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新闻公告
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化学进展 2014, No.08 上一期 后一期 返回主页

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2014年8月 第26卷 第8期 目次
2014, 26 (08): 0-0 |
出版日期: 2014-08-15
摘要
特约稿
PNIPAAm改性表面对蛋白质吸附的调控及其应用
于谦, 陈红
2014, 26 (08): 1275-1284 | DOI: 10.7536/PC140350
出版日期: 2014-08-15
摘要

根据不同领域的需要,控制蛋白质在材料表面的吸附是一个具有重要应用价值的课题。聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)改性表面能够响应外界温度变化从而改变其表面性质,这一特点为调控蛋白质的吸附提供了可能。近年来,研究者们应用多种表征方法考察了不同温度下蛋白质在PNIPAAm改性表面的吸附,并试图从分子水平上深入理解其吸附机制及影响因素。本文综述了近年来应用PNIPAAm改性表面对蛋白质吸附的研究及其最新进展。发现当PNIPAAm层厚度处于一定范围内时,PNIPAAm改性表面表现出对蛋白质吸附的温度敏感性,并可以利用这一性质将其应用于蛋白质纯化及分离和生物传感器等领域。而当PNIPAAm层厚度超过一个临界值时,PNIPAAm改性表面表现出良好的阻抗血浆蛋白质的性质,使其有望在血液相容性表面领域得到应用。最后,就PNIPAAm改性表面调控蛋白质吸附的未来发展方向简要地进行了展望。

综述与评论
Hofmeister离子序列及其调控水溶液中大分子溶质行为的作用机制
李晓佩, 黄昆, 林洁媛, 徐怡庄, 刘会洲
2014, 26 (08): 1285-1291 | DOI: 10.7536/PC140436
出版日期: 2014-08-15
摘要

Hofmeister离子序列涉及到的问题十分广泛,对很多化学和生物体系都有影响。关于Hofmeister离子序列调控水溶液中大分子溶质行为的作用机制,目前的研究主要有两类观点:一类认为Hofmeister离子是通过与水分子相互作用间接影响水溶液中大分子溶质的存在状态及聚集行为;而另一类则认为Hofmeister离子与水溶液中大分子溶质之间存在直接相互作用是导致Hofmeister离子序列的内在原因。本文详细介绍了上述两类观点的研究工作,并对该领域的最新进展进行了评述。由于实际体系中可能存在水分子-水分子、水分子-离子、水分子-溶质分子、阴离子-阳离子等众多复杂的相互作用,上述两类观点其实都只是从一个侧面解释了Hofmeister离子序列,对Hofmeister离子序列及其作用机制的研究仍然有待深入。

有机共晶光电功能材料与器件
朱伟钢, 甄永刚, 董焕丽, 付红兵, 胡文平
2014, 26 (08): 1292-1306 | DOI: 10.7536/PC140339
出版日期: 2014-08-15
摘要

在双组分或多组分有机共晶中,特殊的分子堆积方式和聚集态结构以及不同组分之间的协同和集合效应,使得有机共晶不仅保留了单一组分的固有属性,而且展现出更多新颖的宏观光电性质,在电导、铁电、双极性电荷传输、光响应、发光和给受体组分间电荷转移过程等方面具有重要的研究价值和应用前景,为有机单晶器件的高性能化和多功能化发展提供了新途径。因此,有机共晶的制备和性能研究逐渐成为近年来的热点。在本文中我们首先详细地介绍了有机共晶的分类情况,根据形成晶体的作用力分为电荷转移晶体、通过π-π相互作用形成的晶体和以分子间氢键、卤键相互作用为主的晶体;其次,以经典的7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷(TCNQ)、1,2,4,5-苯四甲腈(TCNB)和富勒烯(C60)三种典型的受体分子为例,列举了常见的有机给受体材料;再次,介绍了8种制备有机共晶的常用方法,讨论了有机共晶中分子排布方式对性能的影响;最后,介绍了有机共晶在光电器件中的应用。我们相信有机共晶的理论和应用研究会进一步丰富和推动有机晶体材料和光电子学领域的发展。

丙烯气相环氧化催化剂及其机理研究
庞义军, 陈晓晖, 许承志, 雷阳军, 魏可镁
2014, 26 (08): 1307-1316 | DOI: 10.7536/PC140208
出版日期: 2014-08-15
摘要

