• 科教前沿

  • 近日,明升备用网址材料科学与工程学院刘润辉教授课题组和广州市第一人民医院林浩东教授团队合作,制备了基于宿主防御肽模拟的抗菌多肽聚合物掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA骨水泥微球(PMMA@polymer),在兔慢性骨髓炎模型中表现出优异的体内治疗效果。该成果以“Peptide Polymer-Doped Cement Acting as an Effective Treatment of MRSA-infected Chronic Osteomyelitis”为题发表在《先进功能材料》(DOI: 10.1002/adfm.202107942)。慢性骨髓炎的治疗通常需要多次手术和长期抗生素干预,复发风险高,给患者带来巨大痛苦和经济负担。目前,载有抗生素的PMMA骨水泥已广泛用于临床治疗慢性骨髓炎。然而,非降解PMMA骨水泥中抗生素的释放通常缓慢且不完全,导致局灶性病变处抗生素浓度不足,治疗效果不佳。此外,抗生素耐药菌的迅速出现给慢性骨髓炎的治疗带来了巨大挑战。因此迫切需要找到非抗生素疗法治疗耐药菌感染引起的慢性骨髓炎的有效策略。在这项研究中,多肽聚合物能从惰性PMMA中快速释放、快速起效、且基本完全
    2021-11-0810
  • 近日,明升备用网址刘立帅博士等人在智能损伤检测与成像领域的研究取得新进展,相关成果连续发表在工程技术与计算机科学领域顶刊IEEE Transactions on Industrial Informatics (影响因子10.215)上。
    2021-11-06576
  • 近日,明升备用网址材料科学与工程学院刘润辉教授课题组报道了一种一步法实现普适性的水凝胶功能化方法。作者设计合成了一种三肽黏附分子,可以对没有任何反应基团的各类水凝胶进行普适性修饰。该成果以“A sandcastleworm-inspired strategy to functionalize wet hydrogels”(沙堡蠕虫启发的水凝胶功能化策略)为题发表在国际权威学术期刊《自然—通讯》(Nat. Commun.2021, 12, 6331)上。水凝胶已经被广泛用于多种领域,许多水凝胶在使用的时候需要引入特定的分子进行功能化。此前,水凝胶的功能化方法是在水凝胶成胶前或制备过程时引入功能分子,这些方法通常步骤繁琐、需要既定的反应基团,且对于不同类型的水凝胶无法实现普适性修饰。如果能够通过一步简单的方法,不受官能团的限制,将功能分子直接修饰在各种类型的水凝胶上,将在多个领域具有重要意义。在本研究中,刘润辉教授等研究人员受沙堡蠕虫黏附蛋白启发,设计合成了结构简单、含有三肽的黏附分子丁二胺-多巴-赖氨酸-多巴(DbaYKY),该黏附分子可以用于引发多种类型的聚合反应,并通过简单浸没实现功能分子对
    2021-11-05581
  • 近期,国际知名化学类期刊Angew. Chem. Int. Ed.以“Deciphering and Suppressing the Over-oxidized Nitrogen in Nickel-catalyzed Urea Electrolysis(DOI: 10.1002/anie.202107886)”为题,在线报道了我院李佳男博士后在环境能源电催化领域的最新研究成果,并将以封面文章的方式被重点报道。鉴于热力学上优势电位(0.37 V,vs. RHE),碱性条件下尿素氧化往往被视为水氧化(OER,1.23 V)最理想阳极替代反应之一,理论上可节约电解水制氢70%的能量。更为重要的,尿液在市政水系统中体积仅占1%,却产生了70%以上的氨氮负荷,是基于源分离的新型城市基础设施建设、“水-能源-食物”耦合、污水资源化等环境热点领域关注的重点问题。然而,前期大量研究仅关注尿素电化学产氢的阴极过程,而忽略了活性镍基催化剂亲氧终端结构、尿素多配位吸附中心、多步电子质子耦合转化等众多因素在阳极上的复杂作用。事实上,尿素分子在阳极发生复杂的转化过程,产生硝态氮、亚硝氮等过度氧化产物,远远偏离
    2021-11-04742
