化学通报杂志

化学通报杂志2025年第4期

• 纳米级药物载体的制备及其抗癌、抗菌应用新进展

  赵晨彤,陈静怡,张伟娜,翟宏菊,原景玲,刘姝彤

  近年来在医药领域,纳米级药物载体正受到越来越多的关注,其独特的物理化学性质,如高表面积、可调控的尺寸和形状、多功能性等,使其在药物递送方面展现出显著优势。介绍了常见四种纳米级药物载体,包括脂质体、聚合物纳米颗粒、金属及其氧族化合物纳米颗粒和碳纳米材料等的制备方法,总结了纳米药物载体在癌症治疗、抗菌感染等领域的最新研究成果,展望了纳米药物载体的未来应用领域和发展趋势。

• 稀土掺杂上转换纳米材料传感器在抗生素检测中的研究进展

  赵伟馨,彭孔浩,武玥,郭文,高鹤然,彭微,李淑荣,孟佩俊

  抗生素作为临床常用药物，在养殖业和畜牧业领域具有广泛应用。近些年，由于抗生素滥用，一方面导致了大量微生物和寄生虫出现了耐药性，另一方面加速了抗生素耐药细菌的传播，严重危害着人类健康。因此，抗生素残留的监测和检测对满足人们对健康高品质生活的追求至关重要。由于稀土掺杂上转换纳米材料（REEs-UCNPs）具有优异的光化学性能，利用其构建的抗生素检测生物传感器具有灵敏度高、准确性高和特异性强等优点。本文综述了近年来国内外利用免疫测定、荧光共振能量转移、磁分离和内滤效应构建REEs-UCNPs传感器在抗生素检测领域的应用，为构建新型抗生素检测传感器和拓展REEs-UCNPs在分析检测领域应用提供参考和新的研究思路。

• 元素掺杂石墨相氮化碳的光催化产氢研究进展

  闫竹云,王奕琛

  近年来,石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种具有独特能带结构、低成本、环境友好特性的材料,在光催化领域尤其是光催化水分解产氢方面展现出了巨大的潜力。然而,其固有的局限性,包括可见光吸收效率低、光生电子-空穴对复合速率快以及比表面积有限等问题,严重制约了g-C3N4的光催化活性。对石墨相氮化碳进行元素掺杂能够有效缩小带隙,提高对光的吸收能力,抑制光生电子-空穴对复合,显著改善光生载流子的利用效率,因此成为了光催化领域的研究热点。本文综述了近几年对石墨相氮化碳元素掺杂改性的多种策略,及其在光催化水分解产氢领域的研究进展,以期助力石墨相氮化碳在光催化领域的快速发展。

• 非贵金属催化剂在质子交换膜燃料电池氧还原中的研究进展

  张晓彤,孙荣峰,张兴宇,耿文广,黄继凯,孙梓祥

  在质子交换膜燃料电池中，贵金属铂凭借其出色的催化活性在氧还原反应体系中占据关键地位，但其成本高昂，严重阻碍了燃料电池的大规模量产。非贵金属催化剂具备成本低廉、资源丰富以及稳定性较高等优势，成为极具潜力的替代材料。本文基于近年来碳基、金属氧化物以及钙钛矿型结构催化剂的研究进展，分析了催化剂的组成、合成方法和结构设计等对催化性能的影响，包括各催化剂在氧还原反应中的作用机制、优势以及不足等，并指出非贵金属催化剂未来的发展方向，为后续非贵金属催化剂的开发和应用提供参考依据。

• 酶催化交联水凝胶在组织工程的研究进展

  虞梦秋,舒杭琪,汪宜宇,聂作明,赵凯

  通过酶催化温和交联反应制备的水凝胶具有原位形成、催化效率高、反应条件温和、细胞毒性低、生物相容性好、易降解等优点。本文阐述了酶交联水凝胶的作用机理,涵盖了转谷氨酰胺酶(TGase)、酪氨酸酶(TYR)和辣根过氧化物酶(HRP)三种酶；并综述了近年来酶交联水凝胶在组织工程的发展现状,包括皮肤组织、骨软骨组织、神经组织、细胞包封与递送和药物释放。最后对酶交联水凝胶所面临的不稳定性、机械性能有限等挑战及未来的发展趋势进行了总结和展望,为酶交联水凝胶在组织工程的研究提供了理论依据和参考价值。

