随着单克隆抗体技术和免疫学检测技术的不断发展,对癌症相关的肿瘤标志蛋白进行检测分析成为目前癌症早期筛查和诊断最为重要的手段。另一方面,随着分子识别与界面组装技术的发展,电化学检测技术在生物分析领域展现出一些独特的优势,比如操作简单、易于小型化、成本低、灵敏度高等。尤其是近年来,由于特异性结合肿瘤标志蛋白的各种抗体、适体、小分子多肽等被筛选出来,各种纳米材料和纳米技术在电化学分析检测中的应用不断被发掘,新型分子标记技术、界面组装技术以及信号放大技术不断被开发和应用,因此,电化学检测技术在肿瘤标志蛋白的定量分析方面获得了空前的发展机遇,发展极为迅速。本文结合作者所在实验室的一些代表性成果对近年来该领域的研究进展给予简短综述,并对未来的发展前景进行展望。

糖尿病是日益严重的全球性公共健康问题。有效控制Ⅰ型及中晚期Ⅱ型糖尿病的关键在于实时的监测血糖浓度并适时的注射胰岛素。因此研制有效的对环境葡萄糖浓度做出响应的智能胰岛素递释系统成为近年来蛋白质递释研究领域的热点。本文主要介绍模拟胰腺分泌胰岛素反馈机制的化学合成闭路胰岛素递释系统。这种仿生系统也被称作“人工胰脏”,通常由葡萄糖敏感因子与相应的执行器材料整合而成,可以根据人体内血糖浓度的变化有效调节胰岛素的释放。本文将重点讨论基于葡萄糖氧化酶(GOx),葡萄糖结合蛋白(GBP)及苯硼酸(PBA)的三种不同递释体系的作用机理和最新研究进展。

与传统中性叔膦配体构建的过渡金属配合物相比,由离子型膦配体配位构建的过渡金属配合物具有典型的离子盐组成特点、独特的电子效应和几何构型。该类配合物中,不仅存在金属和配体间的配位作用,还存在正电荷的强吸电子效应和阴阳离子的静电作用,由此可以产生独特的催化性能。近年来,离子型过渡金属配合物的合成及其均相催化应用成为配位化学和均相催化研究中备受关注的领域。离子型过渡金属配合物的离子盐结构,使其在与室温离子液体溶剂结合使用时,离子型离子配体及其配合物能够严格被锁定在离子液体相,具有避免离子型离子配体及其配合物的流失、抑制其失活、并实现循环使用的优点,也成为均相催化固载化的绿色方法之一。本文综述了近十年发展的一类咪唑鎓基与膦配体中的磷原子毗邻的离子型膦配体的合成,及其相应Rh、Pd、Ru、Pt、Au、Ni、Cu等离子型配合物的构建,并介绍了它们在均相催化反应中的应用。

利用半导体光催化技术将太阳能转化为化学能或直接降解和矿化有机污染物,是解决能源短缺和环境污染等问题的有效途径。聚合物类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)具有类似石墨烯的结构,由于其优异的化学稳定性和独特的电子能带结构,可作为太阳能转化、环境污染物降解的催化剂而得到了广泛关注。g-C₃N₄制备原料便宜易得、制备方法简单,可作为廉价、稳定、不含金属的可见光光催化剂应用于光催化降解污染物、水分解制氢制氧及有机合成领域。然而光生电荷易复合,使得g-C₃N₄的催化活性还不能满足大规模应用的需求。本文针对g-C₃N₄光催化活性的提高,综述了国内外在g-C₃N₄复合改性方面的重要研究进展,如金属/非金属掺杂、半导体复合、表面金属沉积等,并讨论了复合物的催化机理。

聚烯烃纳米复合材料为聚烯烃材料带来广阔的性能提升空间,其研究开发工作引起了人们的广泛关注。聚烯烃共价键接枝纳米材料在制备高性能聚烯烃纳米复合材料方面有重要应用。接枝聚烯烃提高了纳米材料与聚烯烃基体之间的相容性,提供良好的界面作用力,从而有效促进纳米材料在聚烯烃基体中均匀分散、极大提高了聚烯烃纳米复合材料的相关性能。三种途径可以用来制备聚烯烃共价键接枝纳米材料:Graft-onto、Graft-from、Graft-through。Graft-onto方法是端基或侧基功能化聚烯烃与纳米材料表面活性基团或碳结构进行接枝反应的过程。由于功能化聚烯烃具有高度反应活性且方便得到,Graft-onto方法占据了制备聚烯烃共价键接枝纳米材料的主流。Graft-from和Graft-through方法中聚烯烃接枝过程即为烯烃聚合过程,实施较为困难,因而文献报道相对较少。本文对聚烯烃共价键接枝纳米材料的制备及其相应的聚烯烃纳米复合材料的最新研究进展进行了综述,着重讨论了聚烯烃接枝对聚烯烃纳米复合材料性能的影响。所涉及纳米材料包括二氧化硅(零维)、碳纳米管(一维)和石墨烯(二维)。

