一种非接触式稀土荧光自参比温度传感器

发展了一种非接触式稀土荧光自参比温度传感器，即将有机稀土配合物K[Yb(Az)₄]包埋在苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中，并附着在洁净的石英片上制备得到了温度传感薄膜Yb@PSMM。通过研究不同温度下Yb3+的荧光发射光谱，利用其在近红外波段荧光性质随温度变化的规律，开发了一种比率型稀土荧光温度传感方法，其原理是通过不同温度下Yb3+的荧光发射光谱的形状随温度的变化，结合在不同温度下Yb3+的核外电子在外层Stark劈裂亚能级上的分布符合Boltzmann分布律的特点，利用其近红外荧光发射光谱中900 nm~990 nm波长范围内与990~1 150 nm波长范围内的积分峰面积比的自然对数与温度的倒数呈现的线性关系作为温度测量的标准曲线，实现了-195~105 ℃范围内的温度精确测量。经考察，该发光温度传感器在0 ℃附近的温度测量分辨率达到了0.1 ℃。与已报道的发光温度传感器相比，提出的新型温度传感器具有如下几个优势：其一，所选用的发光材料的Stokes位移大于500 nm，有效地避免了环境背景干扰；其二，由于采用荧光积分峰面积而非荧光强度作为考察对象，大大减小了测量中由于仪器或测量次数较少引入的随机误差；其三，采用同一发光材料的荧光发射光谱中两个荧光峰面积的比值，相当于在体系中引入了自参比，有效避免了由于荧光材料的浓度、几何构型以及光源强度等外界因素变化对测量结果产生的影响；其四，利用稀土发光材料作为温度传感材料，可以利用其荧光寿命长、单色性好、强度高的特点；其五，温度传感膜本身不溶于水，也不在水中扩散，便于直接测量原位温度变化；其六，Yb3+的发光位于900~1 150 nm的近红外波长范围，而这个波段的荧光具有较好的穿透性使得该温度传感器有望在复杂体系的温度传感、成像等领域发挥重要作用。在实际测量的装置中，通过调整光路使得辐照在样品上的入射光斑大小仅约为1 mm2，并将Yb@PSMM固体膜样品的放置方向与入射激发光的夹角设置为225°，从而规避了入射光源的反射光对检测器的影响，而具有较好穿透能力的近红外荧光几乎不受影响，从而进一步确保了该温度传感器的测量结果。     

金属衬底在石墨烯化学气相沉积生长中的作用

以过渡金属为催化衬底的化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)已经可以制备与机械剥离样品相媲美的石墨烯，是实现石墨烯工业应用的关键技术之一。原子尺度理论研究能够帮助我们深刻理解石墨烯生长机理，为实验现象提供合理的解释，并有可能成为将来实验设计的理论指导。本文从理论计算的角度，总结了各种金属衬底在石墨烯CVD生长过程中的各种作用与相应的机理，包括在催化碳源裂解、降低石墨烯成核密度等，催化加快石墨烯快速生长，修复石墨烯生长过程中产生的缺陷，控制外延生长石墨烯的晶格取向，以及在降温过程中石墨烯褶皱与金属表面台阶束的形成过程等。在本文最后，我们对当前石墨烯生长领域中亟需解决的理论问题进行了深入探讨与展望。     

金属介导的免疫调控与干预:金属免疫学的兴起与展望

金属元素是生命体的重要组成部分,金属离子及金属蛋白在包括物质存储运输、能量转化传递、信号转导调控、分子合成降解等在内的几乎所有生命过程中都发挥着重要作用.金属在免疫系统,尤其是免疫应答的调控过程中也扮演关键角色,其调控的异常往往导致疾病的发生.近年来,免疫相关的肿瘤治疗方案让人们看到了治愈癌症的希望.金属元素在免疫应答和肿瘤治疗中的重要作用正逐渐受到关注,是未来发展的重要方向;然而,目前大多数研究仅仅停留在现象描述阶段,难以在分子层面阐明机制.本文简要介绍了金属元素在免疫应答过程中的关键作用以及在癌症免疫治疗中的重要应用,阐述了"金属免疫学"(Metalloimmunology)这一正在兴起的前沿交叉领域的研究范畴、科学价值和发展趋势.     

