DNA是生物体主要的遗传物质，DNA损伤在生物体内经常发生。一些内源性和外源性物质可对细胞核内DNA造成氧化和修饰等结构性损伤。未经修复的损伤DNA可导致基因突变甚至癌症的发生。DNA电化学传感器具有快速、灵敏、低成本和易于小型化等优势，非常适用于化学品和环境化合物致DNA损伤毒性的快速筛查。本文首先简要介绍目前流行的DNA电化学传感器的类型和工作原理，然后以我们实验室的工作为基础，重点论述针对DNA损伤检测的电化学和光电化学传感器，包括用于化合物基因毒性快速鉴定的通用型传感器和特定DNA损伤产物（8-羟基脱氧鸟苷，甲基化DNA碱基）定量检测的专用型传感器。最后对DNA损伤电化学传感器目前存在的问题和未来可能的发展方向进行展望。

亲水作用色谱作为一种高效液相色谱技术，在强极性和离子型化合物如氨基酸、碳水化合物和多肽等的分离分析中发挥着重要作用。作为色谱技术的核心，亲水作用色谱材料的发展直接影响着色谱分离的选择性和分离效率，制约着亲水作用色谱的应用和推广。目前商品化和学术报道的亲水作用色谱材料种类繁多，键合相结构丰富。本文从色谱材料结构出发，综述了近5年内基于硅胶基质的亲水作用色谱固定相，包括纯硅胶、氨基、氰基、二醇基、酰胺型、聚（琥珀酰亚胺）型、糖型和两性离子型键合相的发展及其在极性药物、蛋白质组学、代谢组学等方面的典型应用。同时简要介绍了近年来亲水作用色谱的色谱评价研究。

半导体光催化技术通过太阳光驱动一系列重要的化学反应，将低密度的太阳能转化为高密度的化学能或直接降解和矿化有机污染物，在解决能源短缺和环境污染等问题方面具有重要的应用前景。最近，聚合物半导体石墨相氮化碳（g-C₃N₄），由于优异的化学稳定性和独特的电子能带结构，被作为一种廉价、稳定、不含金属组分的可见光光催化剂广泛应用于太阳能的光催化转化，如光解水产氢产氧、有机选择性光合成和有机污染物的降解等，引起人们的关注。本文将围绕g-C₃N₄光催化剂的改性研究，综述国内外近年来在g-C₃N₄光催化领域所取得一些重要进展，比如理论研究g-C₃N₄的组成结构及化学性质、金属/非金属掺杂调控g-C₃N₄的半导体能带结构、软/硬模板法优化g-C₃N₄的纳米结构、表面化学修饰改进g-C₃N₄的表面反应动力学过程及半导体复合提高光生载流子的分离效率等。最后，本文还对g-C₃N₄光催化的未来发展趋势进行展望。

铋系光催化剂具有良好的光催化性能，由于其Bi6s和O2p的轨道杂化，提高了价带的位置，从而减小了禁带宽度，使得铋系光催化剂在可见光范围内具有明显的吸收，已成为近年来光催化领域研究的热点。铋系光催化剂在可见光区的光催化活性虽然比传统的TiO₂有明显的提高，但其量子效率不高，光生电子-空穴容易结合，对可见光的吸收有限等问题，使其离实际应用仍存在较大的距离。因此，必须采取合适的措施来提高铋系催化剂的光生载流子速率，抑制光生电子-空穴复合，增强对可见光的吸收。本文主要综述了近年来在铋系半导体光催化剂光催化性能调控方面的最新研究进展，重点就铋系半导体光催化剂的形貌控制、特殊晶面暴露、贵金属沉积、离子掺杂、非金属掺杂、半导体复合等方面进行分析和总结，并对铋系半导体光催化剂的发展方向进行展望。

锂离子动力电池，作为动力源，要求其具有较高的比容量、倍率性能、热稳定性及优异的循环性能。静电纺丝技术是一种新型纳米纤维制备技术，因其制备的纳米纤维膜具有比表面积大和孔隙率高等特点，近年来在锂离子电池领域得到了广泛应用，有望成为大幅改善锂离子动力电池性能的关键技术。基于锂离子动力电池的特性，当前静电纺丝技术主要用于制备高孔隙率的纳米纤维膜、高分子共混膜及无机-高分子复合膜等隔膜材料以提高隔膜的机械性能和热稳定性；此外，静电纺丝技术还被用于改善磷酸铁锂等聚阴离子型正极材料及石墨负极材料的电化学性能。本文还针对上述研究中存在的问题，提出了未来静电纺丝技术在锂离子动力电池中应用的可改进的研究方案。

