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高等学校化学学报 2022年第12期43卷 45-59页

作者：徐心昱张乐天曹晖马原刘柳卉宋国胜张晓兵湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室长沙410082

动脉粥样硬化是心血管疾病的主要威胁之一,可能导致如急性心肌梗死在内的急性冠状动脉综合征、卒中,甚至猝死等一系列严重的不良后果.脂质的异常积累是动脉粥样硬化的标志之一,有必要观察它们在体内的数量、定位和分布.荧光探针具有可... 详细信息

动脉粥样硬化是心血管疾病的主要威胁之一,可能导致如急性心肌梗死在内的急性冠状动脉综合征、卒中,甚至猝死等一系列严重的不良后果.脂质的异常积累是动脉粥样硬化的标志之一,有必要观察它们在体内的数量、定位和分布.荧光探针具有可操作性强、高时空分辨率和与活体生物相容性佳的优点,有望成为了解动脉粥样硬化中的脂质功能的有利工具.本文综合评述了基于罗丹明、香豆素、氟化硼二吡咯(BODIPY)、1,8-萘酰亚胺等有机框架结构以及金属配合物的脂滴特异性光学成像探针的研究进展,并重点介绍了其在动脉粥样硬化斑块成像、手术导航及治疗等领域的应用.最后,对该研究领域进行了总结和展望,希望可为相关研究提供有益参考.

关键词：荧光探针脂滴成像动脉粥样硬化

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自支撑单原子膜电极在能源电催化中的应用

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高等学校化学学报 2022年第5期43卷 176-191页

作者：吴俊何观朝费慧龙湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室长沙410082

单原子催化剂的催化活性高,稳定性强,原子利用率高,在能源电催化领域已被广泛研究.然而,粉末状(颗粒状)单原子催化材料存在工作电极制备过程复杂、黏结剂添加降低导电性且占据催化材料的体积、活性位点易被包埋等问题,在作为电极材料催... 详细信息

单原子催化剂的催化活性高,稳定性强,原子利用率高,在能源电催化领域已被广泛研究.然而,粉末状(颗粒状)单原子催化材料存在工作电极制备过程复杂、黏结剂添加降低导电性且占据催化材料的体积、活性位点易被包埋等问题,在作为电极材料催化能源转化过程时,载量通常小于1 mg/cm^(2),反应电流密度不高于100 mA/cm^(2).与单原子催化剂相比,自支撑单原子膜电极不仅具有单原子催化剂的诸多优势,同时展现出整体式电极的特点,例如无需添加黏结剂、导电性好、单原子活性位点暴露率高、形貌与孔结构可调控等,在大电流电催化反应、高能量高功率密度电池等领域拥有应用前景.本文综合评述了面向能源电催化应用的自支撑单原子膜电极的研究进展,讨论了自支撑单原子膜电极的优势,总结了自支撑单原子膜电极的合成方法,包括自支撑基底上原位制备法、静电纺丝法、自组装法、化学气相沉积与固相扩散法等,介绍了其在析氢反应、析氧反应、电化学制过氧化氢反应、锌空电池、二氧化碳还原反应及锂硫电池中的应用,并对该类电极的发展方向进行了展望.

关键词：自支撑电极单原子催化剂能源电催化

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温度控制的泛素/三磷酸腺苷相互作用的电喷雾质谱研究

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高等学校化学学报 2024年第11期45卷 132-139页

作者：刘思盈粟雯周仲燕杨治渝裴华夫何芷茹王娜岳磊湖南大学生物学院化学生物传感与化学计量学国家重点实验室长沙410000 邵阳学院药学院邵阳422000 湖南科技大学化学与化学工程学院湘潭411101

通过基于温度控制的蛋白质小分子相互作用电喷雾质谱(PSMI-ESI-MS)技术探究了模式蛋白质泛素(Ubi)与重要的生物活性小分子三磷酸腺苷(ATP)体系.在室温条件下,泛素和ATP以1μmol/L∶50μmol/L浓度比混合溶液的电喷雾质谱图和自然状态下... 详细信息

通过基于温度控制的蛋白质小分子相互作用电喷雾质谱(PSMI-ESI-MS)技术探究了模式蛋白质泛素(Ubi)与重要的生物活性小分子三磷酸腺苷(ATP)体系.在室温条件下,泛素和ATP以1μmol/L∶50μmol/L浓度比混合溶液的电喷雾质谱图和自然状态下泛素的电荷特征一致,主要形成了+5,+6,+7电荷态下的3类峰.ATP主要和+5,+6的泛素分别形成摩尔比为1∶1和1∶2的复合物,而+7的泛素-ATP复合物实验中相对较少,说明低电荷态时的泛素对ATP有更强的亲合力.通过不同浓度比泛素-ATP的质谱行为分析,发现浓度维度上的结合状态没有显著差异,而在不同温度的泛素及泛素-ATP复合物的电荷分布情况有明显差异.计算得到的结合亲和力随温度的增大而增大,说明去折叠后的泛素和ATP的相互作用增强.通过热力学进一步分析了不同浓度ATP对泛素折叠和去折叠吉布斯自由能的影响,发现ATP的存在增加了泛素去折叠所需的能量,因此增强了泛素的稳定性.根据泛素和ATP在温度维度下的电喷雾质谱分析得到了化学计量比、结合亲和力和吉布斯自由能等多维度的信息,为蛋白质分析,尤其是与小分子相互作用的研究提供了参考.