  • 催化技术是现代化学工业的支柱,反应动力学是工业催化剂与反应器设计优化的重要基础。近日,明升备用网址化工学院、化学工程联合国家重点实验室周兴贵教授课题组青年教师段学志教授、陈文尧博士等在传统催化反应动力学研究的基础上(主要关注宏观变量与性质),建立能准确预测催化剂结构参数对催化性能影响的纳米动力学(Nano-Kinetics)模型,为催化剂理性设计提供理论指导。相关成果以Taming Electrons within Pt/C Catalysts to Boost Nano-Kinetics of Hydrogen Production为题发表在中国工程院院刊《Engineering》。本系列研究工作基于前期建立的通过排除金属电子效应、解析粒径效应,实现催化剂活性位点的动力学辨认方法(J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 16736-16739);发展的通过排除粒径效应、量化电子效应,实现易实验测量的活化熵、金属电子结合能/电荷可作为催化活性描述符方法(J. Catal. 2017, 356, 186-196; 《化工学报》建国70周年专刊:2019, 70, 3645-36
    2021-10-291934
  • 近日,明升备用网址药学院赵玉政教授团队与广州交通大学医学院附属仁济医院蒋玉辉研究员团队合作研究,深入解析了营养缺失条件下PHGDH通过核易位以及酶活转变调控细胞核NAD+和肿瘤细胞生长的分子机制。该研究成果以“The alternative activity of nuclear PHGDH contributes totumor growth under nutrient stress”为题,在线发表在国际权威学术期刊《自然-代谢》上。许多研究表明,在不同的营养状态下代谢酶表达水平、亚细胞定位以及酶活的改变,能够使代谢酶以精确而有效的方式调控细胞信号传导和基因表达等生理活动。然而,代谢酶相关的生理调节作用基本上可以归因于代谢产物的生成,其中代谢产物可以为蛋白质或染色质修饰反应提供“燃料”。3-磷酸甘油酸脱氢酶(PHGDH)是丝氨酸合成途径的第一个限速酶,其主要负责将糖酵解中间产物3-磷酸甘油酸(3-PG)转化为3-磷酸羟基丙酮酸(3-PHP),最终进入一碳循环,从而维持相应的物质稳态。本研究发现,在葡萄糖正常或缺失培养条件下,向细胞补充外源性的丝氨酸也都不能有效回补PHGDH缺失对细胞生长造
    2021-10-201258
  • 从哈密广汇环保科技有限公司年产40万聚酯级乙二醇项目现场传来消息,采用明升备用网址开发的荒煤气非催化部分氧化制合成气装置于2021年10月15日23:46一次投料成功。该装置单系列荒煤气处理量为182047Nm3/h,有效气(CO+H2)产量是82760Nm3/h,共设置2个系列,是目前全球首个采用荒煤气作为原料生产乙二醇的项目。该装置的成功投料运行,实现了废弃资源荒煤气的资源化和高值化利用,标志着我国以天然气、焦炉气、荒煤气等低碳碳氢资源为原料的大规模清洁高效转化技术取得新突破,显著提升了我国能源化工行业的技术水平和国际竞争力,推动了行业转型升级。 截止目前,由明升备用网址开发的富甲烷气绿色高效转化制合成气成套技术已推广应用到国内11家企业、12个项目(其中投入运行7个项目,在建5个项目),转化炉合计20台,原料包括天然气、焦炉气、荒煤气等,特别适合于合成氨、甲醇、乙二醇、H2和CO等产品所需合成气的生产。该技术具有原料适应性强、工艺流程和设备结构简单、流程短、投资低的特点,已建成了全球单炉处理能力最大(75000Nm3/h)的焦炉气非催化部分氧化制合成气装置,应用于国际上首套分别采用天然气原料、焦
    2021-10-20677