自然界中，糖类不仅作为生命体系的能量物质和结构物质，而且还作为信息分子在生命过程的细胞识别和调控中扮演着重要的角色，因此对糖识别的研究将极大地有助于糖类参与生理和病理过程的研究。生命体系中糖识别过程一方面基于受体的极性基团与糖羟基的氢键作用，另一方面依靠受体结构中的含芳环非极性基团与糖CH基相互作用，所以在极性溶液水中通过非共价键相互作用实现糖识别过程是当今化学界一个十分吸引人且又极具挑战性的研究课题。人工合成糖识别受体为研究自然界中糖识别过程的基本机制提供了一种有参考价值的模型系统，同时为仿生应用提供了有力的技术支持。本文从超分子化学、多分枝型、合成凝集素类和聚合物界面4种体系论述了近年来非硼酸类人工糖识别受体在水相中识别糖的研究进展及其潜在应用，并且对合成凝集素和界面糖识别体系做了特殊点评，最后对仿生人工合成受体在水相中对糖识别的未来的发展方向做了展望。

荧光碳点是继富勒烯、碳纳米管及石墨烯之后最热门的碳纳米材料之一。这种纳米材料克服了传统量子点的某些缺点，不仅具有优良的光学性能与小尺寸特性，而且具有良好的生物相容性，易于实现表面功能化，在生化传感、成像分析、环境检测、光催化技术及药物载体等领域具有很好的应用潜力。本文就近年来人们对荧光碳点的研究进行了综述，简述了碳点的特性，重点介绍了荧光碳点应用的最新进展，对碳点发展过程中尚待解决的问题进行总结并对未来发展方向进行了展望。

介晶（mesocrystal）是一类由纳米晶以结晶学有序的方式自组装而成的纳米粒子超结构，通常可以显示类单晶的电子衍射行为。介晶形成过程对经典结晶的挑战及其颗粒聚集体的独特结构特色具有的潜在应用促使人们对其广泛的研究。本文主要综述了介晶的制备方法、性能和应用研究的最新进展，其中合成方法主要包括共沉淀法、水热法、溶剂热法、拓扑转变法、电化学法和溶解再结晶方法，性能和应用方面主要介绍了介晶的催化性能、电化学性能、光电性能和生物医学应用。本文着重讨论了介晶的形成过程和介晶的结构-性能关系，指出了目前介晶的制备、性能和应用研究中存在的科学问题，并展望了其发展方向。

磷酸锆类物质热稳定性、化学稳定性较高，耐酸碱性较强，广泛应用于离子交换、插层、催化及吸附等领域。本文综述了磷酸锆及其衍生物的回流法、溶胶-凝胶法、沉淀法、水热、溶剂热和薄膜化等制备方法，介绍了其在环境、安全、电学、光学、生物医药领域中的应用，最后展望了在储氢材料、生物纳米复合材料的研究前景。

许多重要的生物过程的调节都通过蛋白-蛋白相互作用来实现的。一般，蛋白-蛋白作用的界面太大而不能被小分子药物选择性靶向，因此小分子药物很难高效特异性地阻断该类型的相互作用。此外，由于蛋白质药物很难透过细胞膜，它们也不能直接靶向细胞内的相互作用。由于当前药物分子的限制，发展下一代既能进入细胞膜又能特异性靶向蛋白-蛋白相互作用的分子成为新的研究热点。为了克服上述药物分子的缺点，Verdine等发展了一种全碳支架的具有α-螺旋结构的新型多肽，这种多肽被称作订书肽（stapled peptides）。相比于天然多肽，订书肽有更高的酶解稳定性并且可以进入细胞膜，从而提高了它的药理性能。本文将从订书肽的化学合成、生物物理性能的表征和其在癌症和HIV治疗、信号通路的调节和肿瘤激活蛋白的抑制方面的生物应用详细介绍订书肽的最新进展。

