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第4届分子科学博士后学术年会

作者：周维何清湖南大学化学化工学院化学生物传感与化学计量学国家重点实验室

凭借高效、高选择性、低能耗等特点,吸附分离技术在净化水资源、治理环境污染、提纯化学品以及资源回收等领域扮演着至关重要的角色。随着工业化进程的加速和环境污染问题的日益严峻,传统吸附材料往往无法达到现代工业生产中所设定的严... 详细信息

凭借高效、高选择性、低能耗等特点,吸附分离技术在净化水资源、治理环境污染、提纯化学品以及资源回收等领域扮演着至关重要的角色。随着工业化进程的加速和环境污染问题的日益严峻,传统吸附材料往往无法达到现代工业生产中所设定的严苛标准。因此,开发新型先进吸附材料具有重要意义。有机分子笼作为一类新型吸附材料,具有明确的分子结构和清晰的吸附模型,展现出优异的吸附性能,对补充或重塑当前分离技术方面具有重要潜力。超蕃是一类通过六条侧臂连接两个平行苯环所构成的独特分子笼结构,有望成为一代全新的功能分子体系。在过去的四年中,我们课题组成功独立发展了超蕃的高效合成方法,制备了一系列新型超蕃分子笼,并揭示了其独特的物理化学性质。研究发现,作为一类非多孔非晶态分子材料,超蕃对特定客体分子具有超强的结合能力和超高选择性,可用于环境污染物中有害成分的选择性分离与清除以及稀贵金属离子的选择性回收等。

关键词：吸附分离有机分子笼超蕃非多孔非晶态

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功能化氮杂超蕃的合成、性质与应用探究

功能化氮杂超蕃的合成、性质与应用探究

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第4届分子科学博士后学术年会

作者：李爱民何清湖南大学化学化工学院化学生物传感与化学计量学国家重点实验室

功能分子由于在化学、生物学和材料科学等多个领域的广泛应用而备受关注。有机分子笼作为一种特殊的功能分子,因其具有独特的三维立体结构、内部空腔环境和多样的识别位点而被广泛研究。然而,目前大多数有机笼具有较为开放的内部空腔结... 详细信息

功能分子由于在化学、生物学和材料科学等多个领域的广泛应用而备受关注。有机分子笼作为一种特殊的功能分子,因其具有独特的三维立体结构、内部空腔环境和多样的识别位点而被广泛研究。然而,目前大多数有机笼具有较为开放的内部空腔结构,因此在主客体结合的过程中通常具有较差的选择性和较低的结合效率。为应对更为复杂的实际体系,开发具有更加封闭的内部空腔和更多识别位点的有机分子笼显得尤为重要。超蕃是一类由六条侧链夹持着两个平行苯环构成的特殊的笼状分子结构,有望成为一代全新的功能分子体系。然而,由于超蕃结构的复杂性,其合成过程颇为困难。因此,在本研究中,我们开发了超蕃的高效合成方法,制备了一系列新型超蕃分子笼,并探究了其独特的物理化学性质。研究发现,各类超蕃均具有较强的固态与液态荧光性质。此外,亚胺型超蕃能够高效的识别并捕获二聚体水簇,仲胺型超蕃能够实现二氧化碳的捕获与室温搅拌释放。

关键词：超蕃动态共价化学主客体化学碳捕获

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荧光蛋白结构改造及其生物传感应用

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高等学校化学学报 2020年第11期41卷 2324-2334页

作者：李慧圆雷春阳黄燕聂舟湖南大学化学化工学院化学/生物传感与化学计量学国家重点实验室湖南省生物大分子化学生物学重点实验室长沙410082

荧光蛋白自发现以来,因其具有基因编码、可以自主发出稳健荧光的特点,在生命科学领域中发挥着重要作用.随着对荧光蛋白的结构和功能有了更清晰的认识,在蛋白质工程技术和有机合成迅速发展的基础上,科研工作者可以对荧光蛋白的结构进行... 详细信息

荧光蛋白自发现以来,因其具有基因编码、可以自主发出稳健荧光的特点,在生命科学领域中发挥着重要作用.随着对荧光蛋白的结构和功能有了更清晰的认识,在蛋白质工程技术和有机合成迅速发展的基础上,科研工作者可以对荧光蛋白的结构进行设计改造和模拟,赋予其新的性质和功能,扩宽其在生物传感、生物成像等生命领域的应用.本文以绿色荧光蛋白的结构改造为主线,从局部结构改变、桶状结构重构和表面重构等不同层面阐述了荧光蛋白结构改造的方法以及荧光蛋白模拟物的研究进展,并介绍了这些荧光蛋白及其模拟物在生物领域的代表性应用.