  • 近日,明升备用网址材料科学与工程学院刘润辉教授课题组公布了基于模拟宿主防御肽设计的对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)等多种耐药革兰氏阳性菌具有高效抗菌活性的类肽聚合物研究结果。该研究成果以“Addressing MRSAInfection and Antibacterial Resistance with Peptoid Polymers”(类肽聚合物解决耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染和抗生素耐药性)为题,发表在国际权威学术期刊《自然—通讯》(Nat. Commun.2021, DOI:10.1038/s41467-021-26221-y)上。近年来,耐药细菌的持续出现与快速传播和新型抗生素的缺乏意味着对新型抗菌药物的迫切需求。宿主防御肽因其具有广谱抗菌活性且不易产生耐药性的优点而被作为有前景的抗耐药菌感染新药物而被广泛研究,然而,其应用受到易被蛋白酶水解、体内稳定性差、合成成本高等缺点的限制。因此,研究耐蛋白酶水解、合成方便且具有体内抗耐药菌感染能力的宿主防御肽模拟物具有重要意义。 本研究中,刘润辉教授课题组通过N-取代N-羧酸酐(α-NNCA)一锅法开环聚合合成了含不同C-端官能团的抗菌
    2021-10-091056
  • 近日,明升备用网址药学院邓卫平教授和杨武林副教授团队在手性八元杂环骨架催化不对称构建研究中取得最新进展,相关研究成果以“Diastereo- and Enantioselective Synthesis of Eight-Membered Heterocycles via an Allylation/Ring Expansion Sequence Enabled by Multiple Catalysis”为题发表于美国化学会催化杂志ACS Catalysis(DOI: 10.1021/acscatal.1c03711)。手性八元杂环是一类重要的中环骨架,广泛存在于多种药物分子和活性天然产物中,开发其高效、高立体选择性合成方法是有机合成化学和药物化学领域的研究热点之一。然而,由于构建该类中环骨架过程中会出现不利的焓变和熵变以及跨环相互作用,所以实现该类结构的高立体选择性合成存在较大挑战。为了解决这一科学难题,该研究团队提出金属/有机小分子连续催化烯丙基取代/扩环级联反应的策略,首先经金属铱催化的烯丙基取代/分子内环化得到高张力的多环中间体,然后通过有机双功能催化剂促进的开环反应步骤,进而构建八
    2021-09-301051
  • 近日,习近平总书记赴陕西省到国家能源集团榆林化工有限公司,考察调研循环经济煤炭综合利用项目规划建设运行情况,强调指出,煤炭能源发展要转化升级,走绿色低碳发展的道路。
    2021-09-29906
  • 2021年9月27日,中国石油和化学工业联合会在杭州组织召开了“单炉日处理煤4000吨级超大型水煤浆气化技术开发及工业示范”科技成果鉴定会,该成果由内蒙古荣信化工有限公司、明升体育m88、山东能源集团有限公司和兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心有限公司共同完成。鉴定委员会由来自行业的11位知名专家组成,中国工程院任其龙院士担任主任,中国石油大学(北京)徐春明院士和中国氮肥工业协会理事长顾宗勤教授级高工任副主任。山东能源集团孟祥军高级顾问、明升体育m88王辅臣教授先后致辞,中国石油和化学工业联合会科技部赵明处长及成果申报单位山东能源集团总经理助理祝庆瑞等近20位代表参加了本次会议。会议由中国石油和化学工业联合会科技部王秀江副主任主持。
    2021-09-29938
  • 近日,材料学院刘润辉教授课题组报道了一类基于羧酸盐的聚合引发体系,实现超快速NCA开环聚合。该成果以“Superfast and Water-Insensitive Polymerization on α-Amino Acid N-Carboxyanhydrides to Prepare Polypeptides using Tetraalkylammonium Carboxylate as the Initiator”为题发表在国际著名期刊《德国应用化学》(DOI: 10.1002/anie.202103540)。
    2021-09-29979
