化学通报杂志

化学通报杂志2023年第1期

• 面向疾病应用的微纳米马达

  聂红梅,田茂叶,刘伟,刘亚,龙伟

  微纳米马达是能将环境中的化学反应或外场(光、声、磁场、电场等)提供的能量转化为推进力,从而产生自主运动的微纳米级人造机器。由于具有集群效应、比表面积大、运动可控等多种特征,微纳米马达在环境修复、药物递送、微纳手术、抗感染、重金属清除等诸多领域受到关注。在一定条件下,微纳米马达能主动运动并聚集到病灶,将治疗或诊断药物递送到靶部位,有望在人体复杂环境中进行精细化的工作。因此,微纳米马达在疾病预防、诊断、治疗以及预后中具有巨大的发展空间。在此,本综述首先对微纳米马达进行简要介绍,包括其结构设计、驱动方式。其次,详细介绍微纳米马达在不同类型的疾病中的研究进展。最后,提出目前该技术面临的挑战与未来发展方向。

• 钒化合物的靶点蛋白及其生物效应

  杨雪,张铄,黄东娜,赵琳,王婉盈,王宇传

  作为一种生物相关的金属元素,基于钒的金属化合物在糖尿病、癌症、阿尔茨海默症、神经炎症等疾病的治疗方面表现出独特的潜在应用价值。现阶段研究表明,钒发挥其生物活性主要源于钒酸根作为磷酸根类似物对细胞内磷酸转移反应的影响,及钒在细胞内经氧化还原转化产生的活性氧物质对相关信号通路的调节；而钒化合物与细胞内靶点蛋白的相互作用亦被认为是发挥其治疗作用的关键因素。本文就钒的化学性质、钒化合物与血清蛋白的结合、钒化合物对细胞内效应靶点蛋白及其作用通路的调控、细胞内金属药物靶点蛋白分析鉴定等几方面,对近年来取得的相关研究的新进展进行综述,以系统性阐释钒化合物用于疾病治疗的生物活性机制,并对进一步揭示钒化合物作用机理的探索方向及其药用前景进行展望。

• 荧光碳点的制备方法及其在生物医药领域应用的研究进展

  张道涵,刘 磊

  近年来，随着科学技术的不断发展，人们对于纳米碳材料的探索与开发日益增多。荧光碳点作为一种新型的纳米碳材料逐渐出现在大众视野之中，因其具有十分良好的光学特性、物理与化学性质均较为稳定、生物相容性高，同时拥有高效、无毒或低毒的制备方法而在药物载体、生物成像、探针检测等领域均得到了广泛的应用。本文针对近年来荧光碳点制备方法以及其在生物医药领域的应用进行综述，对荧光碳点的研究前景进行了展望。

• 回收废锂离子电池中贵金属元素的研究进展

  黄 旭,戴 庆伟

  随着电力储能需求的激增,大量投入市场的锂离子电池在废弃时面临回收率低下的问题。废弃锂电池中锂、钴等贵金属作为战略性资源,存在短缺风险,对其提取并回收在减少环境污染的同时具有显著经济意义。湿法冶金工艺因其低能耗污染等优势,在回收锂电池贵金属的应用中投入广泛研究。本文在阐述锂电池结构的基础上,从浸出液、预处理等方面对工艺与机制进行深入分析,并简述以生物浸出液为主的生物湿法冶金作用机制与影响因素。此外,火法冶金技术在锂电池回收方面发展势头迅猛,文章归纳近期新兴工艺与回收机理。最后,总结现阶段工艺回收废锂离子电池中贵金属的局限,对未来技术升级进行展望,旨在促进贵金属回收进程,助力实现“双碳”目标。

• 核苷及其类似物的三磷酸化方法研究进展

  任丽霞,贺万丽,赵佩佩,蔡岩

  三磷酸核苷是一种具有三个磷酸基团的核苷酸，不仅在细胞的能量代谢中起着重要作用，也可用于心脑血管和神经系统等许多疾病的治疗和辅助治疗，随着分子生物学的发展, 三磷酸核苷在许多生物检测技术中也应用广泛。新冠疫情爆发以来，抗病毒核苷类药物成为研究的热点，这类药物大多在体外不具有活性，而是在细胞内代谢为三磷酸形式发挥作用，在对这类化合物的抗病毒机理研究中，研究其抗病毒活性、抗病毒机制等都需要将核苷类药物进行三磷酸化。因此开发一种高效的核苷三磷酸化方法是十分必要的。本文根据三磷酸核苷的合成历史进程，综述了迄今为止三磷酸核苷的化学合成方案。旨在为核苷及其类似物的三磷酸化以及相关药物的研发提供参考。