环氧丙烷是一种重要的化工中间体,广泛应用于化工、医药、食品、轻工等行业。环氧丙烷的传统工业生产方法——氯醇法和共氧化法存在着很多缺点,而最新开发的H2O2氧化法则存在催化剂寿命短、H2O2利用率低等问题没有根本解决。本文对环氧丙烷更为有前景的生产方法——以分子氧为氧源的气相选择性氧化丙烯的研究进展进行了总结,着重介绍了丙烯气相环氧化反应中的金、银、铜、铋-钼、钒、熔融盐催化剂以及其他以氧气为氧源的金属催化剂的研究进展,同时对丙烯气相氧化过程中涉及到的金催化剂的Ti活性位机理,铜、银催化剂上的金属环氧化中间物机理,银及其他金属的自由基机理作了相应的介绍。

主客体超分子囊泡及其药物载运性能研究
马明放, 邢鹏遥, 李尚洋, 初晓晓, 王波, 郝爱友
2014, 26 (08): 1317-1328 | DOI: 10.7536/PC140341
出版日期: 2014-08-15
摘要

伴随着新型主体分子的不断出现,主客体超分子囊泡的研究受到越来越多的关注。环糊精、杯芳烃、葫芦脲和柱芳烃等主体分子均可以和特定结构的客体分子通过主客体识别作用构筑超分子双亲分子,得到的超分子双亲分子可以进一步自组装为主客体超分子囊泡。主客体超分子囊泡是一类具有敏感响应性的囊泡体系,具有制备简单、生物相容性好和易于控制组装等优点。该囊泡体系对外界刺激具有良好的响应性,从而可以实现药物分子的可控运输和释放,使其成为一种性能独特的药物载运系统。本文结合近年来主体分子的发展,首先介绍了环糊精、杯芳烃、葫芦脲和柱芳烃等主客体超分子囊泡的研究进展,然后对该类超分子囊泡的载药途径进行了总结。该囊泡体系不仅可以在囊泡膜层和空腔中载药,还可以在主体分子的空腔中载药。同时,对载药主客体超分子囊泡的不同刺激响应性进行了归纳概括。最后结合该体系现阶段的研究状况,对该类超分子囊泡的发展前景进行了展望。

新型力学性能增强二氧化硅气凝胶块体隔热材料
邵再东, 张颖, 程璇
2014, 26 (08): 1329-1338 | DOI: 10.7536/PC140231
出版日期: 2014-08-15
摘要

作为一种轻质和超高孔隙率的三维纳米多孔材料,二氧化硅气凝胶具有极低的常温导热系数,成为理想的纳米多孔超级隔热材料。然而,二氧化硅气凝胶的力学性能很差,且常压干燥制备的气凝胶整体性较差,这些都极大地限制了二氧化硅气凝胶的实际应用。近年来,通过复合或交联的方法制备得到的新型二氧化硅气凝胶,在一定程度上提高了其整体性、强度和柔韧性,使得二氧化硅气凝胶作为单独的块体材料应用成为可能。本文简要介绍二氧化硅气凝胶的多孔结构、基本性质和隔热原理,并对纤维增强、聚合物交联和其他复合二氧化硅气凝胶作为块体隔热材料的研究现状进行重点综述。最后,总结了该领域存在的关键问题,并提出未来的研究方向。

Gemini表面活性剂:联接链在自组织中的作用及意义
赵剑曦
2014, 26 (08): 1339-1351 | DOI: 10.7536/PC140229
出版日期: 2014-08-15
摘要

本文总结了Gemini表面活性剂分子结构中联接链在其自组织过程中所发挥的独特作用,这主要来自联接链长度和刚柔性两方面的效应,这些效应综合导致了Gemini分子两条烷烃尾链的协同作用、头基电荷密度改变、分子几何变化以及由此决定的多样化聚集体结构及形貌等。更具体地讲,柔性联接链主要依赖不同长度影响分子的上述功能。过长的联接链还可能通过自身弯曲来适应环境,从而影响分子自组织。短刚性联接链的效应等同于类似长度的柔性联接链,而长刚性联接链由于阻碍了两条烷烃尾链的靠拢,产生了两个突出特征:分子呈似柱形状以及同等几率的两条尾链沿联接链顺式或反式排列构型。这使得长刚性联接链分子在低浓度时就可形成网状聚集体,增加浓度或少量添加剂干扰易转变成低表面曲率的线状胶束或囊泡。适合条件还可催生少量反式构型分子,它们将一条烷烃尾链伸出聚集体外,通过疏水相互作用串接相邻的聚集体。本文也讨论了对联接链进行的化学修饰,这有望促进分子的自组织活性,或者赋予聚集体某种新的特殊功能。列举的例子很好表明了Gemini分子结构的独特性,以及Gemini表面活性剂复杂的自组织行为和多样化的聚集结构。