端基功能化聚烯烃（Cef-PO）在聚烯烃改性和构筑复杂结构聚合物方面有着重要应用。可通过控制烯烃配位聚合过程中的自发链转移反应，得到端基不饱和聚烯烃；或通过引入硼烷、磷烷、苯乙烯及其衍生物/氢气等链转移剂得到不同反应性基团封端的聚烯烃；再经进一步基团转化反应，得到多种不同性能的Cef-PO。另外，活性配位聚合过程中，通过对活性增长聚烯烃链选择性封端处理，或使用功能化的催化剂，也可以用来制备Cef-PO。通过配位链转移聚合，即聚烯烃链在催化剂金属中心和烷基金属链转移剂之间快速可逆链转移的聚合过程，可以直接得到具有高度反应活性的碳-金属键封端的聚烯烃，经化学转化得到Cef-PO。此外，叶立德活性聚合、共轭二烯烃的阴离子活性聚合和环烯烃的开环易位聚合也可以用来制备Cef-PO。向其他聚合方式（活性自由基聚合、活性阴离子聚合等）的转换及与点击化学的结合是Cef-PO应用的明显特点。Cef-PO的应用包括作为聚合物的改性剂以及用于合成具有复杂结构的聚合物。

有机小分子化合物在分子间氢键、π-π堆积、亲疏水作用、范德华力等非共价键弱相互作用力驱动下，自组装形成三维网络结构的物理凝胶称为超分子凝胶。含有脲基的凝胶因子由于其强氢键缔合能力以及与阴离子、金属离子、卤素化合物等作用的可调变多样性，成为组装超分子凝胶中特别有效的氢键组装单元。本文分别从单脲基、双脲基和多脲基的凝胶因子分类综述了基于脲基氢键组装的功能超分子凝胶的研究工作，特别是近几年来的重要进展。对一些成功例子，从分子设计及成胶操作条件控制等方面的精细调谐如何解决聚集-溶解这对主要矛盾，从而实现溶胶-凝胶的转化及其可能的应用前景进行了评述。本文展望了该领域的发展方向与趋势，指出超分子凝胶研究经过多年的快速发展，深化对其蕴含机制以及动力学过程的认识与调控以实现具有多种刺激响应、多重信号输出的多组分复合功能凝胶体系的加工制备是发展趋势与必然要求，展现出广泛的应用前景也极富挑战性。

嵌段共聚物是由两种或两种以上不同性质的聚合物链段通过共价键连接形成的特殊聚合物。它可以结合构成嵌段的不同种类聚合物的性质，得到性能比较优越的功能性聚合物材料，因此越来越受到人们的重视。然而，嵌段共聚物的分离和表征一直都是一项颇具挑战性的工作。临界条件液相色谱（liquid chromatography at the critical condition，LCCC）作为一种新型的液相色谱分离技术，可以使嵌段共聚物中的某种嵌段处于“色谱不可见”（chromatographic invisible）状态，不会影响整个聚合物的保留时间，从而根据嵌段共聚物中其他嵌段长度来分离嵌段共聚物。本文介绍了LCCC分离法的分离原理与实现途径，较为系统地综述了LCCC分离表征嵌段共聚物的近期研究进展，并对该方法目前存在的问题及今后发展前景进行了探讨。

毛细管整体柱由于具备高效的传质性能、分离性能以及灵活的可设计性，受到科研工作者的广泛关注。整体柱制备过程中，功能基团的引入是关键点之一。近年来研究者们将一种简单高效、定向性强的反应-“巯-烯点击反应”引入整体柱的制备中，由于含巯基、含烯键的配体和单体具有非常广泛的可选择性，因而使整体柱材料更加多样化。本文从整体柱的特征、分类及制备方法出发，阐述了传统整体柱制备方法的局限性以及引入巯-烯点击反应的优势。并且分别从两个方面重点综述了“巯-烯点击反应”在整体柱制备中的应用：即利用巯-烯点击反应对表面含烯键或者巯基的整体柱进行表面修饰以及基于巯-烯点击反应“一锅法”制备的杂化整体柱。最后展望了巯-烯点击反应在整体柱制备领域的发展前景。

基质辅助激光解吸电离技术（matrix assisted laser desorption/ionization，MALDI）是20世纪80年代发展起来的一种应用于质谱分析的电离化技术。MALDI技术在生物大分子的分析和检测方面获得了良好的应用。由于受有机基质分子的干扰，MALDI在小分子化合物分析方面的应用受到很大的限制。近年来为解决这一问题，一些用于MALDI分析的新型材料被设计和开发出来。这些新型材料主要包括：碳、硅、纳米金属等无机材料和新型有机分子等。除此之外，在传统基质中添加表面活性剂和对分析物衍生化等方法也被成功应用于小分子化合物的MALDI质谱分析中。本文对这些可应用于小分子化合物分析的新型MALDI基质进行了综述和展望。