  • 近日,明升备用网址材料科学与工程学院刘润辉教授课题组在α/β-多肽合成研究领域取得突破性成果,该成果以“Synthesis of Poly-α/β-peptides with Tunable Sequence Via the Copolymerization on N-carboxyanhydride and N-thiocarboxyanhydride”(通过N-羧基环内酸酐和N-硫代羧基环内酸酐共聚合成序列可调节的聚-α/β-多肽)为题发表在iScience上(iScience.2021, DOI:10.1016/j.isci.2021.103124)。蛋白和多肽在生命体中具有重要生物学功能,但其实际应用受到易被蛋白酶水解、体内生物利用度低等缺点限制。多肽模拟研究可以针对性地解决多肽体内稳定性差的突出缺点对应用的局限,因此在药物发现、组织工程、蛋白模拟、生物材料和化学等诸多领域具有重要应用前景。在多肽模拟研究领域中,刘润辉教授课题组前期通过建立对水分不敏感的β-NTA(β-氨基酸N-硫代羧基酸酐)聚合新方法解决了β-内酰胺聚合制备β-多肽的经典合成方法对水分敏感、聚合条件苛刻、功能基团适用
    2021-09-27725
  • 深入理解具有振动诱导发光特性的二氢吩嗪分子结构与性质的关系是实现其材料应用的关键。近日,明升备用网址化学与分子工程学院曲大辉教授课题组通过直接的碳氮偶联反应,设计合成了一系列具有振动诱导发光特性的π延伸二氢吩嗪和四氢二吩嗪衍生物,并探究了其共轭分子‘翅膀’尺寸对分子体系的堆积行为及发光性质的影响,相关成果以“Vibratile Dihydrophenazines with Controllable Luminescence Enabled by Precise Regulation of π-Conjugated Wings”为题,以Research Article的形式发表在中国化学会旗舰刊CCS Chemistry:2021, 3, 2239-2248。振动诱导发光(vibration-induced emission, VIE)新概念是由明升备用网址田禾院士团队研究二氢吩嗪类分子的动态发光特性时提出(2015年)。马鞍形的二氢吩嗪类分子,受光激发后,N-N轴两侧的芳环会沿轴逐步演变至准平面结构,从而表现出高达250nm的斯托克斯位移;同时,通过精准的化学修饰或者外部环境调控,二氢吩嗪共轭分子骨架
    2021-09-18904
  • 对癌症病人实现快速、简便地早期筛查是医疗界的迫切需要。近日,明升体育m88材料学院顾金楼教授团队报道了基于可调介孔的分级结构金属有机骨架,构建特异性酶促反应的传感模型,实现前列腺癌病人(PCa)的精准筛选。该工作只需要采集病人一滴尿液,即可快速、准确地筛查癌症病人,可避免传统PSA和肛检方法复杂尴尬的过程。系列工作已申请专利(202110648627.8),随后课题组将部分数据发表在《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.1c05674)上。
    2021-09-141213
  • 近日,明升备用网址材料科学与工程学院刘润辉教授课题组基于仿生设计,报道了结构简单、水溶性很高、易合成及大量制备的新一代抗植入异物反应高分子材料——聚DL-丝氨酸。该成果以“Bio-inspired poly-DL-serine materials resist the foreign-body response”(仿生启发的聚DL-丝氨酸材料抵制异物反应)为题发表在国际权威学术期刊《自然—通讯》(Nat. Commun. 2021, 12, 5327)上。
    2021-09-13953