关键词：电喷雾质谱泛素三磷酸腺苷蛋白质小分子相互作用

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压力-温度双功能柔性传感器的构建及在生物医学中的应用

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无机化学学报 2024年第12期40卷 2259-2274页

作者：白巧巧周安琪李小伟刘傥刘松湖南大学化学化工学院学院化学生物传感与计量学国家重点实验室长沙410082 中南大学湘雅第二医院骨科长沙410011

柔性可穿戴电子器件因其在人体运动检测、健康监测、人工智能和人机交互等领域的广泛应用备受关注。柔性传感器作为人体和环境交互的重要组成部分,具有良好的柔韧性和感知外部刺激的能力。外界施加的压力刺激以及人体自身或者环境温度... 详细信息

柔性可穿戴电子器件因其在人体运动检测、健康监测、人工智能和人机交互等领域的广泛应用备受关注。柔性传感器作为人体和环境交互的重要组成部分,具有良好的柔韧性和感知外部刺激的能力。外界施加的压力刺激以及人体自身或者环境温度的变化都会对个人生活产生影响。因此,目前的研究重点在于开发具有压力-温度双功能传感性能的柔性传感器。本文综述了压力-温度双功能柔性传感器最近的研究进展,包括传感机制、双功能传感器的设计和其在生物医学方面的应用。通过集成不同类型的传感器以及设计由多功能材料和微结构构成的单个双功能传感器,可实现对压力和温度的同时检测。文章最后总结了柔性压力-温度双功能传感器面临的挑战和问题,并对其未来发展进一步展望。

关键词：柔性传感器双功能微结构电子皮肤

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绿色路径C-N偶联合成尿素的最新研究进展

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高等学校化学学报 2023年第5期44卷 37-48页

作者：张潇然郑建云吕艳红王双印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长沙410082 湖南第一师范学院物理与化学学院长沙410202

化学品的工业合成通常在高能耗的条件下进行,加剧了能源危机和环境问题.在可再生电力或/和太阳能的驱动下,可以降低反应的能量屏障,从而在更温和的条件下实现化学品的高效绿色合成.二氧化碳和氮作为主要的小分子,可通过电催化合成各种... 详细信息

化学品的工业合成通常在高能耗的条件下进行,加剧了能源危机和环境问题.在可再生电力或/和太阳能的驱动下,可以降低反应的能量屏障,从而在更温和的条件下实现化学品的高效绿色合成.二氧化碳和氮作为主要的小分子,可通过电催化合成各种含碳和氮的燃料,在缓解环境问题的同时降低能源枯竭的压力,达到高效储能的目的.本文综合评述了N_(2)和CO_(2)电化学转化的最新研究进展,重点关注了反应条件的改进、反应路线的调整及催化机理的研究.最后,对C-N电催化耦合目前面临的挑战和未来发展进行了展望.为进一步开发N_(2)和CO_(2)的电化学转化提供了指导.

关键词：电催化碳氮偶联尿素合成催化机制

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化学计量学/信息学助推化学与分析测试科学研究范式转换

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分析测试学报 2022年第9期41卷 1267-1278页

作者：常月月伍娟妮王童吴海龙俞汝勤湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南长沙410082

该文回顾了科学研究范式的形成并讨论了化学与分析测试科学的相关发展历程。实验科学向理论科学演进实际是现代科学的形成过程,对化学而言是一个困难的数学化进程,直到第三即计算科学范式形成,化学的现代科学地位才得以确定。分析化学... 详细信息

该文回顾了科学研究范式的形成并讨论了化学与分析测试科学的相关发展历程。实验科学向理论科学演进实际是现代科学的形成过程,对化学而言是一个困难的数学化进程,直到第三即计算科学范式形成,化学的现代科学地位才得以确定。分析化学或分析测试科学发展过程中遇到类似的问题,化学计量学/信息学在助推其完善分析化学“数学化”进程的同时,也能够挖掘更多有效信息。随着现代分析仪器的快速发展和数据海啸的到来,化学计量学/信息学作为成熟的化学学科分支和有力“武器”,正在协助并推动化学和分析测试科学步入第四即“数据密集型”的科学新范式。该文以作者实验室的研究工作为基础,论述了化学计量学/信息学助力推动化学与分析测试科学研究范式的转换过程中的相关进展,并对未来的研究动向进行了展望。

