基于DNA折纸技术，构建具有纳米尺度可寻址的新型DNA纳米反应器，是DNA纳米技术领域的一个最新研究思路和方向。它的优势首先在于其纳米定位能力，通过不同的化学或生物相互作用，已能够实现对包括化学小分子、生物大分子及人工纳米材料等的纳米级精确定位；其次，DNA折纸结构的丰富多样性，使构建纳米级仿生限域环境成为了可能；此外，DNA折纸结构本身的生物相容性及优良的产率，也保证了这一材料的可应用性。本文首先介绍了在DNA折纸结构上，对不同材料和分子进行纳米定位的一般方法和最新进展。然后，着重阐述了基于纳米定位技术，以DNA折纸结构作为纳米反应器，对一些化学、生化反应的成功调控。最后，基于现有的工作基础，我们提出了DNA折纸术纳米反应器概念在未来的发展方向及应用前景展望。

氢键是超分子化学领域具有特别重要地位的一种非共价作用。近年来，通过氢键自组装制备超分子聚合物已经成为超分子化学的一个热门研究领域。构筑性能优良的多重氢键体系奠定了这个领域的研究基础。其中，三重和四重氢键体系在构筑超分子组装体方面得到了广泛应用。本文综述了三重氢键、 四重氢键组装体系的研究进展及其应用，重点介绍了各种三重氢键、四重氢键体系的设计思路和影响其稳定性的各种因素。

乙醇作为典型的可再生绿色环保型能源，具有易储存和携带、较高的能量密度、易生产等优点而备受关注。本文详细介绍了近年来国内外乙醇电催化氧化研究的重要进展，着重叙述了乙醇电催化氧化的反应机理，不同催化剂材料对乙醇电氧化的优缺点，进一步探讨了影响乙醇电氧化反应活性和选择性的因素，总结了提高乙醇电氧化活性和选择性的策略，最后，对其今后可能的研究方向进行了展望。

有序介孔碳材料由于其较大的表面积、均一的孔径、良好的热稳定性和化学稳定性，广泛应用于吸附、分离、催化以及能量储存等众多领域。与传统的以硅基介孔材料为硬模板的反向复制方法相比，通过嵌段共聚物和聚合物前驱体之间的有机-有机自组装的软模板法简便易行，已成为合成有序介孔碳材料有效方法。本论文综述了介孔碳材料的软模板合成机制、合成方法、功能化及其应用，对合成技术、结构控制、孔径调控以及形貌控制等方面进行了讨论，并探讨了其在吸附、催化、电极材料等领域的应用。

多孔炭材料具有高的比表面积、发达的孔结构、耐热、耐腐蚀、无毒无害、价廉、易操作等特点，以其为研究核心，在学术界和工业界均具有广阔的应用前景。通过胶晶模板法合成孔径在亚微米范围内的三维有序大孔炭，其高度规整的孔道结构，在吸附分离、催化和电极等领域已展现出巨大的应用潜能。利用双模板法将介孔结构融汇于三维有序大孔炭的孔壁中，设计构筑出三维有序大孔-介孔炭，势必会显著增强其应用价值。本文主要阐述了以胶晶为主体模板制备三维有序大孔炭的各种路径；采用双模板法将介孔引入大孔通道内获取三维有序大孔-介孔炭；探索影响孔结构参数的主要因素，并与各种功能材料复合增强其性能；着重对三维有序大孔炭及大孔-介孔炭在环境净化和新型能源转化与储备领域的应用进行概述。

深共融溶剂是一种新型绿色溶剂，与传统的有机溶剂相比，其具有低蒸气压、 不易燃、 稳定性好、 无毒性、 生物降解性、 可回收和廉价易得等优点。深共融溶剂作为新型溶剂，应用前景广泛。本文综述了近几年其作为新型的反应介质或催化剂用于传统的有机合成反应的最新研究成果，主要从卤代反应、Diels-Alder反应、Knoevenagel缩合、Henry反应、Perkin反应、Paal-Knorr反应和Biginelli反应等方面对其进行综述，最后展望了深共融溶剂在有机反应中的发展前景。

纤维素是自然界中储量最为丰富的一种天然高分子。作为继无机气凝胶和合成聚合物气凝胶之后的第三代气凝胶，纤维素基气凝胶材料兼具绿色可再生的纤维素材料和多孔气凝胶材料两者的优点，成为纤维素材料研究与应用中的一个热点。本文梳理了纤维素基气凝胶材料的发展脉络，综述了纤维素基气凝胶材料的研究进展。重点对纤维素基气凝胶的制备方法进行了总结，包括基于含水溶剂和无水溶剂的纤维素直接溶解法及源自植物纤维素和细菌纤维素的纤维素纳米纤维的水相分散法。介绍了纤维素基气凝胶力学性能的提高和功能性开发的最新研究结果。最后对纤维素基气凝胶材料的发展前景和研究方向进行了展望。

作为一种新型材料，具有独特一维空心结构的纳米管受到了越来越多的关注。与研究较为广泛的碳纳米管和两亲性小分子纳米管相比，聚合物纳米管在尺寸范围、内外表面功能化及结构稳定性等方面具有优势。本文总结了嵌段共聚物在选择性溶剂中自组装形成纳米管状聚集体的最新研究进展。根据形成纳米管状结构的嵌段共聚物链段的性质，可将其划分为柔性-柔性嵌段共聚物、刚性-柔性嵌段共聚物，以及具备特殊结构的类嵌段共聚物三大类。针对每一类体系，重点归纳了管状结构的制备方法、结构表征和形成条件等研究现状，并概括总结了制备此类一维空心结构的理论依据。最后，对嵌段共聚物纳米管潜在的应用价值和今后可能的发展方向进行了展望。