• 稀土在高分子材料领域的技术开发及应用现状

  刘翔,姜言彬,韩悦,郭颖,郑鲲,周恒

  稀土因其独特的原子结构、优良的光电磁性及易与其他元素组合等物化性质，广泛应用于轻工、冶金、机械和国防等传统和特种领域。本文根据稀土材料的功能划分，对稀土材料在高分子材料中的应用情况进行了系统阐述，并根据现有技术开发及应用现状，提出相应建议。

• 聚乳酸共混改性研究新进展

  季昕,封飞宇,訚俊华,江玉波

  聚乳酸（PLA）基塑料相比于聚羟基脂肪酸酯、聚氨基酸等生物基塑料具有更佳的抗拉强度、延展性、光泽度和透明度[1]，而相比于传统石油基塑料又具有可完全降解且无毒无害的优点。作为传统石油基塑料的首选代替品，纯聚乳酸塑料也面临着玻璃化转变温度较低、断裂伸长率较差等缺陷，难以完全替代传统石油基材料。因此，自诞生以来，聚乳酸基塑料的改性工作一直是国内外学者的研究热点，其方法主要包括共聚、共混和添加改性剂等。本文主要阐述近些年来PLA共混改性方法的新进展，着重分析其方法、特点及应用。最后，对聚乳酸基塑料的发展前景进行了展望。

• 微通道反应器在不对称催化中的应用进展

  唐晓飞,冯世豪,孟庆伟,廉鹏

  不对称催化是合成手性化合物的重要手段，针对该领域已开展了大量的研究工作并获得了瞩目的研究成果。相比于传统的釜式反应器，微通道反应器具有传质/传热效率高、反应时间短、易于自动化和提高安全性等优势。因此，将微通道反应器应用于不对称催化领域已成为当前的研究热点，并且在耦合在线分析、多相催化和光催化等领域已展现出良好的应用前景。本文对近年来微通道反应器在不对称催化领域中的最新研究进展进行总结和综述，并对未来的发展方向进行展望。

• 磁流变液组分对其沉降性影响的研究进展

  宋世崇,罗一平,方启波,王世成

  磁流变液（Magnetorheological fluid, MRF）是一种形态和性能受外加磁场控制的新型智能材料。在汽车、建筑、医疗、航空航天多种领域具有重要的应用价值，但磁流变液沉降性问题一直是影响其广泛应用的难题。因此，首先从载液、磁性颗粒和添加剂三方面出发，简要回顾了近几年在磁流变液沉降性方面的研究，指出了影响磁流变液沉降性的因素主要有：载液的黏度、磁性颗粒的形状和尺寸、磁性颗粒与载液之间的密度差、添加剂的种类与添加量等。并给出了有效提高磁流变液沉降性的可行策略，最后从磁流变液的沉降现象与应用方面对沉降性进行了展望。

• 钢渣与污泥协同资源化研究进展

  韩世旺,王鲁元,张兴宇,王志强,程星星,孙荣峰,耿文广,员冬玲,赵改菊

  钢渣和污泥作为传统大宗固体废弃物，始终面临处理成本高、回收利用率低等问题，但其内部含有大量可利用物质，具有较高的资源化利用价值，现已成为国内外的研究热点。为了提高钢渣与污泥绿色、高效、协同资源化利用，综述了近年来国内外钢渣在建筑、道路、水处理、农业等领域资源化利用的研究进展，立足固废无害化、减量化，从钢渣和污泥的资源化进行分析与总结，指出不同研究方法的特点和优劣，为固废资源化利用提供参考。并基于我国发展现状对钢渣与污泥资源化利用的未来发展方向进行了展望，以期为固废处理行业的良性发展提供一定的理论支撑。

• “卡房”结构LDHs负载Pt纳米催化剂用于乙醇电催化氧化

  覃晋晟,向乾坤,王林江,许艳旗

  乙醇电催化氧化是直接乙醇燃料电池（DEFCs）的核心反应，而DEFCs的阳极电催化剂是提升乙醇转化效率的关键。Pt作为最稳定、最有效的催化剂之一，仍面临着成本高、容易被乙醇氧化产生的中间产物毒化等问题。选择合适的载体实现Pt的高度、均匀、稳定分散，不仅可以提高其抗中毒能力和催化活性，而且还可以减少Pt用量降低成本。本文采用两步电化学沉积法合成了层状双金属氢氧化物（LDHs）纳米阵列负载Pt纳米催化剂（Pt/LDHs/NF），具有“卡房”结构的LDHs纳米增强了Pt纳米粒子的分散，有助于实现高效的乙醇电催化氧化性能。制备的Pt/NiFe-LDH/NF在碱性环境下对乙醇表现出最优的电催化氧化活性，峰值电流密度达到171.99 mA·cm-2。这为今后设计和制备高度、均匀、稳定分散的Pt基催化剂用于乙醇电催化氧化提供借鉴。

