苯丙氨酸二肽类分子自组装:分子设计、结构调控与材料应用

近年来,苯丙氨酸二肽类分子的自组装研究受到了广泛关注,已成为超分子化学、生物材料科学研究的前沿领域之一。苯丙氨酸二肽类纳米组装体因具有结构多样、易功能化以及良好的生物相容性等优点,在纳米制造、组织修复等方面展示出巨大的应用潜力。本文从分子设计、组装结构调控与材料应用三个层次系统综述了苯丙氨酸二肽类分子自组装的研究进展。首先总结了苯丙氨酸二肽类分子的修饰改性,包括乙酰基、芳香环、氨基酸、短肽等基团。然后,重点介绍了苯丙氨酸二肽类分子自组装的调控策略和方法,如溶剂、界面、气相、多组分共组装和酶催化组装。最后,介绍了苯丙氨酸二肽类自组装材料在纳米材料合成、传感检测、药物传递及组织修复等方面的应用现状,并分析了该领域今后的发展方向。     

修饰碳糊电极研究进展

评述了修饰碳糊电极的材料组成、修饰方法与修饰功能及在分析化学、生物科学、环境化学等领域的应用，预测了修饰碳糊电极在化学生物传感器方面的发展趋势（引用文献54篇）。     

肽基纳米材料及其应用

近年来,肽类超分子自组装合成纳米材料受到了广泛研究和关注,已成为纳米材料科学研究的前沿领域之一。肽基纳米材料因其良好的生物相容性以及结构和功能的多样性,在材料学、组织工程、生物工程及药物传递等方面展示出巨大的应用潜力。本文综述了肽类自组装纳米材料制备的最新研究进展,重点介绍了疏水性二肽、类表面活性剂多肽、Aβ多肽片段、烷基链修饰多肽等通过非共价键作用自组装形成的不同结构的纳米材料,包括纳米管、纳米纤维、纳米囊/球、纳米水凝胶等;同时,介绍了多肽自组装机理模型及其分子动力学模拟方面取得的研究成果;最后总结了肽基纳米材料在金属/半导体材料、生物传感器、组织修复材料及药物传递等领域的应用现状及今后重点研究的方向。     

仿生微胶囊的组装及其应用

在生物物理和生物医药研究领域中,在分子水平上组装功能化的仿生微胶囊具有重要的理论和应用价值.在现有制备微胶囊的技术手段中,层层组装技术以其能够控制胶囊的尺寸、形状、囊壁的厚度和组成以及易于实现功能化等特点,引起了人们越来越多的研究兴趣.本文将着重介绍如何利用层层组装技术,以磷脂、蛋白质和其他生物大分子为组装基元构筑仿生微胶囊、以及如何将微胶囊进行生物界面化的修饰.此外,以仿生微胶囊为药物载体,探讨其在光动力治疗方面的应用也作简单介绍.     

多肽超分子手性自组装与应用

多肽分子作为一类重要的生物手性小分子,能够通过分子自组装形成包括纳米螺旋、纳米管、手性凝胶等在内的有着独特生物效应和光学活性的手性纳米材料。这类材料具有易于功能化修饰的优点,在化学、生物、医药、材料科学等领域有着广泛应用,成功对多肽手性自组装结构进行精准多级调控,是进一步实现其功能化应用的基础。本文重点介绍了多肽分子氨基酸序列组成与构型等内部因素,以及溶液pH、溶剂、添加剂等外界因素对多肽分子手性自组装行为的影响,并归纳得出其关键作用机制;同时,还介绍了多肽手性自组装材料在手性催化、手性检测、模板合成、手性光学等领域的应用。     

基于天然产物骨架的有机凝胶

天然产物结构复杂,生理活性独特,常被用作先导化合物,经过结构修饰和改造,发展为具有重要药用价值的化合物,在保障人类健康方面发挥重要的作用.近年来,具有独特立体结构、多修饰位点、良好生物相容性和生物活性的天然产物作为构筑单元,已应用到基于分子自组装的有机功能材料研究领域中.介绍以天然甾体、三萜、肽、糖等为结构骨架,设计合成的功能分子在有机凝胶方面的研究现状及其潜在的应用.     

