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化学进展 DOI: 10.7536/PC231113   后一篇

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聚合物-微生物杂合体的构建及催化应用

邹雨泰1,2, 王文硕2,*, 刘健1,2,*   

  1. 1.青岛科技大学材料科学与工程学院 青岛 266042;
    2.中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东能源研究院,青岛新能源山东省实验室 青岛 266101
  • 收稿日期:2023-11-21 修回日期:2024-01-03
  • 作者简介:王文硕 中国科学院青岛生物能源与过程研究所副研究员。2018年博士毕业于中国科学院理化技术研究所。2018年6月到2021年9月，在香港理工大学从事博士后研究。2021年11月就职于现单位。主要研究方向为仿生界面材料的构筑及其在生化分析与能源转化领域的应用。已发表学术论文20余篇，主持山东省优秀青年科学基金和国家自然科学基金青年项目。刘健 中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员。2011年博士毕业于中国科学院化学研究所。2012年1月到2017年4月，先后在德国马普学会胶体界面研究所、美国西北大学从事博士后研究。2017年6月到2022年6月，任青岛科技大学教授。2022年7月起，就职于现单位。2017年5月入选国家海外高层次人才引进计划“青年项目”，2023年7月入选山东省“泰山学者”特聘专家。研究方向为仿生及人工生物催化，发表学术论文70余篇。主持山东省自然科学杰出青年基金、山东省自然科学重大基础研究项目、国家自然科学青年科学基金、面上项目和研究所启动项目等。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目（No. 22175104; No. 22205253）, 山东省自然科学基金项目（No. ZR2019ZD47）, 山东省优秀青年科学基金项目（No. 2023HWYQ-105）和泰山学者计划资助.
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Construction of Polymer-Microorganism Hybrids for Catalysis

Yutai Zou1,2, Wenshuo Wang2,*, Jian Liu1,2,*   

  1. 1. College of Materials Science and Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China;
    2. Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess, Chinese Academy of Sciences, Shandong Energy Institute, Qingdao New Energy Shandong Laboratory, Qingdao 266101, China
  • Received:2023-11-21 Revised:2024-01-03
  • Contact: *e-mail: wangws@qibebt.ac.cn; liujian@qibebt.ac.cn
  • Supported by:
    National Natural Science Foundation of China (No. 22175104; No. 22205253), the Natural Science Foundation of Shandong Province (No. ZR2019ZD47), Shandong Excellent Young Scientists Fund Program (No. 2023HWYQ-105), and the Taishan Scholars Program.
设计开发材料-微生物杂合体系,利用太阳能等可再生能源进行绿色生物合成,有望为人类社会提供解决全球能源短缺和环境危机的可行方案。将人工材料优异的物理化学特性与微生物的生物合成功能进行耦合,构建杂合体系的研究在近年来受到了广泛关注。聚合物材料因为其功能多样、可设计性强、生物兼容性好等特点而被广泛应用于构建材料-微生物杂合体,在生物能源领域展现出广阔的应用前景。本文从聚合物材料的功能特点出发,系统总结了不同类型的聚合物-微生物杂合体,并论述了聚合物材料通过增强光能利用、加速电子传递、稳定生物活性等机制对杂合体催化性能的强化。最后,本文对聚合物-微生物杂合体系面临的挑战和未来发展前景进行了展望。
关键词： 聚合物, 生物杂合, 生物催化, 细胞表面工程, 半人工光合作用
The design and development of material-microorganism hybrid systems which can solar energy for green biosynthesis is expected to provide human society with a viable solution for addressing the global energy shortage and environmental crisis. In recent years, the construction of hybrid systems by coupling excellent physical and chemical features of artificial materials with the biosynthetic function of microorganisms has received extensive attention. Polymeric materials, due to versatile functions, excellent designability and good biocompatibility, have been widely used to construct material-microorganism hybrid systems, and have shown broad application prospects in the field of bioenergy. Based on the functional features of polymeric materials, this paper systematically summarizes different types of polymer-microorganism biohybrid systems, and discusses the augmentation of their catalytic performance by enhancing light utilization, accelerating electron transfer, and stabilizing biological activity. Finally, the challenges and future development of polymer-microorganism hybrid systems are discussed.
Key words: polymer, biohybrid, biocatalysis, cell surface engineering, semi-artificial photosynthesis