关键词：荧光蛋白结构改造表面重构荧光蛋白核酸模拟物生物传感

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用于细胞机械信号转导调控的DNA人工机械力受体

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医用生物力学 2024年第S1期39卷 292-292页

作者：聂舟湖南大学化学化工学院化学生物传感与化学计量学国家重点实验室生物大分子化学生物学湖南省重点实验室长沙410000

合成信号受体能够实现与定制输入耦合的可编程细胞响应。在众多信号输入中,机械力作为细胞通讯的一种关键物理线索,对维持细胞的稳态、促进发育过程以及理解疾病机制具有至关重要的作用。然而,目前缺乏可以用于重构机械转导的工程化力... 详细信息

合成信号受体能够实现与定制输入耦合的可编程细胞响应。在众多信号输入中,机械力作为细胞通讯的一种关键物理线索,对维持细胞的稳态、促进发育过程以及理解疾病机制具有至关重要的作用。然而,目前缺乏可以用于重构机械转导的工程化力感应受体的工具。因此,开发了一个从头设计的人工机械力受体(AMR)平台,旨在通过非遗传改造的手段,对原本不响应机械力的细胞表面受体进行重新编程,使其能够感知用户定义的细胞间拉力,从而实现新设计的机械转导。AMR是一种高度模块化的DNA-蛋白质嵌合平台,包含一种通用的机械感知和传递DNA(GMD)纳米器件。AMR通过一个变构DNA机械开关感知细胞间的拉伸力,该开关具有可调节的皮牛(p N)范围的力响应阈值,能够触发力驱动的动态DNA组装,以操纵RTK的二聚化并激活细胞内信号。通过交换力接收配体,AMR能够灵敏地感知细胞黏附分子(整合素、E-钙黏蛋白)或膜蛋白内吞(CI-M6PR)介导的细胞力。此外,AMR还允许重新编程不同的非机械响应性细胞表面受体(c-Met或FGFR1),以定制机械生物学功能,例如黏附介导的神经干细胞维持。AMR展现了一种有别于天然蛋白质机械力受体的新型力信号转导机制,为机械生物学研究和生物医学应用提供了一个有前景的化学生物学工具包。

关键词：化学生物学神经干细胞细胞通讯 DNA 天然蛋白质生物医学应用内吞机械开关

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黄曲霉毒素AFB1超灵敏荧光适配体传感器的研究

黄曲霉毒素AFB1超灵敏荧光适配体传感器的研究

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中国食品科学技术学会第二十届年会

作者：高文丽张东田运赵玲燕石星波湖南农业大学食品科技学院食品科学与生物技术湖南省重点实验室湖南大学化学/生物传感与化学计量学国家重点实验室

黄曲霉毒素AFB1的痕量检测方法对食品安全监测具有重要研发价值。本文建立了一种超灵敏、高选择性、高性价比的AFB1荧光免疫分析方法。将SiO2微球与CdTe/ZnS量子点（QDs）和afb1特异性适配体通过酰胺键偶联,制备了具有强荧光信号的SiO2@... 详细信息

黄曲霉毒素AFB1的痕量检测方法对食品安全监测具有重要研发价值。本文建立了一种超灵敏、高选择性、高性价比的AFB1荧光免疫分析方法。将SiO2微球与CdTe/ZnS量子点（QDs）和afb1特异性适配体通过酰胺键偶联,制备了具有强荧光信号的SiO2@QDs@Apt捕获探针。通过SiO2@QDs@Apt探针与靶标的特异性结合,形成了antibody-AFB1-SiO2@QDs@Apt的"三明治"结构。研究了荧光信号变化与AFB1浓度的线性关系(10～10g/mL),方法检出限为0.1 fg/mL。通过标准加峰实验、实际样品分析以及与市售ELSA试剂盒的对比,结果表明该方法能够满足痕量分析和检测的要求。

