【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202511107
笔者在大学入学之初就受教于华彤文老师,后来跟随华老师做研究、搞教学、写教材,直至担任《大学化学》主编时依然听取华老师的教诲。在此文中分享40余年来近距离观察、感受和学习华老师严谨治学、勇于担当的教学与研究的态度和方法,期待我国的化学教育教学事业薪火相传,持续发展。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405208
将本科课程中的脑文格反应等有机化学内容与有机太阳能电池研究前沿紧密结合,通过实验让学生深入了解有机化学课程中的化学反应。该实验利用脑文格反应合成了一个宽带隙的稠环电子受体材料A831,通过对实验数据进行分析,确定材料是通过削弱端基的拉电子能力,提升了材料的最低未占有分子轨道(LUMO)能级,进而获得高电压的有机太阳能电池。该实验充分培养了学生运用基础知识解决科研问题的能力,体现了“基础知识–实际应用”的有机实验教学模式,适合作为面向高年级本科生的综合实验教学课程。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202312075
《千里江山图》作为中国的十大传世名画之一,不仅代表了青绿山水画艺术的发展历程,更是中国古老文明的缩影。该画作流传久远,历时九百余年依旧绚烂多彩,与其材质、颜料、胶结材料密切相关。本文从化学视角出发,分析《千里江山图》使用的颜料与胶结材料,并以拟人化的方式逐个介绍它们的性格与特点,如“石墨大哥”“赭石阿姨”“青绿兄弟”“砗磲姑娘”和“明胶叔叔”。探讨他们的化学成分与理化性能,揭示这些惊艳的颜料共同打造《千里江山图》辉煌的秘诀。通过激发古典艺术与现代科技的思考,促进艺术鉴赏与科技创新的融合。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310087
本实验设计合成了铜-焦脱镁叶绿酸a甲酯(Cu-MPPa),用于活性氧(ROS)介导的癌症治疗和消耗谷胱甘肽,并通过类Fenton反应循环产氧维持细胞内高浓度氧。实验过程中考察了Cu-MPPa的活性氧产生能力、氧气产生能力和谷胱甘肽消耗能力等性能。所合成中间体的结构用质谱进行了表征。这个实验综合了有机化学合成、仪器分析化学和生物化学实验,要求由三名学生组成实验小组,大约需要24学时,旨在培养学生综合创新能力、解决复杂问题能力和培养团队合作精神。
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100113
光动力疗法(PDT)作为一种美国食品药品监督管理局(FDA)批准的治疗手段,在肿瘤治疗领域取得了显著进展。然而,传统的PDT由于活性氧(ROS)的瞬时性、过度的光毒性以及诱导经典凋亡的特性,可能导致预后效果较差。本研究利用带正电荷的碳点光敏剂(PCDs)与新吲哚菁绿(IR820)之间的静电相互作用构建了一种纳米工程化碳点(NCDs)。通过调控IR820的引入比例,可改变NCDs的表面电荷与两亲性特征,从而优化其细胞膜锚定能力。此外,IR820的J聚集导致其荧光从NIR-Ⅰ区红移到NIR-Ⅱ区,从而实现NIR-Ⅱ成像。值得注意的是,IR820对PCDs的光活性具有淬灭作用,因此,NCDs的PDT效应依赖于750 nm激光照射下IR820的光漂白和577 nm激光照射下PCDs的光动力。最终,体外与体内实验均表明,在级联激光照射下,膜靶向的NCDs可以有效增强肿瘤细胞焦亡,从而以最小副作用实现肿瘤清除,同时激活免疫响应以抑制肿瘤的肺转移。本研究开发了一种多功能的纳米工程化碳点,提供了一种可控性强、治疗效果好以及安全性高的肿瘤光动力免疫治疗新策略,展现出良好的临床应用前景。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250120
通过浸渍法制备了N、Mn改性半焦活性炭(SC)催化剂NxMny-SC(x∶y为N和Mn的质量比),并用于催化臭氧(O3)氧化降解水中的盐酸四环素(TC)。结果表明,Mn的负载量与材料表面Mn含量及结构无序度呈正相关,其中N与Mn的质量比为1∶3时制备的N1Mn3-SC表现出最优催化性能。提高催化剂投加量、O3流速和反应温度均有助于提升TC降解率,而高的初始TC质量浓度则会抑制降解效果,溶液pH的影响呈现随pH升高先促进后抑制的趋势,并于pH=7时达到最佳降解效果。在催化剂用量为200 mg·L-1、TC质量浓度为30 mg·L-1、pH=7、25 ℃、O3流速为30 mL·min-1的最优条件下,N1Mn3-SC可在20 min内实现93.46%的TC降解率,一级反应速率常数达0.138 2 min-1,显著高于SC(0.080 1 min-1)。水中腐殖酸(HA)、HCO3-和Cl-会竞争消耗羟基自由基(·OH),轻微抑制反应进程。该催化剂经5次循环使用后仍保持84.13%的降解率,但比表面积下降至21 m2·g-1,表面Mn、N及含氧官能团含量减少,缺陷与石墨化拉曼峰强度的比值(ID/IG)降低至0.983,表明其结构有序度有所上升。自由基猝灭实验证实·OH、超氧自由基(·O2-)和单线态氧(1O2)共同参与催化过程,其中1O2作用尤为关键。中间产物分析表明,TC主要通过脱烷基、脱酰胺等途径分解,最终矿化为CO2和H2O。
