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综述
细胞分泌物中的聚糖分析
熊莹莹, 陈云龙, 鞠熀先
2019, 77(12): 1221-1229  doi: 10.6023/A19080299
[摘要]  (38) [HTML全文] (38) [PDF 1880KB] (0)
摘要:
聚糖是细胞的一种重要组成物质,主要由单糖、寡糖或者多糖组成.它们与蛋白质或脂质相连接,形成糖缀合物.聚糖结构的多样性决定了糖缀合物包含丰富的关于细胞和疾病状态的信息.因此,细胞分泌的聚糖分析对细胞以及疾病状态的监测具有重要意义.基于在细胞外聚糖的相关研究,综述了细胞分泌聚糖的类型、生物功能和生物学意义,并重点归纳了细胞分泌聚糖的识别方法和检测技术,展望了细胞分泌物中聚糖分析的前景.
DNA-二维纳米片层材料传感平台的构建及其应用
迟景元, 李晶, 任少康, 苏邵, 汪联辉
2019, 77(12): 1230-1238  doi: 10.6023/A19070262
[摘要]  (38) [HTML全文] (38) [PDF 1876KB] (0)
摘要:
DNA-二维纳米片层材料传感平台结合DNA分子特异性识别能力与二维纳米片层材料优越的物理、化学特性,已成为化学/生物传感器领域重要的研究方向之一.鉴于二维纳米片层材料领域的快速发展,首先介绍了DNA-二维纳米片层材料传感平台的构筑机理,随后重点综述了该传感平台在化学、生物目标物分析检测中的应用研究,并对该类传感平台的应用前景做了展望.
稀土纳米晶用于近红外区活体成像和传感研究进展
熊麟, 凡勇, 张凡
2019, 77(12): 1239-1249  doi: 10.6023/A19080305
[摘要]  (29) [HTML全文] (29) [PDF 5162KB] (2)
摘要:
稀土纳米晶具有丰富的激发和发射波长,良好的化学和光稳定性、大Stokes位移等特点.近年来,稀土纳米晶在生物活体成像与传感领域的应用研究取得了迅速进展.通过纳米尺度的材料设计与合成,可以对稀土纳米晶的荧光效率、波长、寿命等光学性质,以及生物相容性、靶向性、响应性等生化性质进行精细调控,使其更好地适应于活体深组织的成像与分析.先概述活体荧光成像的技术特点与要求,然后介绍稀土纳米晶的一般组成、光学性质和荧光机理,随后详细讨论对稀土纳米晶光学和生化性质进行调控的方法,着重展示这些材料的设计和修饰在生物成像与传感领域的一些最新应用.通过总结最近的研究成果,期望能够为下一步的研究提供一些参考思路,以推进基于稀土纳米晶的生物成像与传感技术的临床转化和应用.
多感知集成的柔性电子皮肤
赵帅, 朱荣
2019, 77(12): 1250-1262  doi: 10.6023/A19060227
[摘要]  (38) [HTML全文] (38) [PDF 6779KB] (0)
摘要:
具有类人皮肤功能的柔性电子皮肤,由于其在可穿戴电子、健康监测、智能机器人、智能假肢等领域具有广阔的应用前景已成为研究热点,这些应用需求对电子皮肤的传感功能、结构特征、信号处理等提出了特殊要求.本综述从人体皮肤感知功能出发,论述了电子皮肤所需具备的关键传感功能和实现方法,包括压力、温度、湿度、流场、材质等信息传感;综述了多感知集成技术,主要分为直接集成法、功能材料法和检测统一法等三种,论述了各种方法的优缺点;最后提出柔性电子皮肤在多感知集成方面所面临的挑战和发展方向.
研究通讯
由芳基卤化物、芳基硼酸和芳烃一锅法合成单氟甲氧基芳烃
赵小淳, 丁天琪, 蒋绿齐, 易文斌
2019, 77(12): 1263-1267  doi: 10.6023/A19090325
[摘要]  (170) [HTML全文] (170) [PDF 542KB] (0)
摘要:
介绍了一锅法实现芳烃及其衍生物的单氟甲氧基化反应的过程.利用一系列催化反应,使得芳基卤化物、芳基硼酸和芳烃分别原位生成酚,再利用一氟碘甲烷作为单氟甲基化试剂,合成单氟甲氧基芳烃,反应收率为51%~93%,在传统的苯酚直接亲电单氟甲基化反应的基础上进一步扩大了该方法的应用范围,该方法也适用于一些结构复杂的化合物和一些药物分子结构的后修饰.