微流控纸芯片是一种新兴的微流控分析技术平台，具有成本低、加工简易、使用和携带方便等优点，在临床诊断、食品质量控制和环境监测等应用领域具有很大的应用前景，近年来，引起广大科学工作者极大的兴趣。本文着重介绍目前文献相继报道的各种纸芯片加工技术，包括紫外光刻、蜡印、等离子体处理、喷墨打印、喷墨溶剂刻蚀、绘图、柔印和激光光刻等技术。此外，还介绍了微流控纸芯片分析中的检测方法及其应用。

同步辐射红外显微光谱技术凭借其超高亮度和高空间分辨率的优势，已经在多学科领域中取得了大量的研究成果。特别是在生物医学领域，同步辐射红外显微光谱可以对无染色、无标记的生物样品进行无损检测并可获得生物分子的大量结构信息，因此得到广泛应用。随着同步辐射红外显微光谱技术的发展，生物化学家和光谱学家已经将研究的重点从组织层次的红外光谱成像（组织红外光谱成像）扩展到细胞层次的红外光谱成像（细胞红外光谱成像），并在近十年的研究中取得了大量的研究成果，但同时也暴露出一些问题，例如（1）细胞或介质中的水在红外光谱酰胺Ⅰ谱带具有很强的吸收；（2）不平整的细胞表面会导致红外光谱中产生Mie散射；（3）细胞红外光谱的复杂性和不确定性会影响数据分析的有效性和准确性。另一方面，生化学家和光谱学家也为解决这些问题采取了许多有用的策略。因此，本综述首先从样品制备、实验设计以及数据分析等方面对最近十年来细胞同步辐射红外光谱成像技术取得的成果进行了总结，随后介绍了目前细胞红外成像技术面临的问题以及解决策略。我们相信，通过多束同步辐射红外光与焦平面阵列（FPA）探测器的结合，同步辐射红外光谱成像技术在对细胞的结构和功能研究中以及其他领域不同材料的研究中都会逐步显示出独特的作用。

甲状腺结合前清蛋白TTR是一种具有重要生理功能的蛋白质，它是约30种与淀粉样疾病相关的非同源蛋白中的一种。与TTR相关的淀粉样疾病主要有：家族淀粉化心肌疾病，家族淀粉化神经系统疾病，老年系统性淀粉样病变，以及中枢神经系统选择性淀粉化疾病等。这些疾病是由TTR四聚体解聚过程中错误折叠形成cross-β-sheet结构形态的淀粉样纤维所导致。本文介绍了TTR的生理功能及结构特征，并综述了到目前为止用分子动力学模拟、分子对接和定量构效关系等方法在研究TTR淀粉样机理及TTR和小分子相互作用过程中的计算化学研究成果，为基于TTR结构的TTR淀粉样抑制剂药物分子的设计和筛选提供有力参考。

随着化石燃料的不断消耗和气候的变化，生物质能作为一种可再生能源越来越受到关注。生物质可以通过生物法和热化学法转化成有用的燃料，热化学转化技术因其可以将生物质高效地转化生成气体、液体和固体燃料使其占有主导地位。对生物质进行预处理可以改变其物理化学特性，并且这些改变影响着后期热化学转化生物质产品的品质和收率。本文综述了生物质预处理技术在热化学转化技术方面的应用进展。对生物质进行烘焙预处理改变其可磨性，疏水性。生物质热裂解之前对原料进行脱灰分减少了生物质中的灰分，改变了生物质热裂解液化的产品分布。预处理液化相对直接高压液化生物油收率大大提高，同时最优化反应温度也大大降低。

航空、通信、电力和运输设备的覆冰现象给人们的生产、生活带来许多不便，甚至引起重大经济损失，防覆冰涂层主要通过材料表面特殊物理化学性能与微相形貌来实现抗冰目的，这类材料需要兼具防结冰性和疏冰性，从延长结冰时间和降低冰的附着力两方面来减轻甚至消除冰雪积聚，是目前研究的热点。本文从防覆冰机理入手，深入探讨了防结冰性和疏冰性的影响因素，阐述了防覆冰涂层材料的设计与制备方面的最新进展，并对防覆冰涂层目前存在的问题与发展方向进行了分析和展望。