关键词：化学计量学化学信息学分析测试科学科学研究范式

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钴催化烯胺远程硼氢化

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有机化学 2023年第5期43卷 1761-1771页

作者：刘育园雷雅钦杨文赵万祥湖南大学化学化工学院先进催化教育部工程研究中心化学生物传感与计量学国家重点实验室长沙410082

报道了一例钴催化烯胺的远程硼氢化反应.此方法使用含量丰富的金属和商业化配体,通过链行走和硼氢化过程可以快速地构建硼基胺类化合物.该方法具有反应条件温和、底物普适性广、官能团相容性好等优点.此外,通过克级反应和硼胺产物的多... 详细信息

报道了一例钴催化烯胺的远程硼氢化反应.此方法使用含量丰富的金属和商业化配体,通过链行走和硼氢化过程可以快速地构建硼基胺类化合物.该方法具有反应条件温和、底物普适性广、官能团相容性好等优点.此外,通过克级反应和硼胺产物的多样合成转化,证明了该反应在合成中的实用性和潜在的应用价值.

关键词：钴烯胺远程硼氢化硼酸酯

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连接与功能——2022年度诺贝尔化学奖解读

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科学通报 2022年第36期67卷 4332-4336页

作者：高兵湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室长沙410082

2022年度诺贝尔化学奖于10月5日被授予三位科学家,分别是美国斯坦福大学的Carolyn Ruth Bertozzi教授、丹麦哥本哈根大学的Morten Meldal教授以及美国斯克里普斯研究所的Karl Barry Sharpless教授.获奖理由是对发展点击化学(click chemi... 详细信息

2022年度诺贝尔化学奖于10月5日被授予三位科学家,分别是美国斯坦福大学的Carolyn Ruth Bertozzi教授、丹麦哥本哈根大学的Morten Meldal教授以及美国斯克里普斯研究所的Karl Barry Sharpless教授.获奖理由是对发展点击化学(click chemistry)和生物正交化学(biorthogonal chemistry)的突出贡献.此次颁奖并没有让学界同仁感到意外,因为早在几年前Clarivate公司就基于论文和引用数据预测该领域有望获奖.

关键词：哥本哈根大学诺贝尔化学奖美国斯坦福大学获奖理由点击化学斯克里普斯数据预测学界同仁

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等离激元促进光电化学生物传感

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分析试验室 2024年第2期43卷 149-160页

作者：冯真真樊谨菘张培李昆化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南大学化学化工学院长沙410082 江西省有机功能分子重点实验室江西科技师范大学南昌330013

光电化学传感技术具有优异的分析性能,在分析化学领域发展迅速。其中,光电活性材料的选择和合理设计对于实现高效的光电化学传感至关重要。贵金属纳米颗粒具有局域表面等离激元共振效应的优异光响应性质,已在光电化学传感领域得到了越... 详细信息

光电化学传感技术具有优异的分析性能,在分析化学领域发展迅速。其中,光电活性材料的选择和合理设计对于实现高效的光电化学传感至关重要。贵金属纳米颗粒具有局域表面等离激元共振效应的优异光响应性质,已在光电化学传感领域得到了越来越多的应用。本文介绍了等离激元金属纳米材料在光电化学中的传感机制,分别总结了等离激元金属纳米材料直接和间接应用于光电化学传感的研究进展。最后,对等离激元金属纳米材料用于光电化学传感的发展前景进行了展望。

关键词：等离激元纳米材料光电化学生物传感

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人造细胞的化学构建及其生物医学应用研究

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化学进展 2022年第11期34卷 2462-2475页

作者：蔡雪儿简美玲周少红王泽峰王柯敏刘剑波化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南大学化学化工学院生物纳米与分子工程湖南省重点实验室长沙410082

人造细胞是模拟生物细胞结构,人工构建的与细胞功能相近的微米囊泡。人造细胞的构建主要有两种模式:自上而下模式主要利用生物学方法对生物基因序列进行重新设计,获得具有细胞类似结构功能的人造细胞;自下而上模式主要利用化学方法采用... 详细信息

人造细胞是模拟生物细胞结构,人工构建的与细胞功能相近的微米囊泡。人造细胞的构建主要有两种模式:自上而下模式主要利用生物学方法对生物基因序列进行重新设计,获得具有细胞类似结构功能的人造细胞;自下而上模式主要利用化学方法采用非生命物质构筑简化的细胞结构模型。自下而上化学模式构建的人造细胞大多只包含执行所需功能的最小单元,具有简单的细胞仿生的结构与功能。本文详细综述了人造细胞的构建模式以及化学构建人造细胞的常见类型,包括脂质囊泡、蛋白体囊泡、聚合物囊泡、凝集体液滴和胶体囊泡等,总结了人造细胞在分析传感、细胞结构与功能模拟、生物载体转运、微纳米反应器、疾病诊疗方面的生物医学应用现状。

关键词：人造细胞自下而上化学构建生物医学应用

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