研究论文
具有AIE效应的Eu (Ⅲ)-聚(N-乙烯基吡咯烷酮)配位聚合物Pdots的制备及双色肿瘤细胞成像
关晓琳, 李志飞, 王林, 刘美娜, 王凯龙, 杨学琴, 李亚丽, 胡丽丽, 赵小龙, 来守军, 雷自强
2019, 77(12): 1268-1278  doi: 10.6023/A19090349
[摘要]  (26) [HTML全文] (26) [PDF 4278KB] (0)
摘要:
本研究通过原位引发聚合方法,以合成的4,4'-偶氮(4-氰基戊酸酯基)四苯乙烯(TPE-tetraAZO)为引发剂,引发乙烯基吡咯烷酮单体聚合,并通过侧链含孤对电子的N、O元素与稀土Eu(Ⅲ)配位,成功制备四臂星型聚合物TPE-tetraPVP-Eu(Ⅲ),该双亲性聚合物可自组装成尺寸约为20 nm的非半导体型聚合物量子点(Pdots).光学性能研究表明:该Pdots在360 nm和395 nm激发下分别发射蓝色(435 nm)和红色(615 nm)荧光,其中,Pdots的蓝色荧光具有典型的AIE特性,并对环境温度和pH具有明显双重响应特性,最低临界温度为37℃,接近人体温度.此外,Pdots表现出低细胞毒性,可通过调节激发波长,实现对HeLa、HepG2及A549三种肿瘤细胞的可逆双色荧光成像,展现出优异的成像效果,有望作为一种活细胞多色荧光示踪探针材料.
环二肽的自组装及其荧光性能
杨靖鸽, 李阳, 王小艾, 王栋, 孙亚伟, 王继乾, 徐海
2019, 77(12): 1279-1286  doi: 10.6023/A19090331
[摘要]  (40) [HTML全文] (40) [PDF 4738KB] (0)
摘要:
环二肽由两个氨基酸通过肽键环合形成,在氢键相互作用驱动下具有较强的自组装倾向.本工作研究了c-SF,c-SY,c-SH及c-DF等四种环二肽的自组装行为和组装体的荧光特性.实验结果表明,c-SH为无规卷曲而其他三种环二肽均采取β-sheet二级结构,且除c-SH未形成明显组装体外,其他三种环二肽均形成不同尺寸的纳米纤维.荧光光谱检测发现环二肽在不同波长的激发下存在多个不同的荧光发射峰;对于c-SH,侧链咪唑基官能团与Zn(Ⅱ)配位可以增大荧光发射的强度;对于c-SY,侧链酚羟基的氧化也可以增强荧光强度.推测在氢键作用的驱动下环二肽分子可以逐个堆叠形成纳米纤维,自组装导致的分子聚集和分子的侧链结构均可使环二肽具有可调变的荧光性能.
N, N-二甲基正辛胺/十六烷混合体系液液相变吸收SO2
李雪霏, 陈玲, 许胜超, 赵文波
2019, 77(12): 1287-1293  doi: 10.6023/A19070279
[摘要]  (184) [HTML全文] (184) [PDF 515KB] (1)
摘要:
为了克服传统脱硫工艺胺法脱硫中挥发的吸收剂污染空气以及吸收剂回收过程能耗巨大的缺点,开发了一种新型液液相变有机胺混合脱硫体系.将碱性较大的吸收剂NN-二甲基正辛胺(DMOA)与沸点较高的溶剂十六烷混合形成均相溶液.其在吸收二氧化硫(SO2)后自动分为两相,十六烷在上相,SO2与DMOA反应的产物位于下相.上相十六烷可以直接进行循环利用,将下相溶液中的SO2脱除即可实现DMOA再生.经核磁共振氢谱(1H NMR)和傅里叶红外光谱(FTIR)表征发现,SO2和DMOA的反应产物为电子转移产物.在压力为常压、温度为20℃的条件下,混合体系最多的摩尔吸收量为2.1 mol/mol,是同等条件下混合体系CO2摩尔吸收量的38倍.该混合体系具有良好的循环吸收性能,在常压、120℃的条件下进行解吸操作基本可以完全循环再生DMOA.这些结果表明该混合体系用于吸收SO2具有良好的前景.
