Enhanced stability designs of cell membrane chromatography for screening drug leads

Cell membrane chromatography is an effective method for screening bioactive components acting on specific receptors in complex systems, which maintains the biological activity of the membrane receptors and improves screening efficiency. However, traditional cell membrane chromatography suffers from poor stability, resulting in a limited life span and low reproducibility, greatly limiting the application of this method. To address this problem, cyanuric chloride-decorated silica gel was used for the covalent immobilization of the cell membranes. Cyanuric chloride reacts with amino groups on the cell membranes and membrane receptors to form covalent bonds. In this way, the cell membranes are not easy to fall off. The column life of the cyanuric chloride-decorated epidermal growth factor receptor/cell membrane chromatography column was extended to more than 8 days, whereas the column life of the normal cell membrane chromatography column dropped sharply in the first 3 days. A cyanuric chloride-decorated epidermal growth factor receptor/cell membrane chromatography online HPLC-IT-TOF-MSn system was applied for screening drug leads from Trifolium pratense L. One potential drug lead, formononetin, which acts on the epidermal growth factor receptor, was screened. Our strategy of covalently immobilizing cell membrane receptors also improved the stability of cell membrane chromatography.     

还原-氧化协同降解全/多卤代有机污染物

全/多卤代有机污染物大多具有生态毒性、生物蓄积性、环境持久性及长距离迁移性,不仅危害环境与生态安全,而且可经食物链传递威胁人类健康。由于卤原子是吸电子基团且取代数目多,这类物质的最高占据分子轨道能较低,难于被氧化降解,相反较易被还原法脱卤降解。随卤原子取代数减少,脱卤产物难被进一步还原,而其毒性甚至高于母体污染物。注意到低卤代有机物更容易发生氧化降解,一些研究构建了还原-氧化接力降解体系,即先利用还原法将全/多卤代有机污染物还原为低卤代产物,再利用氧化法降解这些中间产物,从而实现深度/完全脱卤和矿化。本文根据催化反应类型对还原-氧化联用法进行了归纳,分类介绍了基于传统化学催化、光催化、电化学、光电化学及机械化学等构建还原-氧化协同降解体系的原理及应用,以期为开发高效的处置技术提供思路和建议。     

Recent advances of organometallic complexes in emerging photovoltaics

Organometallic complexes (OMCs) consisting of organic and metal active moieties have shown immense potential for application in solar cells. The diverse structure, rich porosity, and unique charge centers of OMCs enable them to be functional in solar cells. In this review, we introduced four types of OMCs, such as crown organometallic complexes, β-diketone metal complexes, cyclometallic complexes, and main chain metal-containing polymers, providing an in-depth analysis of the structure-performance relationship. OMCs could serve as active or interlayer materials in a variety of solar cell systems such as organic solar cells, perovskite solar cells, and dye-sensitized solar cells, especially some metals to improve the photoelectric performance of the device as dopants. In the end, perspectives on the opportunities and challenges of OMCs are given.     

In-situ preparation and electrochromic properties of TiO2/PTPA-HTAN core-shell nanocomposite film

A new star-shaped structure conjugated microporous polymers, poly (2,8,14-tri[4-diphenyl-benzene]-hexaazatrinaphthylene) (PTPA-HATN), was designed and in-situ electrochemically polymerized on the surfaces of FTO electrodes with a directional alignment TiO₂ nanorod array to obtain TiO₂/PTPA-HATN core-shell nanocomposite films. Compared with the PTPA-HATN film, the TiO₂/PTPA-HATN composite film exhibits higher optical contrast and faster response time, with contrast of 57% at 783 nm, coloring time of 3.62 s and discoloring time of 2.55 s (43%, 4.63 s and 4.77 s for PTPA-HATN film, respectively). After 400 cycles, the contrast of nanocomposite film decreased by 28%, while the PTPA-HATN film basically lost its electrochromic properties. A simple three-layer EC prototype device based on TiO₂/PTPA-HATN nanocomposite film constructed with hydrogel electrolyte clearly shows color changes at different voltages. On the one hand, the formation of core-shell porous nanostructure of TiO₂/PTPA-HATN composite film provides a larger ion doping/de-doping interface, shortening the average diffusion length of ions. On the other hand, the large indented polymer-nanorods contact interface makes it difficult for the polymer to detach from the electrode, thus significantly improving the cyclic stability of the composite film.     

热稳定单原子催化剂的理性构筑:从原子级结构到实际应用

80%以上的工业生产过程涉及催化,如化工生产、能源转换、制药和废物处理等等.催化剂的使用显著提高了生产效率,降低了生产成本,为国民经济、地球环境和人类文明的可持续发展做出了很大贡献.为了满足日益增长的生产需求和最大的经济效益,开发高效、稳定、低成本的新型催化剂已成为当务之急.金属中心负载在载体上的负载型金属催化剂因其较好的催化活性和相对较低的金属用量而受到广泛关注.研究发现,负载型结构可增强传热和传质并增加活性金属中心的分散度,从而影响催化性能.此外,负载金属的颗粒尺寸对催化剂的性能有很大影响.迄今为止,科学家们一直在通过减小金属颗粒尺寸和提高原子利用效率来提高催化剂的活性.原子级尺寸的颗粒通常表现出与大尺寸颗粒显着不同的物理和化学性质,而当活性位点的尺寸缩小到单个原子时,单原子催化剂的概念应运而生.对于单原子催化剂,金属原子中心通过配位被载体中的缺陷锚定,从而调整金属原子的电子云分布.这种配位调整使得单原子催化剂拥有与传统催化剂不同的性能.作为催化领域的新前沿,单原子催化剂已经在许多催化反应中表现出前所未有的活性和选择性.然而,许多报道的单原子催化剂在高温环境或长期催化应用中容易受到奥斯特瓦尔德熟化过程的影响,从而导致催化剂烧结和失活.而烧结的原因在于金属原子和载体之间较弱的相互作用.失活催化剂的再生和回收将大大增加工业生产的时间和经济成本.因此,开发具有优异热稳定性的单原子催化剂以满足工业需求是十分必要的.本综述首先总结了近年来关于热稳定型单原子催化剂合成方法的基础研究,并从原子尺度上分析了这些方法所构建的金属中心的结构形态和配位环境.此外,结合近些年的研究中新的表征技术与理论计算手段解释了热稳定性的来源.重点讨论了热稳定单原子催化剂的实际催化应用.分析了热稳定单原子催化剂在热催化应用中的独特作用机理、并尝试为确定催化过程中真正的活性中心以及通过原子级调控手段进行高活性热稳定单原子催化剂的合成提供理论指导.最后总结了热稳定单原子催化剂发展的主要问题,并简要分析了单原子催化领域的研究挑战和发展前景.     

