分子实验室探针在生化分析中的应用研究进展

分子实验室探针（lab-on-a-molecule probe）是基于分子级别的检测,能够提供空间高密度的感应信号,其主要分为分子逻辑门、分子多模式检测以及兼具2者功能的探针,该探针在多分析物的定性以及竞争分析的定量灵敏检测中发挥了重要的作用。对上述3类探针在生化分析（金属阳离子、无机阴离子、氨基酸、蛋白质、致病菌等）中的应用进行了总结。     

MoO3-C3N4复合光催化剂的可见光下高效催化降解甲基橙

以钼酸铵和C₃N₄为前驱体,利用浸渍法成功制备了高性能MoO₃-C₃N₄复合光催化剂,利用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外（FT-IR）、高分辨电镜（HRTEM）及N₂吸附-脱附曲线等测试手段对所得MoO₃-C₃N₄光催化剂进行了结构和形貌表征。以可见光下光催化降解甲基橙反应表征MoO₃-C₃N₄的光催化活性。实验结果表明,MoO₃-C₃N₄光催化剂具有非常好的光催化降解性能,且MoO₃含量对反应活性产生显著影响。当MoO₃含量为1.6%（w/w）时光催化活性最好,其速率常数达到C₃N₄的50倍。通过研究发现该复合催化剂的高活性来自于其Z型光生载流子传输过程,抑制了光生电子空穴对的复合并延长了引入MoO₃产生的载流子的寿命。     

简单方法制备与表征新颖复合凝胶及表面微结构——由科研成果转化的化学综合实验

材料表面的微结构会赋予材料独特的性能,水凝胶在生物医学领域有广泛的应用前景。采用紫外光刻蚀法创新性地实现了复合凝胶的制备和凝胶表面图案化微结构的构筑一步完成;通过原子力显微镜和光学显微镜的表征,复合凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺/聚乙二醇二丙烯酸酯兼具了温敏性能与图案化微结构的新颖性能结构特征。本实验有助于培养学生的创新意识,激发学生的学习兴趣以及未来从事科研的兴趣。     

基于重叠栅工艺的硅量子点阵列的制备与调控

利用半导体量子点阵列结构实现近邻耦合是规模化扩展自旋量子比特的主要方案之一.随着量子点数目的增加,量子点阵列器件的制作工艺及参数调控均愈加复杂.本文介绍了一种重叠栅工艺结构,利用多层相互重叠且具有不同功能的栅极定义量子点,制作出结构紧凑、调控性好的量子点阵列器件,解决了工艺扩展的难题.此外,本文发展了一套高效可靠的调控方法,按顺序逐个添加量子点并建立虚拟电极,实现了对量子点参数的独立控制,并且能够高效且独立地调控各量子点中的电子数目,克服了大规模量子点阵列中电压参数配置的困难.这些方法为未来实现大规模自旋比特阵列提供了一种标准化的方案.     

Cobimetinib 消旋体的合成

以3-羟基氮杂环丁烷盐酸盐为原料,经Cbz保护和氧化反应制得1 苄氧羰基氮杂环丁烷-3-酮(3); 3与N-亚硝基哌啶发生亲核反应后与2,3-二氟-(2-氟-4-碘氨基）苯甲酸发生缩合反应,最后经氯化氢脱亚硝基和碱化合成了Cobimetinib消旋体,其结构经¹H NMR和HR-MS（ESI）确证。     

肉桂酰酪胺类似物的合成与抗血小板聚集评价

为了探究肉桂酰酪胺的苯环上甲氧基取代、酪胺上羟基和酰胺上胺基被甲基化对衍生物抗血小板聚集活性的影响,以8种苯甲醛衍生物为原料,经过缩合反应及甲基化等反应制得肉桂酰酪胺类似物,经核磁共振波谱仪(NMR)、质谱(MS)、单晶衍射等技术手段表征了目标化合物结构。 基于变温核磁,探讨了化合物4a~4h中旋转异构及酰胺C-N键双键性质对氢核磁谱的影响。 采用Born比浊法对目标化合物进行活性筛选,9个类似物的活性均强于柄果花椒酰胺,特别是化合物2c、4c、4f在200 μmol/L时显示出强的抑制率,分别为50.03%、60.87%、53.33%。 该类化合物的构效关系是4位甲氧基取代对化合物的抗ADP(二磷酸腺苷)诱导血小板聚集活性最为有利,甲基化B环中的羟基和结构中的酰胺氮原子时,在某种程度上可增强化合物活性。     