研究评论
纳米零价铁在水相反应中的表面化学和晶相转化
刘静, 顾天航, 王伟, 刘爱荣, 张伟贤
2019, 77(2): 121-129  doi: 10.6023/A18100412
[摘要]  (968) [HTML全文] (968) [PDF 5213KB] (968)
摘要:
纳米零价铁在水相中的表面化学特性和晶相等性质变化,将影响其反应活性及环境归趋等.总结近期课题组关于纳米零价铁在水相中表面化学和晶相转化的研究进展,为纳米零价铁污染控制化学提供基础理论.重点探讨水中有无溶解氧、不同水力学条件复氧(静态和扰动)、重金属共存、无机阴离子共存对纳米零价铁颗粒表面化学特性和晶相转变的影响.同时也研究高分子电解质表面修饰后,颗粒在水相中表面及晶相的演变及对重金属去除性能的影响.研究表明,纳米零价铁与水相中的水分子、溶解氧、重金属离子及无机阴离子反应,零价铁失去电子演变为氧化铁、羟基氧化铁等;环境条件对颗粒结构性能产生影响,从而影响污染物去除效率及其在环境中的归趋.未来研究将重点探讨结构性能动态变化与不同污染物之间反应性能的影响,建立纳米颗粒的结构与性能之间关系模型,为纳米零价铁材料的环境应用提供理论依据.
综述
电子捕获裂解质谱研究进展
汪泽, 黄漪铃, 任娟, 陈相峰, 陈德华
2019, 77(2): 130-142  doi: 10.6023/A18090363
[摘要]  (1114) [HTML全文] (1114) [PDF 2395KB] (1114)
摘要:
过去的二十年中,以电子捕获裂解为代表的离子反应技术,极大地推动了气相自由基离子化学的研究.该领域的发展是现代质谱的前沿问题,同时也是后基因组时代生物分析的重要技术手段.总结了电子捕获裂解的研究进展,并对其产生、裂解规律以及机理的研究进行了详细的综述.
层状双金属氢氧化物及复合材料对放射性元素铀的吸附及机理研究
王宁, 庞宏伟, 于淑君, 顾鹏程, 宋爽, 王宏青, 王祥科
2019, 77(2): 143-152  doi: 10.6023/A18090404
[摘要]  (855) [HTML全文] (855) [PDF 3915KB] (855)
摘要:
随着核工业的快速发展,大量放射性元素铀被排放到环境中,造成严重的环境污染并给人类健康带来重大危害.层状双金属氢氧化物(LDHs)因其具有比表面积大、离子交换能力强以及独特的纳米结构等优点,在铀酰离子的去除及环境水污染处理方面展现出巨大潜力.同时,将层状双金属氢氧化物进行改性可大大增加活性位点,进一步提高材料对放射性元素铀的吸附性能.详细介绍了层状双金属氢氧化物及复合材料的制备及改性方法,通过光谱分析技术阐述了层状双金属氢氧化物对环境中铀酰离子的吸附效果以及作用机理.最后,对层状双金属氢氧化物在治理水污染中的应用前景给出个人见解,以期为今后的环境治理工作的深入研究和实际应用提供参考依据.
研究论文
以UiO-66为前驱体的Fe-ZrO2的制备及其可见光降解性能研究
马亚丽, 刘茹雪, 孟双艳, 牛力同, 杨志旺, 雷自强
2019, 77(2): 153-159  doi: 10.6023/A18090372
[摘要]  (792) [HTML全文] (792) [PDF 1702KB] (792)
摘要:
金属有机骨架(UiO-66)具有大的比表面积和强的吸附能力,且金属锆离子高度有序地排列在框架中.先采用UiO-66的结构特点使其吸附Fe3+,再通过煅烧前驱体Fe3+/UiO-66的方法成功制备出Fe掺杂的ZrO2纳米光催化剂Fe-ZrO2.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附-脱附、红外光谱(FT-IR)和紫外-可见光吸收光谱(UV-vis DRS)等方法对催化剂的形貌和结构进行表征,利用荧光(PL)和电化学阻抗对催化剂的电化学性能进行分析.最后,研究了催化剂对罗丹明B溶液的可见光降解作用,结果表明通过煅烧Fe3+/UiO-66前驱体的方法制备的Fe-ZrO2催化剂,在可见光照射下对罗丹明B的降解率为83%,循环三次后降解率依然能够达到78%,稳定性好.
