Tau蛋白是一种微管相关蛋白,有6种亚型,由352~441氨基酸组成。Tau蛋白的错误折叠和聚集与Tau蛋白病(Tauopathies),如阿尔茨海默病(AD)密切相关。目前在临床患者样本中可检测到具有各种翻译后修饰的Tau蛋白,这些翻译后修饰可能是AD发病机制的关键因素。本文综述了Tau蛋白常见的翻译后修饰,尤其是退行性疾病相关的翻译后修饰,以及化学全/半合成制备具有特定位点修饰、均一的Tau蛋白的进展。通过回顾翻译后修饰Tau蛋白的研究,可以更深入理解翻译后修饰对Tau蛋白的生理和病理作用,阐明翻译后修饰的调控机制,为相关疾病诊疗研究打下基础。

在第75届联合国大会上,我国承诺力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。主要由光合作用产生的生物质将在双碳目标中扮演重要角色,通过高效转化可衍生出一系列替代化石产品的高值化学品。其中,2,5-呋喃二甲酸(FDCA)由于具有与石油基对苯二甲酸(TPA)相似的共轭碳环和二酸结构,可替代TPA用于合成热稳定性能、气体阻隔性能更优的生物基呋喃聚酯,大幅降低聚酯行业对化石资源的严重依赖。此外,FDCA在医药、香料、金属配位化学方面也有广泛应用,从而被认为是12种最具潜力的生物基平台化合物之一。FDCA通常可由5-羟甲基糠醛(HMF)通过催化氧化进行合成。相比于需要贵金属催化剂、高温和高压条件、以化学势作为驱动力的传统热催化方法,电催化氧化采用电极电势作为主要驱动力,是更为绿色和高效的新颖合成方法。本综述对电催化氧化制备FDCA反应所用的贵金属、过渡金属和非金属催化剂进行了总结与分析,梳理了催化剂设计和反应机理的研究脉络,并指出了该领域发展所面临的挑战与机遇。

NO_x的控制对于改善大气环境质量具有重要意义,而氢气选择性催化还原(H₂-SCR)NO_x作为一种高效环保的脱硝技术而备受关注。本文总结概述了近年来贵金属催化剂在H₂-SCR脱硝反应中的研究进展,首先介绍了H₂-SCR反应机理,在此基础上分别论述了影响贵金属催化剂性能的因素(如活性组分、载体类型、助剂添加及组分存在形式等)及催化剂结构与性能的构效关系。最后,针对目前存在的问题展望了H₂-SCR脱硝未来的发展方向。

铜离子改性的SSZ-13沸石是以氨气为还原剂选择催化还原柴油发动机尾气中氮氧化物反应(NH₃-SCR)的优良催化剂。本文综述并具体分析了酸中心位点对于Cu-SSZ-13中铜离子落位、迁移的影响,以及骨架铝分布对其决定性的作用,强调了“成对”酸中心,“强铝对”对于催化剂水热稳定性的重要作用,并总结了目前控制“铝对”形成的方法。以此为基础分析了不同有机模板剂、共模板剂法制备的Cu-SSZ-13在催化NH₃-SCR反应中的表现,为使用廉价模板剂或共模板剂替代TMADaOH合成具有良好NH₃-SCR催化活性和水热稳定性的Cu-SSZ-13提供参考。

基于金属卤化物的钙钛矿光伏电池(PSCs)具有较大的光吸收系数、长的载流子扩散距离以及较低的制备成本等优势,在过去十几年来得到了研究者的广泛关注,目前最高光电转换效率(PCE)已经达到25.5%。然而,由于载流子运输过程中存在各类非辐射复合损耗,器件的PCE仍然低于肖克利-奎伊瑟理论极限。本文围绕PSCs的结构与工作原理,着重综述了器件工作过程中常见的非辐射复合方式,具体包括缺陷辅助复合、界面诱导复合、俄歇复合和带尾复合等,这些复合方式作为影响器件效率与工作稳定性的重要因素,受到研究者的广泛关注。结合最新的研究进展,从减小钙钛矿晶体缺陷、钝化晶界缺陷、钝化表面缺陷、优化能级结构等四个方面总结概括了降低非辐射复合的常用措施和策略。最后,对PSCs的非辐射复合调控前景进行了展望。