固态氧化物电解池中碳-分子电化学转化为可再生燃料

近年来,随着社会环保意识的迅速提高以及对可再生能源利用能力的大幅增强,以燃料电池和电解池为代表的电化学技术已经逐渐在能源的存储、转化和利用方面发挥着不可或缺的独特作用.其中,固态氧化物电解池经过多年的发展,在装置成本和工作效率上取得了长足的进步,在储能转化方面具有重要的潜力.与此同时,伴随着《巴黎协定》签订以来各国的“碳中和”路线图逐渐出台,利用相对廉价易得的可再生电能,将二氧化碳(CO₂)和甲烷(CH₄)等碳-(C1)分子电解转化为高附加值的可再生燃料(如水煤气、乙烯等),对于碳中和目标的实现具有重要的意义.因此,C1分子电化学转化的研究成为了当下重点关注的研究领域,许多重要的研究成果和技术进步在过去几年中不断涌现.固态氧化物电解池作为一种代表性的C1分子电解和转化平台,也日渐引起相关领域研究人员的关注和兴趣.与传统的C1分子催化转化方法相比,基于固态氧化物电解池的电解转化技术具有两个重要优点:高能量转换效率与体系抗中毒能力.这两个特性作为体系稳健性的基石,保障了C1分子转化为可再生燃料的反应过程的长期可持续性.本文首先简要回顾了固态氧化物电解池的前沿技术与发展,并从电解池系统分类、反应体系的特征和反应体系发展的前景与挑战这三个方面,简要介绍了近年来基于固态氧化物电解池体系的C1分子电化学转化的代表性工作.CO₂与CH₄作为廉价易得的C1分子的代表,其转化因其反应分子惰性及反应过程不可控性而广受研究者关注,本文重点关注了在固态氧化物电解池中CO₂,CO₂/H₂O和CH₄三个体系的电化学反应过程和近期研究进展,希望可为相关研究人员未来设计更合适的催化剂和构建更优的电解池结构提供有益的参考.本文还针对目前固态氧化物电解池体系在C1分子转化领域所面临的挑战,提出了未来的一些可能的研究方向,以期助力研究者在不远的将来实现C1分子电解生产可再生燃料的实用化.     

负载无定型钌纳米簇的原子级钴掺杂一维碳纳米笼增强析氢催化性能

析氢反应是电解水产制氢的关键反应之一.在碱性条件下,由于催化剂表面与反应过程中产生的氧物种、氢物种与催化剂的吸附未处于最佳状态,析氢反应动力学往往比较缓慢,比在酸性条件下慢2-3个数量级.目前,铂基纳米催化剂被认为是最优的析氢催化剂,但因价格昂贵、稳定性较差,限制了其在电解水器件上的大规模应用.因此,设计一种价格较为低...     

电化学部分氟化芳基研究进展

含氟芳香化合物具有生物活性好、稳定性高、易被生物体代谢等优点,在医药和农药领域有着广泛的用途.目前芳基部分氟化的方法主要分为依赖于氟化试剂的亲电氟化方法以及反应条件苛刻甚至需要过渡金属催化的亲核氟化方法,这些方法操作繁琐并且污染环境.电化学氟化将"电能"作为一种"强氧化剂"来实现氟化反应,是一种直接、绿色且温和的氟化手...     

硫化铟锌的改性合成及光催化特性

随着社会经济的高速发展,能源的短缺和生态的破坏引起了人们的关注。近年来,寻找合适的解决方案已成为关注的重点。作为一种绿色环保技术,光催化由于其高效、低成本等优点而成为能源和环境问题的研究热点。在许多光催化材料中,三元硫化物硫化铟锌(ZnIn₂S₄)由于具有可见光响应特性、简单的制备方法和出色的稳定性而表现出巨大的潜力。然而,较高的载流子复合率限制了其光催化性能。近年来,许多研究报道了改性ZnIn₂S₄以提高其光催化性能,在此,本文详细介绍了各种改性研究,包括ZnIn₂S₄单体的合成、半导体化合物的结构、贵金属沉积、碳元素改性、离子掺杂。然后,系统完整地总结了ZnIn₂S₄在光催化、降解有机污染物、去除六价铬、还原CO₂和有机合成等方面表现出的光催化特性和机理。最后,对ZnIn₂S₄的发展前景提出了展望,以期ZnIn₂S₄光催化剂得到更广泛和深入的研究,尽快在实际生产中得到应用。     

Crosslinked polyaniline nanorods coupled with molybdenum disulfide on functionalized carbon cloth for excellent electrochemical performance

Journal of Solid State Electrochemistry - In this work, the binary nanocomposite of crosslinked polyaniline nanorods (CPANINRs) and molybdenum disulfide (MoS2) is first synthesized by in situ...