NH3与Cl2γ-Al2O3颗粒物表面的非均相反应
唐思群, 马玲玲, 罗敏, 张朝晖, 邱烨, 冯烁, 夏传琴, 金永东, 徐殿斗
2019, 77(2): 160-165  doi: 10.6023/A18090401
[摘要]  (990) [HTML全文] (990) [PDF 1212KB] (990)
摘要:
使用离子色谱分析了常温、常压、湿润和氧气存在条件下,NH3和Cl2γ-Al2O3颗粒物表面非均相反应的产物及其受NH3浓度、反应时间等的影响;并定量分析了NH3、Cl2、SO2和NO2单独及共存条件下,γ-Al2O3表面Cl-、NO3-和SO42-等二次无机颗粒物的生成总量.结果表明:NH3和Cl2γ-Al2O3表面具有协同作用,2 h后Cl-的生成总量可达589.65 μg,其生成量随时间延长而不断增加.表面氯化物的生成量在NH3浓度为400 ppm时达到峰值,且随NH3浓度的增加呈先增加而后减少的趋势.活性氯存在下,NH3对颗粒物表面Cl-、NO3-和SO42-的生成有促进作用,且四种气体共存时复合正反馈效应最明显.同时,本研究对NH3和Cl2在颗粒物表面的非均相反应机理及活性氯和氨的排放对大气中二次无机颗粒物的贡献进行了探讨.
有水条件下路易斯酸B(C6F5)3对醛酮的选择性催化还原
孙国峰, 何云清, 田冲, BorzovMaxim, 胡启山, 聂万丽
2019, 77(2): 166-171  doi: 10.6023/A18100423
[摘要]  (827) [HTML全文] (827) [PDF 798KB] (827)
摘要:
近年路易斯酸B(C6F53催化的醛酮还原反应研究表明,路易斯酸B(C6F53也可以作为一种"耐水"的催化剂在"有水"条件下进行催化反应.这些研究成果对进一步扩展受限路易斯酸碱对(FLPs)化学在水相中的应用及其发展至关重要.以硅烷作为还原剂,在路易斯酸B(C6F53催化下成功对14种不同取代的醛酮在温和条件下实现了高效地还原成醇反应,产率可高达100%.通过核磁共振分析对反应机理进行的研究表明,在有水条件下,底物羰基氧与催化剂硼烷之间存在以水介导的相互作用,即可能存在"R1R2C=O——H-O(-H)——B(C6F53"的三组分络合形式.对不同路易斯碱与水及硼烷所组成的"LB——H-O(-H)——B(C6F53"三组分复合物之间对应原子间距进行了比较研究,发现这种以水介导的相互作用对醛酮的羰基不仅具有质子化的活化作用,而且与硼烷的络合作用也更有利于硅烷作为还原剂在有水条件下使用.所报道的以硅烷作为还原剂,B(C6F53催化的醛酮直接还原成醇反应,首次实现了FLPs在真正有水条件下的催化反应,并更进一步证明了在以硅烷作为还原剂时,体系中存在的水不仅会参与催化反应并会促使反应的进行.对有水条件下FLPs催化的醛酮还原的选择性及其催化反应机理,以及对其他反应的影响还需要更深入的研究.
124I原位标记有机黑色素纳米粒子的制备及初步分子影像研究
夏雷, 程震, 朱华, 杨志
2019, 77(2): 172-178  doi: 10.6023/A18090410
[摘要]  (739) [HTML全文] (739) [PDF 5829KB] (739)
摘要:
探索了有机黑色素纳米粒子对一种目前最有潜力的新型PET成像核素的原位标记方法,制备出新型多功能纳米探针,并进行初步的分子影像研究.以自然存在的黑色素(Melanin)为原料,利用超声破碎法制备超微粒径(5.5 nm)黑色素纳米粒子(MNPs),并使用两端具有氨基的PEG3500对其表面进行修饰,获得具有较好水分散性和氨基活性基团的新型PEG-MNP纳米载体.采用动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)以及核磁氢谱(1H NMR)对纳米粒子进行充分形貌表征.而后使用溴代琥珀酰亚胺(NBS)作为氧化剂进行长半衰期核素124I的原位标记,获得了相应的具有PET成像功能的124I-PEG-MNP纳米载体.而后使用游离124I、124I-PEG-MNP分别进行正常昆明小鼠Micro-PET成像对比研究,同时构建胰腺癌荷瘤鼠模型BxPC3,并进行124I-PEG-MNP肿瘤成像研究.结果显示,长半衰期核素124I对PEG-MNP的标记率可达99%以上,且体外稳定性良好.Micro-PET图像显示,124I-PEG-MNP在小鼠体内未见脱标现象,体内放射性分布与游离124I成像差异明显.通过基于选定甲状腺及肝脏感兴趣区(Region of Interest,ROI)的半定量分析表明,经过124I标记后的PEG-MNP纳米粒子,与原有124I的代谢学行为具有显著的统计学差异(P < 0.001).同时,124I-PEG-MNP利用自身的实体瘤高通透性和滞留效应(EPR)在肿瘤部位有明显的富集,并在肿瘤部位滞留超过48 h.上述研究表明,有机纳米粒子PEG-MNP具备标记单质长半衰期核素的能力,并可用于肿瘤模型PET显像,为其进一步构建长循环多模态成像探针提供实验依据.