  • 近年来,明升备用网址材料学院林嘉平科研团队致力于基于胶束的超分子反应领域研究。近期,团队所发现的“平躺”活性超分子反应机制与淀粉样原纤维的形成和沉积过程类似,可为阿尔茨海默症、帕金森症等相关疾病的病因和机理研究、治疗等提供有用信息。相关研究成果以“Anchorage-Dependent Living Supramolecular Self-Assembly of Polymeric Micelles”为题发表在J. Am. Chem. Soc.(DOI: 10.1021/jacs.1c06020)上。高分子聚合反应是将低分子量单体转化成高分子量聚合物的过程。随着高分子科学发展,各类聚合机制应运而生,其中活性聚合反应由于具有高精度、窄分布的特点极大推动了高分子的精准设计与制备,并逐渐成为高分子合成化学的重要核心之一。在更高一个层次上,基于高分子有序聚集体如胶束的自组装,也被认为是一类超分子反应,其反应基元为胶束。林嘉平科研团队将高分子聚合概念拓展到基于胶束的超分子反应领域,发现了胶束基元的聚合、环化、环链竞争、活性聚合等多种超分子反应(Chem. Rev. 2020, 120, 4111)。例如
    2021-09-08853
  • 近日,国际权威学术期刊Nature Communications杂志以“Peroxisome inspired hybrid enzyme nanogels for chemodynamic and photodynamic therapy”为题,在线报道了明升备用网址材料科学与工程学院李永生教授、牛德超副教授研究团队和同济大学化学科学与工程学院王启刚教授研究团队,在“模拟过氧化物酶体的纳米杂化凝胶用于肿瘤化学动力/光动力学治疗”上取得的研究进展。 近年来,肿瘤细胞内活性氧物种的控制在肿瘤治疗过程中起着至关重要的作用。过氧化物酶体(Perxisome)是一种含有多种氧化酶/抗氧化酶体系的特殊杂化细胞器结构,主要包括产生过氧化氢(H2O2)的氧化酶和代谢有毒物/H2O2的过氧化氢酶。受过氧化物酶体中H2O2的活化和氧气代谢途径启发,本研究工作通过将乳酸氧化酶(LOx)和过氧化氢酶(CAT)引入到包载有Fe3O4纳米颗粒和吲哚菁绿(ICG)的有机-无机杂化纳米凝胶中,以此来研究活性氧(ROS)诱导的肿瘤治疗。通过LOx和CAT的级联催化作用,微环境中O2被高效利用,并级联活化H2O2显著提高细胞内
    2021-09-071352
  • 近日,明升备用网址生物反应器工程国家重点实验室李志敏教授课题组在酶工程方向取得新进展,有关成果在Chemical Engineering Journal以“Iterative conformational dynamics-guided protein engineering reshapes biocatalyst properties for efficient and cost-effective cytidine 5’-monophosphate production” (http://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131597)为题进行了报道。基于分子-构象动力学模拟的虚拟筛选结合湿法实验是获得目标蛋白质的一种有吸引力的方法。然而,传统的构象动力学可能无法最大程度地筛选影响酶性能的关键残基,导致蛋白质改造成功率低。为了获得尽可能多且可靠性高的关键残基,作者提出了一种迭代构象动力学分析(ICDA)策略。ICDA不仅考虑温度对蛋白整体的影响,而且还结合残基之间相互作用,可提高突变文库质量。作者前期构建了嗜极酶耦联生产胞苷酸体系(Li et al. J. Agr.
    2021-08-291483
  • 共轭梯形聚合物由于其高的载流子迁移率,长的激子扩散长度和低的能隙等诱人的物理性质吸引了大量的关注。由交替的六元环和四元环组成的Ladder Phenylenes (LPs)是一类独特的共轭梯形聚合物。它们芳香六元环和反芳香四元环交替排列的结构特点,使得LPs拥有独特的光学和电学性能,有望应用于光电器件等领域。然而由于LPs的稳定性和溶解性较差,目前通过溶液法合成的LPs链最大长度不超过5个苯环单元。并且,它们的电子性质研究也仅限于通过传统的手段,收集LPs链的平均信号。而在实空间对独立的LPs链的电子性质研究还未见报道,这严重阻碍了这类共轭梯形聚合物的应用研究。
    2021-08-201618