复合介孔二氧化硅膜的制备及应用
卞书娟, 吴宏庆, 江旭恒, 龙亚峰, 陈勇
2014, 26 (08): 1352-1360 | DOI: 10.7536/PC140212
出版日期: 2014-08-15
摘要

复合介孔二氧化硅膜是近十年来发展起来的一种具有独特孔中孔结构的新型膜材料。该材料以多孔膜(无机多孔膜或者有机多孔膜)为硬模板,以表面活性剂为结构导向剂,通过溶胶-凝胶等方法将介孔二氧化硅材料组装在多孔膜的孔道中制备而成。由于其具有不同于传统介孔二氧化硅膜材料的一些独特结构和性能,并在分离、吸附和催化等领域具有广泛的应用前景,引起了人们广泛的关注。本文主要就复合介孔二氧化硅膜的制备方法,特别是近几年内其在纳滤、纳米材料的模板合成、酶的固定、传感器、反应器以及药物释放等方面最新的应用研究进展进行论述,同时对这类新型的复合介孔二氧化硅膜材料在合成和应用方面存在的问题进行了分析和总结,并对其发展前景作了展望。

非共价法分离光学活性单壁碳纳米管
李昱达, 王迅昶, 吕仁亮, 汪锋
2014, 26 (08): 1361-1368 | DOI: 10.7536/PC140225
出版日期: 2014-08-15
摘要

单壁碳纳米管(SWNTs)由于具有独特的物理、化学性质,激起人们极大的研究兴趣。目前生产的SWNTs通常包含等量左旋和右旋对映异构体,无光学活性,极大地限制碳纳米管在光学和光电子领域的研究和应用。已报道的非共价法分离光学活性碳纳米管的方法主要有离子交换色谱法、nanotweezers选择法、密度梯度超高速离心法、共轭聚合物缠绕法和小分子吸附法。本文较为详尽地综述了非共价法分离光学活性碳纳米管的研究进展,对各种分离方法的机理进行阐述,并在此基础上分析这些方法和分离效果的关系,指导设计和合成新型的分离试剂。最后,本文还针对上述研究中存在的问题,提出了旋光性SWNTs分离技术的研究方向。

基于叶立德同源聚合的聚烯烃功能化研究
荣雷, 宁英男, 高金苹, 毛国梁, 马志
2014, 26 (08): 1369-1377 | DOI: 10.7536/PC140336
出版日期: 2014-08-15
摘要

近年来,新的合成方法的发现以及多种活性聚合组合策略的运用,已成为聚烯烃功能化领域的研究热点。本文首先对构筑聚烯烃分子链骨架的一种新合成方法——叶立德同源聚合的反应机理、单体及其研究现状进行了简要的介绍,然后详细评述了叶立德同源聚合分别与活性阴离子聚合、原子转移自由基聚合、可逆加成-断裂链转移聚合以及开环聚合相结合,设计、合成功能化聚烯烃共聚物的研究新进展。最后,对基于叶立德同源聚合设计、合成功能化聚烯烃共聚物的研究前景与实际应用进行了展望。

生物法与化学法制备硫酸软骨素
石玉刚, 党亚丽, 刘玉华, 白雪
2014, 26 (08): 1378-1394 | DOI: 10.7536/PC140312
出版日期: 2014-08-15
摘要

硫酸软骨素(ChS)是一种天然的酸性黏多糖,生物活性多样,在医学、生物、制药、食品、化妆品和材料等领域均有广泛应用,特别是在治愈骨关节病上具有颇为理想的效果。本文系统地总结了有关硫酸软骨素及其类似物的生物与化学制备方法的研究进展,如高产微生物菌株筛选与改良,培养条件优化与调控,汇聚式合成策略构建,经济易得的起始物原料等,并指出制备硫酸软骨素中存在的问题以及发展方向。