关键词：黄曲霉毒素B1 荧光传感核酸适配体量子点

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磁性分子印迹电化学传感法检测痕量奥卡西平

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分析测试学报 2021年第8期40卷 1136-1144页

作者：张迪李强翔王志梅廖力夫肖锡林南华大学化学化工学院湖南省天然锕系元素配合物设计与应用重点实验室湖南衡阳421001 宁夏医科大学附属自治区人民医院宁夏银川750001 湖南大学化学/生物传感与化学计量学国家重点实验室湖南长沙410082

该文以4-乙烯基吡啶和甲基丙烯酸酯为原料制备了一种可用于检测奥卡西平(OXC)的磁性分子印迹电化学传感器(MNPs-MIP/MCPE)。首先,依据密度泛函数理论(DFT/B3LYP/6-31+G)计算,实验成功地筛选和构建出OXC与功能单体的最佳组合及比例。随后... 详细信息

该文以4-乙烯基吡啶和甲基丙烯酸酯为原料制备了一种可用于检测奥卡西平(OXC)的磁性分子印迹电化学传感器(MNPs-MIP/MCPE)。首先,依据密度泛函数理论(DFT/B3LYP/6-31+G)计算,实验成功地筛选和构建出OXC与功能单体的最佳组合及比例。随后,基于沉淀聚合法合成了能够识别OXC的磁性分子印迹膜(MNPs-MIP),将MNPs-MIP覆于碳糊电极(MCPE)表面制成MNPs-MIP/MCPE。采用差分脉冲伏安法(DPV)将MNPs-MIP/MCPE传感器用于不同浓度OXC的测定。结果显示,传感器的峰电流信号随OXC浓度的增大而增大,且OXC分别在5×10^(-8)^3×10^(-6)mol/L和3×10^(-6)^1.5×10^(-4)mol/L浓度范围内与其峰电流信号呈线性关系,其线性方程分别为:I_(p)(μA)=1.755+1.097c(μmol/L),相关系数(r)=0.9997和I_(p)(μA)=0.131+5.177c(μmol/L),r=0.9996。OXC的检出限(LOD=3S/m)为2.06×10^(-8)mol/L。该传感器成功用于实际样品中OXC含量的检测,其回收率为99.4%^101%,相对标准偏差(RSD)为1.5%^2.5%。

关键词：分子印迹电化学传感器磁性碳糊电极检测奥卡西平

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光电催化二氧化碳还原研究进展

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物理化学学报 2020年第3期36卷 71-81页

作者：周威郭君康申升潘金波唐杰陈浪区泽堂尹双凤湖南大学化学化工学院化学/生物传感与化学计量学国家重点实验室化石能源低碳化高效利用湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南工程学院化学与化学工程学院湖南湘潭411104

CO2是最常见的化合物,作为潜在的碳一资源,可用于制备多种高附加值的化学品,如一氧化碳、甲烷、甲醇、甲酸等。传统的热催化转化CO2方法能耗高,反应条件苛刻。因此,如何在温和条件下高效地将CO2转化成高附加值的化学品,一直以来是催化... 详细信息

CO2是最常见的化合物,作为潜在的碳一资源,可用于制备多种高附加值的化学品,如一氧化碳、甲烷、甲醇、甲酸等。传统的热催化转化CO2方法能耗高,反应条件苛刻。因此,如何在温和条件下高效地将CO2转化成高附加值的化学品,一直以来是催化领域的研究热点和难点之一。光催化技术反应条件温和、绿色环保。然而,纯光催化反应普遍存在太阳能利用效率有限,光生载流子分离效率低等问题。针对上述问题,在光催化的基础上引入电催化,可以提高载流子的分离效率,在较低的过电位下,实现多电子、质子向CO2转移,从而提高催化反应效率。总之,光电催化技术可以结合光催化和电催化的优势,提高CO2催化还原反应效率,为清洁、绿色利用CO2提供了一种新方法。本文依据光电催化CO2还原反应基本过程,从光吸收、载流子分离和界面反应等三个角度综述了光电催化反应的基本强化策略,并对未来可能的研究方向进行了展望。