基于胶束反向扫集的毛细管电泳量子点电化学发光研究
张召香, 刘玉洁, 王琪, 王静静
2019, 77(2): 179-183  doi: 10.6023/A18090382
[摘要]  (1231) [HTML全文] (1231) [PDF 1036KB] (1231)
摘要:
研究了胺分子对CdSe量子点电化学发光的增强作用,构建了CdSe量子点电化学发光传感器.结合胶束扫集预富集技术,发展了一种基于胶束反向扫集的毛细管电泳(CE)量子点(QD)电化学发光(ECL)新方法用于莱克多巴胺和克伦特罗的同时分离检测.毛细管内首先充满含有十二烷基硫酸钠(SDS)胶束的缓冲溶液,电动进样时,样品分子进入毛细管,在入口端被迎面而来的SDS胶束捕获并富集,经CE分离后顺次进入检测端,根据不同浓度的胺分子对CdSe量子点发光强度的增强作用不同,实现对不同胺分子的同时分离检测.胶束反向扫集富集技术,使胶束-样品结合物在毛细管中处于准静止状态,进样时间可达50 min,量子点电化学发光信号增强6000倍.该方法成功用于猪肉样品中莱克多巴胺和克伦特罗的同时分离检测,其线性范围分别为(0.8~2960)和(3.0~5520)μg/L,检出限分别为96.8和192.5 ng/L.
Au/Ag复合纳米笼在表面增强拉曼光谱中的应用
王猛, 闫昕, 韦德泉, 梁兰菊, 王岳平
2019, 77(2): 184-188  doi: 10.6023/A18090393
[摘要]  (823) [HTML全文] (823) [PDF 4419KB] (823)
摘要:
表面增强拉曼光谱(SERS)技术是一种基于贵金属纳米结构基底对被检测物进行高灵敏度检测的一种方法.具有特殊纳米结构的贵金属表面受到激光的照射时,金属表面的自由电子会受到极大的振荡,当入射光频率与振荡频率相近时,则会发生表面等离子体共振现象(SPR),使金属表面的局域电场强度极大增强,入射光强度和散射光强度都得到成倍的放大,从而使吸附在贵金属纳米结构表面的分子的拉曼散射信号得到有效的增强.使用NaBH4还原-酸刻蚀模板法,制备了八面体Au/Ag复合纳米笼,其形貌规整,尺寸均匀约为600 nm,无Cu2O模板的残留,Au元素均匀负载在Ag纳米笼上,质量分数约为16.8%;Au/Ag复合纳米笼的紫外可见吸收峰相对于Ag纳米笼发生了红移,更重要的是,Au和Ag元素协同赋予了复合纳米笼超高的SERS灵敏度和重复性,Au/Ag复合纳米笼实现了对罗丹明6G的痕量检测(5×10-14 mol/L),通过时域有限差分法(FDTD)模拟证实:这主要归因于等离子共振作用产生的高电磁场强度;此外,Au元素的加入使Au/Ag复合纳米笼具有优异的抗氧化性和化学稳定性,即使在1%的H2O2溶液中浸泡3 h,仍然能够保持优异的SERS性能.八面体Au/Ag复合纳米笼有望成为一种具有应用前景的高灵敏度、高稳定性的SERS基底.
聚乙二醇在高真空条件下的单链弹性
危军浩, 蔡皖豪, 崔树勋
2019, 77(2): 189-194  doi: 10.6023/A18090400
[摘要]  (886) [HTML全文] (886) [PDF 675KB] (886)
摘要:
在过去二十年间,高分子的单链弹性已经得到了广泛的研究.然而由于环境和高分子之间往往有着复杂的相互作用,实验中很难得到高分子在严格无扰状态下的单链弹性(即本征弹性).为此,利用单分子力谱技术研究了高真空条件下聚乙二醇(PEG)的单链弹性.结果表明,由于高真空条件下溶剂分子的干扰被消除,PEG在这一准无扰状态下呈现其本征弹性.在非极性有机溶剂中,由于溶剂分子和PEG之间只有微弱的范德华力作用,PEG表现出和高真空中基本一致的弹性.然而,在不同环境中,力曲线的低力区(F < 100 pN)存在着细微的差异.这一现象可归因于不同条件下基底与PEG链之间的吸附力不同.采用的高真空力谱可用于研究其他高分子单链在准无扰状态下的本征弹性.