• 溶胶-凝胶法制备(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3无铅压电陶瓷研究

  王仲明,颜继欢,喻珍妮,任彦荣

  锆钛酸钡钙基无铅压电陶由于具有较好的压铁电性能且环境友好而备受研究者关注,但其存在烧结温度高(>1450 ℃)、居里温度低等缺点。为降低锆钛酸钡钙基压电陶瓷的预烧及烧结温度,并优化其电学性能,本研究采用溶胶-凝胶法成功合成了(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3无铅压电陶瓷的前驱粉体,并在预烧温度为1000 ℃,烧结温度为1420 ℃时成功制备了(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3陶瓷,相较传统固相法而言,陶瓷的预烧温度降低了250 ℃,烧结温度降低了30 ℃,成功改善了陶瓷的烧结行为,得到了铁电性能、介电性能和压电性能优良,且致密性良好的低温烧结陶瓷。

• 一种罗丹明6G类“Off-On”型Fe3+离子比色荧光探针

  亢玉龙,白童鹿,韩波,张玉琦,王记江

  设计合成了一种基于罗丹明6G的新型比色荧光探针(RG)，并通过核磁共振氢谱、碳谱和质谱进行了表征。该探针在pH = 6的Tris-HCl缓冲溶液中，可与Fe3+离子作用，溶液由无色变为粉红色，在530 nm处产生强吸收，同时在557 nm处发射强荧光。通过金属离子选择性实验，发现探针RG对Fe3+离子有高选择性；此外，探针溶液530 nm的吸光度和557 nm的荧光强度与Fe3+离子浓度呈良好的线性关系，检出限分别为1.26 μM和3.87 μM。Job"s曲线表明探针分子与Fe3+离子的反应摩尔比为1:1。此外，以乙二胺四乙酸为络合剂实现了探针分子的重复使用性。该探针可用于实际水样中Fe3+离子的精准检测。

• 微波辅助高效合成N-(2,6-二硝基苯基)苯磺酰胺及其抑制种子萌芽活性的研究

  黄志友,李文胜,徐佳,李晓红,杨贤均,王业社

  微波辐射促进芳基亲核取代反应(SNAr)获得20个N-(2,6-二硝基苯基)苯磺酰胺，该方法操作简单、高效高收率(12 min，87-94%)、底物适用范围广。种子萌芽实验结果表明，化合物3a在50 μM、25 μM处理时完全抑制大豆萌芽，在15 μM时抑制活性优于先导化合物(PM1， P< 0.01)。该结果有利于快速发现新型脱落酸功能类似物

• 一株耐盐菌的鉴定及其高盐条件下喹啉降解性能研究

  王莹,徐梦迪,陈虎,吕永康

  从山西某焦化废水厂的活性污泥中筛选分离出一株耐盐菌株LV4，对其进行鉴定和高盐条件下的喹啉降解性能的研究。通过菌体形态和16S rDNA序列同源性分析鉴定菌株LV4归属于红球菌属（Rhodococcus sp.）。耐盐菌株LV4可在盐度为4%的高盐条件下以喹啉为唯一碳氮源进行生长，并可完全降解初始浓度不高于200 mg/L的喹啉，对应的TOC降解率不低于83.26%，表明菌株LV4在高盐环境中对喹啉具有良好的矿化降解效果。单因素实验结果表明耐盐菌株LV4的最适高盐条件下的喹啉降解温度为30°C、pH为7–8、转速为120 rpm。在高盐环境中耐盐菌株LV4能同时降解喹啉和吡啶，并且吡啶的共存加速了LV4对喹啉的降解，这为高盐废水生物强化处理提供了良好的菌种资源。

• 基于虚拟筛选策略发现新型潜在JAK3小分子抑制剂

  宋志强,王 瑞,秦佳蕊,赵凯惠,钟启迪,朱皓

  利用已知活性的分子采用基于配体的策略构建药效团模型,通过基于类药规则、药效团模型、多种精度的分子对接算法、MM/GBSA 结合能预测以及 ADMET 筛选手段对含约 250 万个分子的数据库进行虚拟筛选。发现5种JAK3抑制剂的新型骨架,其中6个以 1-苯基咪唑烷-2-酮为骨架的分子在与 JAK3 激酶的结合能以及分子的 ADMET 性质评价方面均表现优异,具备高 JAK3 抑制剂潜力,被认为是虚拟筛选的命中分子。