羧甲基香菇多糖表面修饰的聚乳酸材料的表面性能研究

制备了香菇多糖羧甲基衍生物,再通过化学接枝方法利用共价键将羧甲基香菇多糖固定在氨基化聚乳酸基材表面,得到羧甲基香菇多糖化学接枝修饰的聚乳酸材料.此外,通过在氨基化聚乳酸基材表面进行羧甲基香菇多糖与壳聚糖的层层自组装,得到生物多糖层层自组装修饰的聚乳酸材料.采用扫描电子显微镜、水接触角测量仪、抗菌活性测试、溶血试验和血栓试验等方法对被修饰聚乳酸材料的表面性能和生物性能进行了分析和比较.结果表明采用2种表面修饰方法得到的羧甲基香菇多糖修饰的聚乳酸材料的亲水性、血液相容性以及对大肠杆菌抗菌活性得到改善.与化学接枝方法相比,经过羧甲基香菇多糖与壳聚糖层层自组装修饰的聚乳酸材料具有更好的亲水性、血液相容性和抗菌活性.     

自然的启示:多糖与功能材料的集成组装(英文)

从自然界汲取创新灵感,深层次解析生物材料的形成过程以及结构-功能关系是仿生材料研究的核心问题。生物矿物质是一类天然无机-有机界面复合材料,以复杂高级有序结构、多功能以及温和组装为特点,在复合生物大分子诱导调控下构建而成。天然多糖是一类特殊的碳水化合物,具有丰富的化学和结构特性,它们在众多生物矿物质的形成过程中扮演重要角色。科学家预言多糖在创新功能材料研究中举足轻重。文章以贝壳珍珠层、龙虾壳及硅藻为例,概述生物矿物质的形成过程和结构-功能关系,列举仿生先进材料研究代表性工作,扼要介绍多糖自组装特性、生物功能以及无机-多糖共组装化学,并列举该研究领域代表性前沿工作,评述多糖自组装体诱导构建功能界面材料的研究战略,提出对该研究领域未来发展的粗浅看法。期望以此文抛砖引玉,邀请跨学科合作,推动功能材料集成组装研究领域的发展。     

基于桑蚕丝蛋白的多肽/两亲性多肽及其组装和功能化

多肽的自组装因其独特性质和作用已成为超分子化学、高分子功能材料和生物医用材料等领域的研究热点.桑蚕丝蛋白具有高度重复的多肽序列,其组装行为和相应的结构对动物丝及丝蛋白基材料的形成和特有的优异综合性能起到了至关重要的作用.通过特定的酶降解桑蚕丝蛋白能够以较为经济的方式获得多种明确序列的多肽,并可进一步方便地制备功能性的两亲性多肽.本文结合国内外多肽自组装的研究现状,对本课题组在桑蚕丝蛋白多肽/两亲性多肽的制备、组装以及功能化等方面的研究成果进行了总结,同时也展望了其在若干领域中的实际应用.     

基于磷脂膜的界面相互作用研究

磷脂是一类非常重要的生物分子,它是细胞膜的主要组成部分,同时也在诸多生命活动（如细胞激活、代谢维持和激素分泌等）中发挥着不可替代的作用。磷脂种类繁多,且具有自组装能力强、生物相容性好、无细胞毒性、易于获得等一系列优点。作为一种最典型的界面材料,磷脂膜特殊的双层结构及出色的生物学性能引起了科研人员的广泛关注,其能够模拟生物膜结构,有助于研究界面上的分子特征及作用行为。此外,磷脂可被用作生物医学材料,改性磷脂以及磷脂与纳米颗粒的复合物在肿瘤成像技术、药物靶向递送系统等方面具有良好的发展前景,显著促进了新型生物材料的开发与进步。本文先归纳了磷脂的分类,并比较了磷脂在不同基底的吸附行为;之后重点分析了磷脂膜界面的选择性识别功能以及与多肽、酶、蛋白质等生物分子之间的相互作用;最后对基于磷脂膜的生物材料在生物传感、药物研究和成像技术中的应用作出了展望。     

胺解改性聚L-谷氨酸苄酯引导骨再生膜的制备

以聚L-谷氨酸苄酯(PBLG)为原料, 通过溶剂浇铸与粒子沥滤法分别构建PBLG单层致密和PBLG单层多孔膜, 利用乙醇胺对薄膜表面改性, 构筑双层引导骨再生膜. 研究了不同胺解改性时间对PBLG-s-PHEG双层膜亲水性和力学性能的影响, 结果表明, 随着PBLG分子量的增大, 薄膜的力学性能增强而降解速率减缓. 延长胺解改性时间可提高薄膜亲水性和体内外降解速率. 细胞实验结果表明, 双层薄膜的致密结构能够有效阻隔成纤维细胞的侵入, 多孔结构能够支持细胞贴壁黏附和铺展. 体外生物活性评价结果表明, 表面改性的PBLG基材料可用于体内骨缺损修复. 本文所构建的双层引导骨再生膜在体外具有良好的力学性能和降解性能, 与组织具有一定的贴合性, 同时可有效阻碍成纤维细胞侵入, 具有潜在应用价值.     