关键词：光电催化 CO2还原光吸收载流子分离界面反应

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光催化制氢研究进展

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物理化学学报 2020年第3期36卷 40-56页

作者：潘金波申升周威唐杰丁洪志王进博陈浪区泽堂尹双凤湖南大学化学化工学院化学/生物传感与化学计量学国家重点实验室湖南省化石燃料高效利用重点实验室(降低二氧化碳排放)长沙410082 湖南工程学院化学与化学工程学院湖南湘潭411104

光催化制氢作为一种具有前景的能源转化方式,受到了广泛关注。但是光催化过程中的三个步骤(光吸收、载流子分离、表面反应)效率较低,目前难以实现工业应用。研究者们对光催化的机理进行了深入研究,并提出了多种策略来调节半导体光催化... 详细信息

光催化制氢作为一种具有前景的能源转化方式,受到了广泛关注。但是光催化过程中的三个步骤(光吸收、载流子分离、表面反应)效率较低,目前难以实现工业应用。研究者们对光催化的机理进行了深入研究,并提出了多种策略来调节半导体光催化剂的物理化学性质,以期有效提高光催化剂对可见光的吸收,降低光生载流子的复合,加速表面反应。上述策略包括:制造缺陷、局域表面等离子体共振、元素掺杂、异质结构建、助催化剂负载等。深入研究上述改性策略能够为设计制备高效稳定的光催化剂提供指导。因此,本综述聚焦于优化光吸收、载流子分离、表面反应的机理和改性光催化剂的制氢应用,并对构建高效制氢光催化剂的趋势做出了展望。

关键词：光催化制氢光吸收载流子分离表面反应

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魅力光催化剂

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物理化学学报 2020年第3期36卷 7-8页

作者：尹双凤区泽堂李华明湖南大学化学化工学院化学/生物传感与化学计量学国家重点实验室化石能源低碳化高效利用湖南省重点实验室长沙410082 福州大学石油化工学院福州350116 江苏大学化学化工学院能源研究院江苏镇江212013

光催化技术将绿色丰富的太阳能转化为便于直接利用的化学能,被认为是解决能源短缺与环境污染问题最有潜力的绿色手段之一。光催化剂在光照下产生具有氧化还原能力的空穴和电子,驱动化学键的断裂与生成,在污染物降解、水分解产氢、二氧... 详细信息

光催化技术将绿色丰富的太阳能转化为便于直接利用的化学能,被认为是解决能源短缺与环境污染问题最有潜力的绿色手段之一。光催化剂在光照下产生具有氧化还原能力的空穴和电子,驱动化学键的断裂与生成,在污染物降解、水分解产氢、二氧化碳还原等领域具有潜在应用,受到了全球研究者的广泛关注。

关键词：光催化剂污染物降解二氧化碳还原水分解制氢光催化反应助催化剂

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自由基级联反应调控策略在重大疾病防治中的应用

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黑龙江大学自然科学学报 2021年第5期38卷 574-584页

作者：毕郑妍刘艳岚湖南大学化学化工学院长沙410082 湖南大学分子科学与生物医学实验室化学/生物传感与化学计量学国家重点实验室湖南省适配体工程中心长沙410082

自由基是生物体新陈代谢的正常产物,参与生命体内各种重要的生物事件。在正常生理状态下,自由基的稳态受到体内各种内源性抗氧化网络的严格调控。然而,当机体受到外界刺激或出现病变时会导致自由基失衡,过多的自由基会引发氧化应激损伤... 详细信息

自由基是生物体新陈代谢的正常产物,参与生命体内各种重要的生物事件。在正常生理状态下,自由基的稳态受到体内各种内源性抗氧化网络的严格调控。然而,当机体受到外界刺激或出现病变时会导致自由基失衡,过多的自由基会引发氧化应激损伤,诱导各种疾病的发生和发展。因此,选择性、高效地调控自由基代谢被认为是各种疾病防治的重要方法。本文对自由基种类及代谢、抗氧化和促氧化两种自由基调控机制进行了概述,并针对其在疾病防治中的瓶颈问题,介绍了本课题组在自由基调控策略设计及其在恶性肿瘤、脑中风和肥胖防治中的研究进展。同时,对该领域的发展方向和可能面临的挑战进行了展望,期望为发展新型自由基级联反应调控策略及提高重大疾病诊疗效果提供重要参考。

关键词：自由基抗氧化纳米材料化学动力疗法癌症诊疗

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