样品前处理新技术与方法研究是现代分析化学的重要研究课题与发展方向之一。固相萃取是目前应用最为广泛的样品前处理技术，其技术核心是吸附材料，因此开发新型吸附材料是样品前处理领域的研究热点。石墨烯是一种新型碳纳米材料，由于其良好的物理化学性质，在短短几年内迅速成为众多学科的研究热点。其高比表面积、良好的化学稳定性和热稳定性使之在分离科学领域得到广泛的应用。本文系统综述了石墨烯及其复合材料在样品前处理中的应用研究，主要包括其作为固定相在固相萃取、固相微萃取、磁固相萃取等技术在环境、食品、生物等样品前处理中的应用。

光电化学分析是基于光电化学过程和化学/生物识别过程建立起来的一种新的分析方法。该方法以光作为激发信号，以光电流作为检测信号，具有灵敏度高、响应快速、设备简单和易微型化等优点，在生物和环境等分析领域受到了广泛关注。电极表面修饰的光电层在吸收光子后被激发，所产生的载流子发生电荷分离和电子迁移，进而产生光电流。通过在光电层上进一步修饰传感识别单元，利用直接氧化还原、分子识别与结合、酶催化等方法所导致的光电流的变化与待测分子之间的数量关系，可实现对目标物的定量分析。因此，光电化学传感器在功能结构上包括光电转换单元和传感识别单元两部分，光电层的材料选择和传感识别策略是光电化学传感器构建的两大关键点。本文在对光电化学传感器基本原理及应用领域总结的基础上，对光电化学传感器的材料选择和传感模式进行了分析和综述。

巯基化DNA在金表面上吸附构建的自组装单层（self-assembled monolayers，SAMs）为DNA研究的理想异相体系，在DNA内电子传递的机制探讨、高灵敏DNA传感器设计以及DNA碱基错配点识别等方面有着广泛的应用。对于不同的研究对象应构建性能适合的DNA单层，以满足研究需要。为了可控构建DNA单层，应理解不同因素对金表面上DNA单层性能的影响。本文从金表面状况、DNA特性以及周围环境三个方面对金表面上巯基化DNA单层性能的影响因素研究进行了系统综述。

蛋白质的磷酸化作用是一种可逆的翻译后修饰方式，几乎参与生物体内所有关键生命活动，在核内基因的特定表达、细胞的分裂分化以及各种生命活动的转导中发挥重要意义。基于磷酸化前后电化学信号的改变，利用电化学传感器的方法能快速简便地检测蛋白质的磷酸化作用，且具有较高的选择性和灵敏度。本文回顾了几种常用的电化学检测磷酸化作用的方法，基于电极材料的不同进行了分类与总结，汇总了每种方法中用到的修饰电极的纳米材料及生物分子，最后总结了电化学方法检测蛋白质磷酸化的优缺点，并对有效检测磷酸化作用进行了前景展望。

活性氮是一类具有高生物化学活性的含氮原子的化学物种。这类活性物种具有特殊的生理功能，并在生命体的生理和病理过程中起着至关重要的作用。因此，设计开发用于选择性识别和高灵敏检测生物体内的活性氮物种的技术具有十分重要的意义。荧光探针作为一种具有高灵敏度、高选择性、对生物样品损伤小的实时原位的可视化检测技术，为深入阐明活性氮物种在生理和病理过程中所起的作用提供了一个便利有效的检测手段，并已在检测活性氮物种领域中得到了广泛应用。活性氮物种荧光探针可以进一步阐述活性氮物种特殊的生理功能，提高人们对该类物种在细胞信号转导方面的认知。本文根据活性氮物种的种类对荧光探针进行了分类，详细介绍了近四年来用于检测活性氮物种的荧光探针的研究进展，主要探讨了探针的设计方法、荧光响应机制及其生物应用，并对探针的设计合成和应用前景进行了展望。

戈谢病（Gaucher disease，GD）是一种由于β-酸性葡萄糖脑苷脂酶（acid β-glucocerebrosidase，GCase）基因突变引起的常染色体隐性遗传疾病，也是发病率最高的溶酶体贮积病。突变GCase的内质网关联降解和靶向溶酶体运转受阻是主要病因。酶替代疗法（enzyme replacement therapy，ERT）和底物降低疗法（substrate reduction therapy，SRT）是临床采用的主要治疗方法，但只对未涉及神经病变的Ⅰ型GD有效，且存在体内稳定性差和难以透过血脑屏障等弊端。GCase酶竞争性抑制剂可在低浓度底物的胞质中与突变酶结合，诱导酶折叠和运转；在高浓度底物的溶酶体中与酶解离，释放酶分子。因此，基于竞争性抑制剂的药物分子伴侣（pharmacological chaperone，PC）成为最具前景的药物。结合本课题组对GCase PC的研究，本文介绍了GCase的结构、催化机理及目前GCase PC的研究进展。重点讨论了脱氧野尻霉素类、环己亚胺醇类、C-糖苷衍生物、氨基环醇类和双环类PC的构效关系，简单介绍了其他非糖来源的PC，最后展望了GCase PC的前景，指出了今后研究中的发展方向。