不同磺化及碱处理聚醚醚酮的表面化学组成及体外生物活性评价

提出一种酸碱结合改性聚醚醚酮（PEEK）方法,并评价其对PEEK表面类骨磷灰石形成的影响.结果表明,通过磺化处理引入-SO₃H,显著改善了样品的亲水性,且磺化程度与H₂SO₄浓度和磺化反应时间成正比,并影响样品的表面形貌.质量分数为85% H₂SO₄处理30 min的PEEK-S具有较好的改性效果.将PEEK-S进一步用NaOH处理,可继续引入Na元素并提高样品的亲水性,但会受处理时间的影响.模拟体液（SBF）浸泡的生物活性评价结果表明,磺化后碱处理24 h的PEEK-Na具有快速的类骨磷灰石沉积能力,浸泡3 d的样品表面即可完全被沉积的类骨磷灰石覆盖,表现出较佳的生物活性.此酸碱双重改性方法操作简单,可大幅度提升PEEK的生物活性,具有较好的应用前景.     

长余辉纳米材料的控制合成及在疾病诊断中的应用

长余辉纳米材料具有独特的发光性质, 能在激发光关闭后持续发光. 通过收集激发光关闭后的长余辉发光信号可以有效消除背景信号的干扰. 此外, 长余辉材料在成像时无需原位激发, 可以减少生物体系的组织自发荧光和光散射干扰, 提高生物成像和检测的灵敏度. 由于这种独特的光学特性, 长余辉纳米材料在生物传感/生物成像以及疾病治疗等领域被广泛应用. 近年来, 为满足疾病相关生物标志物的体外检测及体内生物成像的应用要求, 控制合成发光性能优异、 生物相容性好的长余辉纳米材料成为研究热点.     

Electrochemical Sensors Applied for In vitro Diagnosis

Electrochemical sensing technology has received extensive attention from researchers for its unique detection and analysis methods as well as the promising applications in clinical diagnosis. Compared with other detection methods, such as capillary electrophoresis, high-performance liquid chromatography and liquid chromatography-tandem mass spectrometry, the electrochemical sensor overcomes the disadvantages of expensive cost and complicated operation, as an ideal device for in vitro detection. In this article, we mainly introduce some methods for the detection of biologically important compounds and cancer biomarkers, and briefly summarize the characteristics of these methods at first. And then, we also focus on the latest research progress in the application of electrochemical sensing technology to biologically important compounds' and cancer biomarkers' detection. Finally, the development trend and challenges of electrochemical sensing technology for in vitro diagnosis are also prospected.     

二维层状钴铁双氢氧化物用于癌症协同光治疗

癌症的光子疗法是一种选择性治疗新技术,近几年得到迅猛的发展,该疗法拥有创伤小、选择性好且毒性低、无耐药性等优点。 我们采用水热合成法制备了一种新型的层状钴铁双氢氧化物纳米片(Co-Fe-LDH),利用其具有较大比表面积、稳定高、生物相容性好等的特点,负载光敏剂IR783(LDH-IR783),在近红外激光的刺激下实现癌症的光热光动力协同光治疗。 对所合成的Co-Fe-LDH进行了组成、形貌、光学性质、活性氧(ROS)生成、热量释放等表征,并在细胞及活体水平进行抗癌测试。 实验结果表明,所制备的纳米复合物具有稳定的结构、高IR783负载率以及良好的分散性,并且,在近红外光源照射下表现出优异的光热/光动力效应,能够快速产生大量的活性氧,迅速地释放热量,产生显著的光毒性,能够有效地诱导HeLa细胞的凋亡。 体内抗癌实验表明,所制备的纳米复合物有效地抑制了实体肿瘤的生长,并且未对正常组织产生明显的损伤,毒副作用较低。 这些初步结果将为光热/光动力协同纳米粒子的设计和应用提供新的思路。     

蒙脱石负载氧化铈纳米酶用于克罗恩肠炎治疗

通过水热法合成由临床用药蒙脱石(Montmorillonite, MMT)负载的高效纳米酶氧化铈(Cerium dioxide, CeO₂), 通过开展体内外实验, 拓展其在炎症性肠病治疗中的普适性. 结果显示, CeO₂@MMT具有良好的类超氧化物歧化酶活性及类过氧化氢酶活性, 并且在小鼠克罗恩病的治疗中体现了明显的疗效及优异的生物安全性, 为CeO₂@MMT的应用拓宽了方向.     