抗肿瘤药物输送系统
黎燕, 黄卫, 黄平, 朱新远, 颜德岳
2014, 26 (08): 1395-1408 | DOI: 10.7536/PC140308
出版日期: 2014-08-15
摘要

大多数小分子抗肿瘤药物均存在水溶性差、给药量大、体内半衰期短等问题,它们经口服或静脉注射给药后,只能通过自由扩散方式进入细胞,往往缺乏选择性,同时,对肿瘤细胞和正常细胞产生细胞毒性,具有较强的毒副作用,甚至对患者造成二次伤害。因此,它们在临床应用上受到很大限制。通过选择适宜的载体材料构筑抗肿瘤药物输送系统(如胶束、凝胶、纳米粒子等),不仅可以延长小分子抗肿瘤药物的半衰期、降低其毒副作用,而且还可提高其溶解性和生物利用度,因而受到广大科研人员及制药企业的广泛重视。到目前为止,抗肿瘤药物输送系统的发展历史已有60多年,大致可分为传统型、智能型和靶向型三个不同的发展阶段。本文将从这三个不同发展阶段来综述抗肿瘤药物输送系统及其最新的研究进展,并对其未来的发展进行展望。

准聚轮烷的研究进展
孙书, 石建兵, 董宇平, 胡晓玉, 王乐勇
2014, 26 (08): 1409-1426 | DOI: 10.7536/PC140331
出版日期: 2014-08-15
摘要

准聚轮烷由于在刺激响应性材料、自修复材料、分子机器及荧光传感器等领域有着潜在的应用价值,近年来引起了研究人员极大的兴趣。根据准轮烷基团所处位置的不同,可将准聚轮烷分为三种类型:主链型、侧链型和其他类型 (如支化和网状准聚轮烷等)。本综述主要根据上述三种类型,基于冠醚、环糊精、杯芳烃、葫芦脲和柱芳烃这五种超分子主体分子所构筑的准聚轮烷的最新研究进展进行简要的综述,并对其未来的发展作了进一步的展望。

超声介导微泡基因传递体系的研究
杜建委, 牟芸, 王幽香
2014, 26 (08): 1427-1433 | DOI: 10.7536/PC140328
出版日期: 2014-08-15
摘要

超声波能够在不损害人体正常组织的条件下,有效到达人体组织深处。超声造影剂(微泡),能够显著提高血液和组织的背向散射强度,广泛应用于心血管疾病的检测中。超声微泡介导基因转染技术是指通过微泡的空化作用,实现超声波能量在靶向组织处的富集和释放,进而促进此处组织细胞对基因药物的内化,达到高效转染的目的。由于具有无创、高效安全的特点,超声微泡介导在基因治疗中具有很大的优势和潜力。利用微泡的超声成像功能实现对病变组织诊断成像,利用靶向组织处的超声实现时间空间可控的目的基因的释放,利用微泡在超声作用下的“声孔效应”,实现基因对多种生物膜的跨膜传递,达到基因药物的可视化传递与高效可控释放的目的。本文主要从超声造影剂的种类、超声微泡介导基因转染的机理、微泡基因传递体系的构建等方面,详细综述了这一领域最新的研究进展,并对超声微泡介导基因转染的发展进行了展望。

多溴联苯的污染来源、分析方法和环境污染特征
刘国瑞, 李丽, 孙素芳, 姜晓旭, 王美, 郑明辉
2014, 26 (08): 1434-1444 | DOI: 10.7536/PC140335
出版日期: 2014-08-15
摘要

多溴联苯(polybrominated biphenyls,PBBs)是一类曾被广泛使用的溴代阻燃剂,这类化学物质具有半挥发性,能够远距离迁移,可在环境中持久存在,并且能够在生物体内累积和放大,对全球环境和人类健康构成潜在的危害。2009年,《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》新POPs审查委员会将六溴联苯商业产品列入其附件A,禁止六溴联苯的工业生产和使用。因此,近期对环境中多溴联苯的来源、分析方法和污染水平等相关研究引起了广泛的关注。本文介绍了PBBs的基本理化性质和毒性,对作为溴代阻燃剂的PBBs的生产量进行归纳,并提出需要开展深入和广泛研究来认识是否在工业生产过程中存在PBBs的非故意生成和排放,对当前环境中PBBs的分析方法进行了总结,并对PBBs当前的环境污染水平和污染特征进行了简要概述,最后对PBBs相关的未来研究进行了初步展望。