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[1] 金诗萍, 孙莹, 张雪勤. 聚合物水凝胶材料的透氧性能[J]. 化学进展, 2023, 35(9): 1304-1312.
[2] 马冰怡, 黄盛, 王拴紧, 肖敏, 韩东梅, 孟跃中. 多维度非锂无机杂化组分应用于锂电池复合聚合物电解质[J]. 化学进展, 2023, 35(9): 1327-1340.
[3] 张文博, 王佳宁, 卫林峰, 金花, 鲍艳, 马建中. 功能型聚合物基电磁屏蔽材料的制备及应用[J]. 化学进展, 2023, 35(7): 1065-1076.
[4] 周文英, 王芳, 杨亚亭, 王蕴, 赵莹莹, 张亮青. 本征导热聚合物研究:机理、结构与性能及应用[J]. 化学进展, 2023, 35(7): 1106-1122.
[5] 曹如月, 肖晶晶, 王伊轩, 李翔宇, 冯岸超, 张立群. 杂Diels-Alder 环加成反应级联RAFT聚合[J]. 化学进展, 2023, 35(5): 721-734.
[6] 张婉萍, 刘宁宁, 张倩洁, 蒋汶, 王梓鑫, 张冬梅. 刺激响应性聚合物微针系统经皮药物递释[J]. 化学进展, 2023, 35(5): 735-756.
[7] 董宝坤, 张婷, 何翻. 柔性热电材料的研究进展及应用[J]. 化学进展, 2023, 35(3): 433-444.
[8] 刘峻, 叶代勇. 抗病毒涂层[J]. 化学进展, 2023, 35(3): 496-508.
[9] 邬学贤, 张岩, 叶淳懿, 张志彬, 骆静利, 符显珠. 面向电子应用的聚合物化学镀前表面处理技术[J]. 化学进展, 2023, 35(2): 233-246.
[10] 孙寒雪, 王娟娟, 朱照琪, 李安. 燃料电池氧还原反应中的多孔有机聚合物衍生碳基电催化剂[J]. 化学进展, 2023, 35(11): 1638-1654.
[11] 李婷婷, 李海宾, 刘炳辉, 赵成吉, 李昊龙. 主链全碳型芳基聚合物质子交换膜[J]. 化学进展, 2023, 35(11): 1559-1578.
[12] 王琦桐, 丁嘉乐, 赵丹莹, 张云鹤, 姜振华. 储能薄膜电容器介电高分子材料[J]. 化学进展, 2023, 35(1): 168-176.
[13] 范克龙, 高利增, 魏辉, 江冰, 王大吉, 张若飞, 贺久洋, 孟祥芹, 王卓然, 樊慧真, 温涛, 段德民, 陈雷, 姜伟, 芦宇, 蒋冰, 魏咏华, 李唯, 袁野, 董海姣, 张鹭, 洪超仪, 张紫霞, 程苗苗, 耿欣, 侯桐阳, 侯亚欣, 李建茹, 汤国恒, 赵越, 赵菡卿, 张帅, 谢佳颖, 周子君, 任劲松, 黄兴禄, 高兴发, 梁敏敏, 张宇, 许海燕, 曲晓刚, 阎锡蕴. 纳米酶[J]. 化学进展, 2023, 35(1): 1-87.
[14] 黄帅, 陶钰, 黄银亮. 基于液晶聚合物的光致形变复合材料[J]. 化学进展, 2022, 34(9): 2012-2023.
[15] 蒋峰景, 宋涵晨. 石墨基液流电池复合双极板[J]. 化学进展, 2022, 34(6): 1290-1297.