酶响应性线形-树枝状嵌段共聚物(LDBCs)能对内源性酶产生特异性响应,与只能对外源性刺激信号(如温度、光等)产生响应的聚合物相比,酶响应性LDBCs具有高选择性和更好的生物相容性,作为生物医用材料更适合在人体内使用。通过变换LDBCs的酶响应基团、线形链和树枝化基元,可调控酶响应性两亲LDBCs的自组装和酶响应性解组装性能。由于其独特的酶响应性能和优良的生物相容性,在药物递送和生物医学影像等方面有广阔的应用前景。本文总结归纳了酶响应性LDBCs的合成方法、LDBCs的结构(如线形链长度和结构、树枝化基元的疏水性)对其自组装性能和酶响应性能的影响以及应用,并对酶响应性LDBCs的发展方向进行了展望。

蓝相液晶由于其独特的三维自组装结构、可见光波段的选择性光反射性能和软物质特性,被认为是最具发展潜力的可调三维光子晶体材料之一,在下一代超快响应显示、反射型显示、可调激光器和光通信等领域具有广阔的应用前景。本文综述了近年来蓝相液晶自组装结构的研究进展,包括蓝相的多级自组装三维微纳结构及子相相变行为的最新研究,通过基板表面取向处理或纳米图案化诱导、电场诱导、热处理诱导等方法控制蓝相自组装行为和三维周期性晶体结构的研究现状,以及蓝相光子晶体材料在可调谐激光器、可调光栅等光学器件领域的应用研究,最后对该领域的目前存在的挑战和未来发展方向进行了展望。

糠醇(FOL)作为一种重要且多用途的有机化工原料,可以有效地转化为各种高价值的化学品,如糠醛树脂、脲醛树脂、酚醛树脂、果酸、增塑剂和火箭燃料等。以糠醛(FAL)、木糖和果糖为原料经催化加氢制备FOL的绿色生产工艺,具有良好的应用前景和研究价值。本文系统总结了近年来国内外以FAL、木糖、果糖为原料制备FOL的研究现状,从催化剂类型、催化效率和催化机理等方面对制备FOL的催化剂进行了总结,并在此基础上对催化加氢制备FOL的发展趋势进行了展望,为开发更为新型、高效、绿色、稳定的催化剂体系提供理论指导和有益借鉴。

液体橡皮泥是指空气环境中被颗粒包裹的以可塑性和复杂形状为特征的液体系统,目前已被成功应用于气体传感、蛋白质分析、光催化等领域,并展现出了很多独特优势。这是一种新兴的软物质体系,与被颗粒包裹的形状为类球形的液体弹珠组成相似,但打破了后者的形状单一性。本文从裸液滴和液体弹珠出发,通过对液体形状和颗粒堵塞问题的分析,梳理了液体橡皮泥技术的建立过程。随后,论述了国内外的研究进展,对不同种类液体橡皮泥的制备、特性及应用进行了概括和分析,重点讨论了单层纳米颗粒结构液体橡皮泥的系列研究。最后,围绕液体橡皮泥的概念内涵、制备方法、特性对比、功能应用等问题进行了总结和探讨,并就未来发展方向和研究思路提出了建议。

分子张力作为空间设计的重要组成部分正成为调控有机半导体的重要手段。由于分子内产生的拉伸张力、扭曲/弯曲张力以及空间张力而导致p轨道排布重组和构型构象结构发生变化,最近各种几何与拓扑结构的高张力有机半导体材料相继被报道,这使得高张力有机半导体材料成为有机电子领域研究的焦点。为了进一步梳理分子张力在有机半导体材料中扮演的角色与价值,该综述从分子张力的类型、实验与理论量化以及可视化出发,总结了高张力共轭芳烃的分子设计策略、与其光电性能分子张力之间的关系,以及这类新兴材料在光电领域的应用。最后,对高张力共轭芳烃的研究前景进行了展望,阐述了该类材料所面临的机遇与挑战。

金属氧化物半导体气体传感器是目前研究和应用最为广泛的气体传感器之一,具有高灵敏、长寿命和低成本等优点。然而,金属氧化物半导体气敏材料在湿润环境中会与水蒸气发生相互作用,导致传感器的基线电阻发生漂移,气敏性能受到显著影响,成为传感器应用中面临的瓶颈问题。针对该问题,研究者们从抑制水的表面吸附、水与氧的竞争吸附及调控水与吸附氧的反应三个方面开发了一些金属氧化物半导体气敏材料的抗湿性能提升策略,从而提升金属氧化物半导体气敏材料的抗湿性。本文对水蒸气的影响机理进行了分析,对三类抗湿提升策略的未来发展提出展望,有望为金属氧化物半导体气敏材料抗湿性能的提升提供解决思路与方法指导。