• 天然深共熔溶剂在生物质预处理中的应用

  韩清清,陈思源,吴平,毕浩,虞育杰,黄睿

  深共熔溶剂（DES）作为传统溶剂和离子液体（IL）的替代品，已广泛应用于化学加工过程。其中，由天然初级代谢物形成的DES被进一步定义为天然深共熔溶剂（NADES），天然深共熔溶剂具有良好的生物相容性和环境友好性。本文重点探讨了天然深共熔溶剂的核心物理化学特性，包括极性、黏度、密度和生物相容性，并详细分析了其在木质素和半纤维素去除、纤维素溶解及微藻预处理中的研究进展。NADES可以通过组分结构、混合比例的变化实现溶剂特性的定向调控，结合模拟计算和全生命周期评估法极大地提升了其在预处理过程中的效率、环境和经济效益。然而，天然深共熔溶剂在生物质预处理过程中仍面临如下的挑战：包括天然深共熔溶剂的组分来源有限、回收技术能耗大且操作复杂以及部分天然深共熔溶剂在预处理生物质过程中的溶解性能不佳。未来的研究需进一步解决上述问题，以推动其在生物质预处理中的高效应用。

• 锂离子电池用聚苯并咪唑隔膜的研究进展

  何雯,王蔼廉,李季,李晶,武佳宁,张龙贵

  随着锂离子电池能量密度的不断提升及应用规模的大幅度扩张，与其相关的安全性问题层出不穷，发展更安全的锂离子电池成为目前的研究热点。其中，隔膜作为锂离子电池的重要组成部件对于电池的性能表现起到了重要作用。目前，锂离子电池隔膜主要是由聚烯烃材料制造的，这些隔膜具有不错机械性能及电化学稳定性，但其热稳定性差与电解液润湿性不佳等问题导致其无法满足高性能和更安全的电池系统的要求。相比之下，用聚苯并咪唑（PBI)制备的隔膜具有优异的电解质润湿性和出色的热稳定性，因此作为高性能和高安全性电池的隔膜具有很大的潜力。本文对聚烯烃隔膜的研究背景及锂电池中PBI隔膜的研究进展进行了总结，以促进PBI基材料的持续应用和探索，从而推动高安全性锂电池技术的发展。

• 氧化铟基催化剂用于高选择性二氧化碳催化加氢制甲醇

  张忠昊,颜珂岚,周以萌,丁杰,刘洪菲,王培丞,王曦彬,陈亿鑫,钟秦

  甲醇作为一种绿色能源,有着极其广阔的应用前景,研究二氧化碳催化加氢制甲醇具有重要意义。而目前二氧化碳热催化加氢制甲醇仍需要250~350℃、3~6MPa的条件,能耗高、经济竞争力弱。本文旨在使用高效的甲醇催化剂解决二氧化碳热催化加氢制甲醇低产率的问题。氧化铟由于其对二氧化碳具有良好的吸附性能以及好的甲醇选择性,是一种良好的二氧化碳催化加氢制甲醇的催化剂,然而氧化铟的单程转化率低使甲醇产率低,引入金属位点是目前解决该问题的措施之一。因此,本文运用水热法并以碳纳米纤维为模板剂先负载贵金属Pd纳米颗粒,再进一步负载氧化铟用于二氧化碳催化加氢制甲醇并在固定床上对其进行活性测试。通过改变催化剂中氧化铟的含量,探究氧化铟含量对催化反应的影响,最终发现0.01Pd/CFS-In2O3(1:1)表现出良好的甲醇产率,在310℃时,甲醇的最佳时空产率达到0.6542g/(gcat.h)。

