生物正交反应在我国的研究进展

生物正交反应是指能够在生物体系中进行、且不会与天然生物化学过程相互干扰的一类化学反应. 这类反应的出现为科学家对生命进程的原位研究带来了革命性的技术, 已经成为化学生物学这一新兴交叉领域的核心方向之一. 自这一概念提出的近二十年里, 生物正交化学经历了反应类型由单一的“偶联反应”向成键偶联、断键剪切反应并重, 应用场景由简单的活细胞体系向更为复杂的生物活体升级的一系列发展历程. 同时, 在生命科学研究、医药研发、临床诊疗等多个领域展示出了广阔的应用前景. 我国化学生物学领域的学者们积极参与并推动了生物正交反应的快速发展, 在反应开发、体系优化和实际应用等方面开展了一系列原创工作, 取得了瞩目的成绩; 尤其是在“生物正交剪切反应”概念的提出与开发应用等方面产生了重要的国际影响. 本综述中, 分别按照金属介导、光介导和化学小分子介导的生物正交偶联反应以及生物正交剪切反应, 对近五年来我国学者在该领域的代表性成果进行系统介绍. 最后对生物正交反应的进一步发展与应用加以展望. 我们期待更多高效、兼容的生物正交反应得以发展, 并提出“遥控生物正交化学”的未来发展目标, 期待更多的化学家能够加入生物正交反应的开发拓展与应用探索当中.     

大环分子衍生物在人工跨膜离子通道领域中的研究进展

大环分子如环糊精、冠醚等因具备独特的空腔结构, 能够通过主-客体相互作用实现对分子、离子的特异性识别, 因此常被应用于人工跨膜离子传输系统的研究和开发. 与天然的通道蛋白相比, 大环分子具有价格低廉、性质稳定、结构易于修饰和功能化等诸多优点, 因而备受科研工作者们的关注. 本综述详细介绍了大环分子在人工离子通道领域中的研究进展, 按照不同的大环分子进行分类, 系统归纳了基于大环结构的人工跨膜通道的制备方法、结构调控以及其在生物医药领域中的潜在应用. 最后对大环类人工离子通道做了简要的总结和展望, 该综述对于发展新型人工离子通道以及发掘其潜在的应用价值具有重要意义.     

改性生物炭对废水中锑的去除研究进展

废水锑排放限值日趋严格,迫切需要高效低成本的废水锑去除技术。本文介绍了含锑废水较为成熟的处理技术和工艺,然后结合生物炭的制备和特点综述了改性生物炭技术应用于废水中锑的去除治理所具有的明显优势和现阶段所取得的研究成果,为改性生物炭技术用于废水中锑的去除应用和推广提供一定的参考。     

基于显微光谱法的双壳类海洋生物中微塑料的检测方法研究

建立准确、高效的微塑料分析方法是研究微塑料在环境中的迁移、转化、归趋和生态毒理效应的前提。该研究系统优化了4种消解条件和滤膜种类,建立了用显微红外和拉曼光谱检测海产品中微塑料的方法,确定使用氢氧化钾在40 ℃下消解36 h,并用混合纤维素滤膜过滤的前处理方法。结果显示,大颗粒微塑料可使用显微红外全反射（ATR）、成像模式和显微拉曼单点检测模式进行检测,小颗粒微塑料可使用显微拉曼单点检测模式或显微拉曼和显微红外的成像模式进行检测。该文通过分析典型双壳类海洋生物中的微塑料,系统研究了检测微塑料的光谱方法。     

基于电感耦合等离子体质谱的肿瘤标志物检测

癌症是导致死亡的重要原因和提高预期寿命的严重阻碍。研究表明,早期的诊断和治疗是降低死亡率最有效的途径。肿瘤标志物的浓度变化通常与肿瘤发生、肿瘤细胞转移和临床治疗相关,肿瘤标志物检测对癌症的早期诊断,进展监测和预后具有重要的意义。近二十年来,基于电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)检测肿瘤标志物的方法引起了研究者的广泛关注。ICP-MS具有分辨率高、灵敏度高、动态范围宽以及可多元素同时检测的优势。结合稳定同位素标记策略,已有许多基于ICP-MS的肿瘤标志物检测方法被报道。该文介绍了几种常见肿瘤标志物及其ICP-MS检测方法,并简要总结了ICP-MS在多组分生物标志物同时检测中的应用。     

