿尔茨海默病中A β 诱导的毒性作用
    吴浩, 王磊, 刘洋, 张芯玮, 潘新靓, 张名杰, 江凤瑜, 肖军海, 林凤
    2026, 47(10):  20260241.  doi:10.7503/cjcu20260241
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    研究了Src酪氨酸蛋白激酶抑制剂(SAFA320)对转基因秀丽隐杆线虫CL4176的神经保护作用及其机制. 结果表明, 与空白对照相比, SAFA320处理显著减少了CL4176线虫中β淀粉样蛋白(Aβ)寡聚体的沉积, 降低了线虫的瘫痪率, 并能有效降低其体内活性氧(ROS)的产生, CL4176线虫组织内Src激酶活性也显著降低. 荧光实时定量聚合酶链式反应(PCR)结果显示, SAFA320处理会导致CL4176线虫体内skn-1基因及其下游靶基因gst-4的表达显著上调, 说明化合物SAFA320通过调节CL4176线虫中的SKN-1信号通路从而达到抑制Aβ毒性的效果. 综上所述, SAFA320在缓解CL4176线虫的Aβ毒性和改善认知功能方面具有显著效果, 是一种潜在的抗阿尔茨海默病(AD)候选药物.

    化学教育
    跨校共建、 持续优化: 无机化学精品教材建设实践
    王莉, 张丽荣, 徐家宁, 宋天佑
    2026, 47(10):  20260206.  doi:10.7503/cjcu20260206
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    以吉林大学、 武汉大学、 南开大学三校跨校教学团队二十余年协同建设、 历经五版迭代、 两获国家级教材奖励的新形态教材《无机化学》为典型案例, 系统梳理了该教材从传统纸质教材向新形态教材迭代升级、 持续推进数字化建设的发展脉络, 深入剖析其建设路径与核心建设举措, 全面总结教材育人实践成效, 提炼具有普适性、 可复制推广的高校基础学科教材建设经验, 旨在为国内高校精品教材培育、 教材内涵式高质量建设提供实践参考与路径借鉴.