地球化学模拟在高放废物地质处置中的应用与发展

随着核能事业的发展,高放废物的处理和处置问题日益突出.其中,研究高放废物在环境介质中的吸附、扩散和迁移行为是获取放射性核素对周围环境和人群健康影响的基础参数的最重要和最直接的途径.近年来,人们利用已有的实验数据及核素的基础热力学和动力学数据,附以相应的数学模型,建立了一些地球化学模拟软件,用于分析核素在地质介质中可能发生的连续性和长期性变化.目前,国内外常用的地球化学模拟软件有十多种.本文从热力学平衡计算原理、种态分布计算方法和表面配位模型假设等几个方面对地球化学模拟软件进行了简要介绍,对近年来地球化学模拟软件在核素种态分布计算和表面配位模型模拟两方面的应用进行了举例分析,并以Ca-U-CO3配合物为例,说明完备的热力学数据对地球化学模拟软件发展的重要性,以期促进我国地球化学模型的应用和发展.     

一种3D打印蛋白质模型的方法及其在教学中的应用

本文报道了一种3D打印蛋白质模型的方法,得到了一系列不同的蛋白质模型。这些模型可作为可视化教具,帮助学生理解蛋白质多级结构、蛋白质折叠、蛋白质-蛋白质相互作用等相关知识点,同时也可作为艺术展示教具应用于科学交流与科普宣传。     

过渡金属催化炔类高分子合成进展

过渡金属催化反应的蓬勃发展有力地推动了结构多样、功能丰富的炔类高分子的合成和应用研究.从炔烃单体出发合成炔类高分子经典的策略包括：(1)炔基碳氢(卤)键活化,对应偶联聚合;(2)金属卡拜或卡宾对碳碳三键的活化,对应复分解聚合.最近,我们课题组的工作引入了第三种模式,即通过炔丙位化学键的活化,形成联烯基金属物种,进而介导累积烯烃的原位生成并链式聚合,得到炔烃主链.本专论围绕以上3种反应模式,论述近年来具有代表性的炔类高分子合成方法新发展,并从机理的角度重点讨论新兴的链式聚合方法.     

金属相1T´ MoS2增强类石墨相C3N4的可见光催化性能

通过煅烧和静电自组装的方法制备了1T′ MoS₂超薄纳米片和类石墨烯相氮化碳(g-C₃N₄)纳米片的复合材料. 该材料在光催化实验中展现出6.24 μmol?g^?1?h^?1的产氢速率, 优于贵金属铂修饰的g-C₃N₄纳米片的性能(4.64 μmol?g^?1?h^?1). 此外, 该复合材料在光催化降解有机染料甲基橙的实验中表现出0.19 min^?1的催化速率, 而纯g-C₃N₄纳米片只有0.053 min^?1的催化速率. 材料光催化性能的提升可归结于1T′MoS₂ 和g-C₃N₄之间的协同效应, 包括光吸收的增强以及因1T′MoS₂优异电子导电性而得到的高效电荷分离.     

G-四聚体和G-三聚体DNA在电化学生物传感中的应用

富鸟嘌呤的单链核酸在一定条件下可通过折叠形成特殊的G-四聚体和G-三聚体核酸高级结构。该结构和功能具有丰富的多样性,可作为多功能的信号元件在各类生物传感器的构建中发挥作用。电化学生物传感器因其具有灵敏度高、易于微型化、成本低廉及分析速度快等优点,被广泛应用于各类目标物的分析检测中。近年来,随着现场检测、快速检测成为体外诊断的一大热点,越来越多的研究人员聚焦于开发G-四聚体和G-三聚体在电化学生物传感器中的应用。本文针对G-四聚体和G-三聚体的电化学生物传感器在金属离子、有机小分子、核酸和蛋白大分子及酶活性等的最新分析检测方法的研究进行了综述。     

d-f跃迁发光稀土配合物研究进展

稀土配合物独特的发光性质使其在众多领域有很大的应用价值。其中, d-f跃迁发光稀土配合物具有跃迁宇称允许、激发态寿命短和光谱可调等特点,但相关研究还有待进一步深入。本文介绍了稀土配合物的发光机制,综述了具有d-f跃迁发光性质的稀土配合物(主要是Ce³⁺, Eu²⁺, Yb²⁺和Sm²⁺配合物)的研究进展,并初步总结了配合物分子结构对d-f跃迁发光性质的影响规律。     

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.