猪肝酯酶杂化“纳米花”的制备及其对菊酯类农药的水解性能研究

采用生物矿化策略,在磷酸盐缓冲液中制备了猪肝酯酶(Porcine liver esterase,PLE)杂化"纳米花"(Ca3(PO4)2-PLE)。利用扫描电镜、元素能谱分析及红外光谱对所制备的杂化"纳米花"进行了形貌和成分分析。对杂化"纳米花"制备过程中的参数进行优化,结果表明:在10 mmol/L磷酸盐缓冲液(p H 7. 4)中,猪肝酯酶质量浓度为0. 3 g/L,钙离子浓度为500 mmol/L,制备温度为20℃时,所制备的Ca3(PO4)2-PLE具有最高酶活,其酶活为同等酶浓度下液酶酶活的169%。将制备的Ca3(PO4)2-PLE用于4种菊酯类农药的酶解性能研究,发现相同条件下,Ca3(PO4)2-PLE的酶解率均优于液酶。此外,制备的Ca3(PO4)2-PLE用于菊酯农药酶解循环2次后仍保持70%以上的活力。     

含氮芥双-(亚苄基)环烷酮的合成、晶体结构及其体外光动力抗肿瘤活性

为构建光动力治疗与化疗协同抗肿瘤先导化合物,基于药效团拼合原理,设计合成了含氮芥双-(亚苄基)环烷酮化合物3a~3c及对比的双-(亚苄基)环烷酮化合物3d~3f,并经核磁共振波谱仪(NMR)、高分辨质谱HRMS(ESI-MS)、X射线衍射仪(XRD)及傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等技术手段对其进行了结构和性质表征。采用噻唑蓝(MTT)法考察了他们对A549(人肺腺癌细胞)和Hep G2(人源肝癌细胞)的光毒性。结果表明,大部分化合物对两株受试细胞株表现出了一定的光毒性,尤以化合物3a对Hep G2光毒性的半抑制率(IC50)达到2. 0 nmol/m L,值得进一步研究。运用Gaussian09软件,在B3LYP和6-311G+基组水平上对化合物3a和3d进行了量子化学计算并得到其优化构型和分子轨道能量,从前沿轨道能量分析了化合物的结构特征和抗肿瘤活性的构效关系。     

硫化氢对钴改性活性焦脱除煤气中汞的影响机理

采用等体积浸渍煅烧法制备钴改性活性焦(Co-AC),并采用BET、XRD等分析手段进行表征。 利用固定床吸附实验台,研究了模拟煤气(N₂、H₂、CO、H₂S)气氛下汞的吸附特性,重点关注H₂S对汞吸附的影响。 结果表明,5%负载量的Co-AC在120 ℃和H₂S作用下具有优异的脱汞能力,2 h内平均脱汞效率高达97.8%。 此外基于密度泛函理论,首先计算了H₂S、HS及S在Co₃O₄(110)表面的吸附能及键长,通过比较H—S键键长的变化得出H₂S会逐步解离成HS与S,然后将优化后的S-Co₃O₄(110)作为Hg的吸附基底,研究其吸附特性,得出Hg与S反应生成稳定的HgS,吸附能为-3.503 eV,证明了汞的吸附遵循Eley-Rideal机制。 Co-AC吸附剂在高温下脱汞性能受到极大的抑制,因为随吸附温度升高,表面活性硫的减少及硫和汞的反应平衡常数下降显著,导致汞的脱除能力下降。 本文采用了实验加模拟的手段,探明了H₂S存在时Hg⁰在钴基吸附剂表面的反应机理,为协同脱除煤气中的H₂S和Hg⁰提供了理论指导。     

磁性凹凸棒土制备及其脱汞性能研究

对自然界中广泛存在的凹凸棒土(Atp)进行磁改性,通过沉积-沉淀法制备出磁性氧化铁改性的磁性凹凸棒土(MAtp),采用BET、VSM、XRD以及SEM等手段对其理化性质加以分析,并在固定床实验台上进行模拟烟气脱汞性能测试,研究了铁氧化物含量、反应温度和烟气成分对其除汞能力的影响。结果表明,Atp与磁性物质的复合提高了其对Hg~0的脱除能力,并且随铁氧化物含量升高,MAtp脱汞能力逐渐增强;在实验温度区间内,脱汞能力随温度的升高逐渐增强,MAtp对Hg~0以化学吸附为主;O_2、NO的添加有利于Hg~0的脱除,但Hg~0穿透率随浓度变化不显著;SO_2抑制汞的脱除,并且随浓度的增加,其抑制效果更加明显,但是当NO和SO_2共同存在时,NO能明显削弱SO_2对脱汞的抑制作用。