手性聚酰亚胺逐渐成为手性高分子研究的一个重要方面,在分子识别、对映体选择性分离、不对称催化等领域有潜在的应用,日益受到研究者的重视。本文综述了近二十年手性聚酰亚胺的研究进展,将手性聚酰亚胺按照手性结构的引入方式分为侧链手性、主链中心手性和主链轴手性三种类型,并分别加以总结和阐述,介绍了具有代表性的光活性聚酰亚胺的结构、合成和性能,特别关注了手性聚酰亚胺的高次结构的形成以及与其手性光活性相关的性能与应用。最后,本文阐述了手性聚酰亚胺研究面对的挑战与未来发展前景,探索手性聚酰亚胺的合成、性质和应用,建立合理的模型和分析手段,深入探讨手性聚酰亚胺的高次结构仍然是值得深入研究的重点方向。

本文详细综述了非均相环糊精在水相有机合成反应中的应用,包括非均相环糊精在水相氧化反应、还原反应、取代反应、加成反应和光催化反应中的应用。同时,全面阐述了在催化或促进水相有机合成反应中环糊精非均相化的策略,包括形成水不溶性交联聚合物和将环糊精固载在水不溶性载体上两种途径。目前非均相环糊精在水相有机合成反应中的应用还基本局限在简单的相转移催化剂领域,相关报道也较少,处于起步阶段;基于非均相环糊精构筑超分子仿酶是今后该领域的发展趋势和必然归属,应在发挥非均相优势的同时,保留环糊精单元在超分子仿酶构筑中的优良功用。

智能药物载体凭借其独特的刺激-响应机制控制药物的释放速度和转运部位,已成为当前化学与药学领域的研究热点之一。由于具有提高药物在体内的生物利用度和降低其毒副作用等优点,智能药物载体将在未来的临床治疗中起到越来越重要的作用。近年来,环糊精作为药物载体材料的研究取得了巨大进步,其在药物控释的时间、空间和剂量上更为准确。环糊精具有大环结构,可自组装、易于功能化、天然无毒且价格低廉,已被广泛应用于构筑智能药物载体。凭借其自组装、分子识别和动态可逆性能力,环糊精可以同其他生物相容性材料构筑具有不同性能的智能药物载体。这种载体可在外界刺激下做出相关理化性质改变的反馈调节,包括通过内源性刺激(pH值、氧化还原物质和酶浓度等)和外源性刺激(温度、光、磁场、超声和电压等),进而控制药物的释放。本文综述了面向不同刺激因素的基于环糊精智能刺激响应型药物载体的作用机理、特点和应用的最新研究进展,并对其发展前景作了进一步的展望。

表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS),是指吸附在粗糙的金属纳米结构表面的被分析物,在光照射下其拉曼光谱获得显著增强的异常表面光学现象。近年来,SERS技术已广泛地用于物质检测和生物传感等研究,在生物医学领域表现出巨大的应用潜力并取得了令人瞩目的研究成果。本文回顾了SERS探针技术在细胞识别、成像与诊疗等方面的应用及最新研究进展,重点介绍了SERS细胞探针的构建方法与原理,以及基于SERS探针的细胞检测应用策略,并讨论了SERS探针技术在细胞检测中仍有待解决的关键问题。

随着基因治疗研究的深入,基因转染技术得到了长足的发展。在反向基因转染概念被提出来的十余年间,反向基因转染技术也引起了广泛关注。反向基因转染技术是相对于常规转染而言的,即首先通过基质锚定DNA(或RNA),然后将细胞接种于该基质表面,细胞贴附的同时摄取锚定的DNA(或RNA)而实现基因转染,因而也被称为表面介导基因转染、基质介导基因转染、固相基因转染。与传统转染方法相比,其具备以下优势:载体/DNA(或RNA)复合物更加稳定,转染试剂可以更有效地接触细胞而达到更高的转染效率,低的细胞毒性和血清环境中不影响转染效率等。本文主要综述了反向转染技术的最新研究进展及其主要应用领域。

颗粒物质的混合是化学工业生产的重要单元操作,由于颗粒物质运动行为的复杂性,工业混合器中的颗粒运动规律及物理机制至今仍未被全面认识。作为一种精细的数值方法,离散单元法(discrete element method,DEM)在单颗粒尺度上描述颗粒物质的受力与运动行为,因此在研究混合机理方面具有独特优势。随着DEM模型与计算技术的快速发展,DEM已被广泛应用于各种混合过程的研究。通过DEM可以全面考察不同的颗粒性质、混合器类型以及操作条件等因素对混合机理的影响,从而对于指导粉体工业的生产操作及设备优化改进具有重要意义。本文重点阐述了DEM在无黏颗粒、黏结性颗粒、非球形颗粒混合过程模拟以及大规模计算等方面的最新进展,并对未来发展进行了展望。

硼酸作为一种重要的化学品,广泛应用于工业生产及高尖端技术领域。由于在其生产和应用过程中产生大量含硼废水,从水溶液中回收或脱除硼对资源的重复利用、降低环境污染等都有重要意义。吸附法提硼具有深度脱硼、杂质去除彻底、吸附剂可循环利用和工艺简单等优势,是一种高效脱硼方法,其核心问题在于设计与制备硼吸附容量大、机械强度高且易再生的吸附材料。本文综述了近年来国内外硼吸附材料的类型及其吸附性能,按照吸附功能团的结构将硼吸附材料进行划分,着重介绍了目前应用最广的葡甲胺类吸附剂和最具发展前景的含双酚羟基功能团的吸附剂的研究与应用情况,同时介绍了新型有机-无机杂化硼吸附材料,并指出了今后硼吸附材料的发展趋势,为盐湖卤水提硼、淡化海水脱硼和废水除硼等应用开发中硼吸附材料的选择提供重要参考。