电解水催化材料动态构效关系的原位拉曼研究进展北大核心CSCD

可再生能源电解水产氢对于实现碳中和目标和未来可持续社会的发展具有重要意义。然而,在电解水服役过程中,催化材料往往会发生复杂的结构演变,这对深入理解电解水催化材料反应机制和精准设计高效催化材料造成了挑战。原位电化学拉曼表征技术对催化材料结构动态演变过程的实时监测,是揭示电解水材料动态构效关系,解析催化反应机理的关键。本文介绍了原位电化学拉曼表征技术的基本原理,重点综述了其在催化材料相结构演变、表面活性位点和界面水分子行为中的最新进展,阐述了电解水催化材料在服役过程中结构演变与性能演变之间的变化规律,为实现催化材料全生命周期动态构效关系的精准构建提供了技术基础。最后,分析总结了原位电化学拉曼表征技术在电解水应用过程中存在的问题与挑战,并对先进原位电化学拉曼技术未来的发展进行了展望。     

1,3-取代吲唑类低氧诱导因子l抑制剂的设计合成及其抗肝癌活性

低氧诱导因子l(HIF-1)与肿瘤细胞的生长、侵袭和耐药密切相关,在肿瘤细胞内HIF-1高度表达,因此新型的HIF-1抑制剂可作为潜在的抗肿瘤药物。 本文合成了9个1,3-取代吲唑衍生物。 通过蛋白质印迹(Western Blot)法及实时定量荧光PCR(Real time-PCR)等方法检测了其对HIF-1及其靶基因血管内皮生长因子(VEGF)表达水平的影响,并以3-(5'-羟甲基-2'-呋喃基)-1-苯甲基吲唑(YC-1)为阳性对照药物初步评价了其体外抗肝癌细胞增殖的生物活性。 实验发现化合物7b可显著抑制HIF-1及其下游靶基因VEGF的表达,且体外抗肝癌增殖生物活性优于YC-1,半抑制浓度(IC₅₀)值为10.37 μmol/L。 研究结果表明,3-(5'-羟甲基-2'-呋喃)-1-(1″-对甲苯磺酰基)吲唑具有靶向抑制HIF及良好的抗肝癌活性作用。     

大斯托克斯位移远红光至近红外荧光探针用于检测肝损伤过程中过氧化亚硝酸盐的动态变化

肝损伤是影响公众健康的重大问题之一, 已经引起了人们越来越多的关注. 而过表达的过氧化亚硝酸盐(ONOO^?)在肝损伤等疾病的发病机制中起着重要作用, 被认为是一种与早期肝损伤密切相关的生物活性分子. 因此, 为了探究ONOO^?在肝损伤过程中的作用, 开发可以实现肝损伤过程中ONOO^?高选择性和实时检测的分析方法具有重要意义. 本文报道了一种具有大斯托克斯位移的远红光至近红外(FR-NIR)ONOO^?荧光探针. 由于该探针具有大的斯托克斯位移, 可以有效消除光谱重叠和自吸收的干扰, 从而显著提高成像的信噪比. 此外, 该探针对ONOO^?具有高的灵敏度(检出限为25.8 nmol/L)和良好的选择性, 被成功用于药物诱导肝损伤过程中ONOO^?信号的成像检测.     

卵磷脂类液晶乳液的性能

以卵磷脂为主乳化剂制备了一款液晶乳液。 该乳液在皮肤上具有良好的稳定性能,在皮肤表层停留6 h仍能保持完整的液晶结构,克服了一般液晶乳液中液晶织构无法在皮肤上长时间停留的问题。 液晶结构在皮肤温度范围内具有较高的稳定性,可为液晶乳液其他性能的发挥提供条件。 基于此,我们采用体外称重法研究了液晶乳液的锁水性,发现液晶乳液锁水性能明显优于传统乳液,实验7 h后仍能保持原有水分总质量的50%;体外透析实验证实,液晶乳液表现出显著的缓释性能且能释放完全,7 h后目标分子(水杨酸钠)释放率可达96%;耐温性能研究表明,液晶乳液耐高温性能及低温冻融性能优良,且温度对乳液中层状液晶的影响是可恢复的;采用离心法、高低温循环和高低温长时间(3个月)放置的方法探究了乳液储运稳定性,结果表明,液晶乳液产品储运稳定性极佳,便于实际的应用和储运。 该研究不仅可为开发多效的高端化妆品提供必要信息和参考数据,而且有望拓展卵磷脂类液晶乳化剂体系的应用范畴。