• 查尔酮衍生物的设计、合成及其抗多药耐药宫颈癌和抗血管生成活性的评价

  王宇,穆特娃尔·木合布力,木合布力·阿布力孜,杨争,鲁阔,晏通,邓欣怡,佐合拉古丽·木塔力甫

  宫颈癌是一种最常见的妇科恶性肿瘤。靶向微管蛋白秋水仙碱结合位点的查尔酮类衍生物对宫颈癌细胞具有潜在的细胞毒性。本研究设计并合成了13个查尔酮衍生物作为秋水仙碱结合位点抑制剂(CBSIs)。评价5b对人宫颈癌细胞(SiHa、HeLa、HeLa/DDP和HeLa/DOX)和人正常宫颈上皮细胞(H8)的增殖抑制活性。发现5b具有显著的抗宫颈癌活性,IC50值为0.32 μM~2.78 μM,且对H8 细胞具有极低的毒性(IC50>100 μM)。进一步研究表明,5b在G2/M期阻滞HeLa细胞周期,诱导HeLa细胞凋亡,抑制HeLa细胞迁移和侵袭。免疫荧光实验、EBI竞争实验、体外微管蛋白聚合和分子对接实验表明,5b结合于秋水仙碱结合位点,抑制微管蛋白的聚合。在抗血管生成方面,5b不仅对HUVECs没有毒性,而且可以在体外有效的抑制HUVECs管的形成、迁移和侵袭。上述结果表面,5b是一种有效的CBSIs,具有显著的抗血管生成和抗宫颈癌特性。

• 含1,3,4-噁二唑的petibirin A类似物利尿排石活性研究

  张龙,张敏杰,陈娅芳,张艳,於祥

  对前期合成的54个含1,3,4-噁二唑的petibirin A类似物进行利尿排石活性研究。采用犬肾小管上皮细胞MDCK进行体外利尿排石活性评价。结果显示化合物D4具有显著的利尿排石活性，且对MDCK细胞无显著毒性。可作为利尿排石候选药物。分子对接结果表明，化合物D4可以和利尿调节关键蛋白赖氨酸蛋白缺乏激酶1（WNK1）显著结合。

• 抗静电剂1800及其衍生物的高效制备与性能评价

  张红星,白淳元,朱裕国,王刚伟

  十八烷基二乙醇胺,又名抗静电剂1800,是一种硬脂酸类非离子型抗静电剂。凭借其卓越的热稳定性、兼容性、无毒性等特点,在抗静电领域有着广泛的应用。然而,当前抗静电剂1800的制备方法往往需要昂贵的初始材料、苛刻的反应条件或者复杂的合成过程。因此,寻找新的高效、经济的制备方法尤为重要。本研究采用价格低廉且来源广泛的烷基醇作为起始原料,通过发展新的反应体系,实现了一锅法合成抗静电剂1800及其多种衍生物,为这类化合物的合成提供了高效策略。同时,通过对所得产品的体积电阻率的表征,我们验证了它们在抗静电领域中的应用潜力。

• 化学界的卓越典范:庄长恭

  刘玉荣,黎杏蓉,陈昕昕

  庄长恭(1894-1962),中国有机化学研究的先驱者和有机微量分析的奠基人。他对有机合成,特别是甾体化合物的合成与天然有机化合物的结构研究作出了卓越贡献,在国际有机化学界享有盛誉。另外,他在研究工作中强调创新精神,提倡“有所不为,始有所为”的治学思想,时任中国科学院院长郭沫若称他是中国化学界的“一面旗帜”。本文回顾了庄长恭先生的成长经历及科研生涯,介绍了他在化学领域的主要成就和对我国化学事业的贡献,总结了他在求学、科研、教育和家国情怀等方面给我们的启示。

• 钍元素概念的曲折发展及其对科学思想的影响

  卢冰,李猛

  钍元素的发现及其概念的发展，不仅促进了放射化学的发展也引起了同位素化学的兴起。1828年，贝采利乌斯分析瑞典黑色矿石时意识到新元素的存在，提出钍元素假说；1914年，德克?莱利利用电解熔融钍盐的方法制备出高纯度钍金属，证实了钍元素的真实存在。1898年，玛丽?居里独立发现钍射线并提出放射性概念，奠定了放射化学的基础。1913年，索迪通过深入研究新钍氯化物的样品组分，提出同位素概念，同位素假说形成。总之，钍元素的发现及其概念的发展历程，既是化学元素发现史的重要内容，也是科学思想进步和科学方法发展的历史。