原子转移自由基聚合(ATRP)是制备分子量以及分散度可控聚合物的重要途径。然而,受制于除氧步骤复杂、金属催化剂残留以及单体适用范围有限等因素,ATRP难以应用于批量制备功能化聚合物/共聚物材料,限制了其进一步应用。近年来提出和发展的酶催化聚合,为高效便捷除氧、拓展单体适用范围以及制备具有特殊(纳米)结构的纯净聚合物/共聚物提供了新思路。本文详细介绍了酶的结构与催化机理,以酶的种类进行分类,系统总结了具有不同结构的酶催化体系(包括过氧化辣根酶、血红蛋白、血红素、漆酶等)的催化机理、适用单体、优缺点及应用等;综述了酶以及酶模拟物催化ATRP体系的发展现状;最后,对酶催化ATRP的发展前景和挑战进行了探讨和展望。

由于TiO₂光催化材料具有反应速度快、稳定性好、不产生二次污染等优点,常被应用于污染物降解、CO₂还原、制氢等领域,然而TiO₂可见光利用率低,限制了其进一步广泛应用。近年来,无铅卤系钙钛矿纳米晶由于其带隙可调、可见光吸收能力强等优势在光催化领域显示出巨大的潜力。相关研究表明:无铅卤系钙钛矿纳米晶可成功应用于CO₂还原、有机污染物降解等领域,效果显著。基于此,本文首先阐述了无铅卤系钙钛矿纳米晶的制备方法,并系统地总结了其在CO₂还原、制氢、污染物降解、NO去除等领域的应用研究进展,最后就现阶段无铅卤系钙钛矿纳米晶光催化材料研究中存在的问题及今后的研究方向进行了分析和展望。

邻苯二胺(OPD)易被多种氧化剂氧化生成黄色荧光物质2, 3-二氨基吩嗪(OPDox),这一独特响应机制为反应型比色/荧光探针的设计提供了思路。基于OPD氧化反应的比色/荧光探针已被广泛应用于金属离子和有机小分子的检测中。近年来,由于该类探针灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强,在对细胞和组织内生物分子的识别方面备受青睐。本文综述了近年来(2014~2021年)基于OPD氧化反应的比色/荧光探针对生物硫醇、活性氧、尿酸、酶、抗原等重要生物分子检测的研究进展,并对此类探针的应用问题和发展前景进行了评述。

半胱氨酸(Cys)是三种生物硫醇之一,是20种天然氨基酸中唯一一种含还原性巯基的天然氨基酸,是组成细胞内多肽和蛋白质的基本氨基酸之一。其参与体内细胞的氧化还原调控,调节体内氧化还原平衡,维持机体正常代谢,在生理过程中发挥着至关重要的作用。然而体内的Cys浓度水平异常会引起一系列生理疾病,体内的Cys浓度作为几种疾病的生物标志物具有临床意义。因此有效地识别和检测半胱氨酸受到越来越多的研究者们的青睐。相较传统检测方法,荧光探针因其操作简单、灵敏度高、响应迅速和实时检测等优点,已被广泛用于检测生物硫醇。本文基于常见荧光团的结构性能特征,综述了近三年来检测Cys的荧光探针,重点概述了其传感机制,并对其生物应用进行了简要说明,展望了未来Cys探针的研究方向与应用前景。

金属有机框架材料(Metal-organic frameworks, MOFs)是一类由金属离子和功能有机配体通过配位键构成的多孔配位聚合物,具有易于合成和功能化、结构可调、比表面积大以及负载量高等特点,已被广泛应用于催化、气体吸附、分离、存储、传感和检测等领域。纳米金属有机框架(Nanoscale metal-organic frameworks, NMOFs)具有纳米颗粒的特殊性质,在肿瘤治疗中显示出良好的应用前景。NMOFs自身可以作为治疗剂,也可以作为治疗剂(药物、光热剂、光敏剂和芬顿反应催化剂等)的纳米载体,进行肿瘤的被动靶向、物理化学靶向和主动靶向治疗。本综述重点介绍了将NMOFs用于肿瘤药物化疗(Chemotherapy, CT)、光热治疗(Photothermal therapy, PTT)、光动力治疗(Photodynamic therapy, PDT)、化学动力学治疗(Chemodynamic therapy, CDT),以及多种联合治疗的研究进展。最后阐述了目前NMOFs在肿瘤治疗中面临的挑战及其未来的发展前景。