碳点的性质及其在生物传感器领域的应用

碳点(carbon dots,CDs)作为一种具有优良生物相容性、低毒性和表面功能可调的新型碳基纳米材料,在生物传感领域具有极大的应用潜力.本文对碳点的生物效应、发光性质及其发光机理进行了简述,并根据传感机制的不同,将CDs在生物传感领域的应用分为荧光(fluorescence,FL)传感器、电致发光(electrochemiluminescence,ECL)传感器以及化学发光(chemiluminescence,CL)传感器三类进行综述.最后分析了CDs目前在生物传感器领域应用中存在的问题,并对其发展进行了展望.     

减压蒸馏生物油与乙醇在ZSM-5/MCM-41上共催化裂化

采用减压蒸馏生物油为原料,与无水乙醇2:3(质量比)混合,在固定床中ZSM-5/MCM-41分子筛上共催化裂化,考查了反应温度和质量空速(WHSV)对裂化产物的影响。对ZSM-5/MCM-41进行了NH₃-TPD、BET、N₂吸附-脱附等表征,对裂化气体产物通过气相色谱仪分析,减压蒸馏生物油和精制生物油采用气相色谱-质谱联用仪进行定量分析。结果表明,反应温度500 ℃、WHSV 3.75 h^-1为反应优化工况。此反应条件下,精制生物油酸类物质从减压蒸馏生物油中的25.6%降至反应后的0.1%,效果显著,且精制生物油产率为46.8%,气体产物中CO₂和CO的浓度共9.5%。     

甲酸处理对微藻油脂提取的影响

采用易于回收的有机酸处理微藻细胞,以微藻Chlorella protothecoides为原料,系统研究了甲酸处理对微藻油脂提取的影响.结果表明,甲酸能有效破碎微藻细胞,最终油脂得率和脂肪酸甲酯(FAME)得率均与传统无机酸热法相当.甲酸浓度、温度和处理时间对油脂提取有显著影响.当甲酸浓度为88%,液固比为6 m L/g,100℃下处理30 min,Chlorella protothecoides油脂得率为49.2%,FAME得率高达92.1%.甲酸处理提取到的微藻油脂脂肪酸组成与无机酸热法结果无明显区别.Chlorella protothecoides油脂主要含有5种脂肪酸,其中C18∶1含量最高.实验还考察了甲酸处理对Nannochlorum sp和Nannochloropsis oceanic的适用性,结果表明,对于不同微藻原料,甲酸处理提取到的微藻油脂得率和FAME得率均与无机酸热法结果相当.     

氟化银促成两个烯烃的氟化-偶联:简易合成α-CF_3烯烃和β-CF_3酮的新方法

<正>Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,638~642三氟甲基(CF3)官能团的引入通常能显著改变母体分子的物理、化学和生物性质,因此含三氟甲基的有机化合物在药物、材料和生物化学等诸多领域被广泛应用.由于自然界中的氟元素绝大多数以无机物的形式存在,如何向有机分子引入三氟甲基便成为一个重要研究命题.目前有机化学家们主要采用直接三氟甲基化法或含三氟甲基的砌块法实现向目标分子中引入三氟甲基.但是这两种方法都必须预先获得含三氟甲基官能团的前体,然后再拼接.中国     

不同碳源对产甲烷生物阴极性能的影响

以"H"型电池为主体装置,考察和比较了有机和无机碳源对产甲烷生物阴极启动期和稳定运行期性能的影响.结果表明,有机碳源可以加速产甲烷生物阴极的形成,并使其在稳定运行期维持较高的运行性能;有机碳源条件下所形成的产甲烷生物阴极具有较好的电化学活性,当阴极电势为-0.75 V(vs.SHE)时,其电流密度可达(2.34±0.15)A/m2;通过投加有机碳源,可以实现CO2(或HCO-3)的原位供给,与无机碳源直接供给方式相比,可在一定程度上缓解气液传质限制,提高微生物的生长速率,最终使产甲烷生物阴极表面生物量是无机碳源培养下的4倍多.从微生物分析角度解释了有机碳源提高产甲烷生物阴极性能的原因.