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化学进展 2017, No.10 上一期 后一期 返回主页

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2017, 29 (10): 0-0 |
出版日期: 2017-10-15
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摘要
综述
编码微载体的制备及其生物医学应用
王欢, 商珞然, 顾笑晓, 戎非, 赵远锦
2017, 29 (10): 1159-1172 | DOI: 10.7536/PC170542
出版日期: 2017-10-15
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摘要
高通量分析技术在生物检测、药物递送、材料评估和防伪等方面有着重要的应用，这些应用通常依赖于多元分析来实现。编码微载体技术为多元分析提供了一个可行的策略。编码微载体通过赋予不同微载体不同编码信息来实现编码，编码方式通常为图形编码、光学编码等的一种或多种，并通过每个微载体编码信息的不同来实现对生物分子、细胞和材料的区分和检测。本文总结了编码微载体领域的研究进展，介绍了微载体常用的编码策略，并重点阐述了基于编码微载体的分析技术在多元检测、细胞培养与捕获、药物评估、药物递送和防伪等领域的应用。最后，我们总结了编码微载体的优缺点，并对其发展前景进行了展望。
微电极制备、表面修饰及活体/单细胞电分析应用
赵旭, 王克青, 李博, 李长青, 林雨青*
2017, 29 (10): 1173-1183 | DOI: 10.7536/PC170620
出版日期: 2017-10-15
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摘要
微电极是指至少在一维尺度上不大于25 μm的电极。微电极由于尺寸小而具有一些常规电极无法比拟的性质，如具有电流密度高、响应速度快、欧姆压降（iR降）小、信噪比高等特点。微电极特殊的性质使其在电化学测试中具有独特的优点和重要性，并在分析化学、生物学及医学等方面得到了广泛应用，尤其在生命分析领域如在单细胞检测和活体分析中具有众多重要的应用。微电极的设计制备是微电极电化学发展应用的关键，目前涌现出的制备微电极的技术有电化学刻蚀法、电沉积法、自组装技术、化学镀层技术等，这些制备方法为快速制备微电极提供了可能性。本文综述了近年来微电极的研究进展，包括微电极的特点、分类、制备方法及其单细胞检测和活体分析方面的应用，最后提出了微电极面临的挑战与发展方向。
刺激响应梯度聚合物
郭晓峰, 潘翔宇, 魏晓虎, 冯岸超*, 汤华燊*
2017, 29 (10): 1184-1194 | DOI: 10.7536/PC170340
出版日期: 2017-10-15
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摘要
近年来，刺激响应聚合物因其独特的性质而受到广泛关注，这类聚合物能够感受外界环境刺激（包括光、电、热、力、氧化还原、pH、化学、环境和生物信号等刺激）而产生响应，从而引起体系物理或化学性质的改变。而梯度聚合物则是伴随着可控自由基聚合技术的诞生、发展而出现和形成的一类新型聚合物，区别于无规和嵌段聚合物，梯度聚合物表现出单体组成沿分子链渐变的性质，其中，由亲水性单元和憎水性单元组成的两亲性梯度聚合物在选择性溶剂中可自组装形成多种聚集体，因此具有多方面的潜在应用价值，比如超分子组装体、智能涂料、网络或这些可能应用的组合。本文调研了有关梯度聚合物方面的研究工作，综述了几种梯度聚合物的合成方法，如活性阴离子聚合法、可控自由基聚合法（包括氮氧稳定自由基聚合、原子转移自由基聚合及可逆加成断裂链转移自由基聚合）和开环聚合法等，同时阐述了梯度聚合物的自组装及刺激响应行为，尤其是其独特的热和pH敏感性。此外，还对由两亲性嵌段聚合物和两亲性梯度聚合物自组装形成的聚集体的刺激响应行为进行了详细地论述和比较，并指出了梯度聚合物的应用前景和发展方向。
肿瘤免疫治疗中的生物医用载体
陈璐扬, 赵瑾, 龙丽霞, 侯信, 原续波*
2017, 29 (10): 1195-1205 | DOI: 10.7536/PC170411
出版日期: 2017-10-15
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摘要
免疫治疗是目前一种新型的肿瘤治疗手段，通过引入并增强功能性的抗原特异性免疫反应，来实现对肿瘤细胞长期持续的免疫记忆、预防和杀伤。与传统化疗相比，肿瘤免疫治疗毒副作用较轻，可获得较好的临床治疗效果。免疫治疗从最初的抗原疫苗类，发展到目前以嵌合抗原受体T淋巴细胞（CAR-T）为代表的过继免疫细胞治疗，治疗效果不断提高。但与此同时，多种免疫治疗手段尚存在一定问题：治疗性蛋白、核酸等自身靶向性差，在体内向靶点呈递过程遇到降解、物理屏障等，及自身免疫原性引起的潜在毒性，均有待进一步完善。将多样化生物医用材料应用于免疫治疗中，即应用载体运输蛋白、核酸有助于解决以上问题。目前，载体在肿瘤免疫治疗中包含以下几个功能：（1）减少治疗性药物如蛋白质和核酸的降解；（2）提高靶向性；（3）协助跨物理屏障；（4）减少全身副作用；（5）实现持续性释放。本文沿肿瘤免疫治疗发展进程，综述多样化的新型生物医用材料载体在肿瘤免疫治疗中的特殊作用和最新进展，并指出其存在的不足和可能面对的挑战。
MOF构筑的电化学传感器及应用
姜信欣, 赵成军, 钟春菊, 李建平*
2017, 29 (10): 1206-1214 | DOI: 10.7536/PC170619
出版日期: 2017-10-15
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摘要
金属-有机框架化合物（以下简称金属-有机框架）是一类有机配体与金属中心通过自组装形成的具有三维框架结构的多孔材料，其特异复杂的结构使其具有良好的化学性能。金属-有机框架化合物在分析化学方面的应用受到广泛关注，在电化学传感器应用方面也取得了显著进展。本文简要介绍近年来金属-有机框架用于构建电化学传感器的方法及在电化学传感器中的作用；对基于金属-有机框架的电化学传感器的应用进行了综述；分析了目前金属-有机框架-电化学传感器研究中存在的问题和局限性并对其应用进行了展望。
双光子荧光探针
黄池宝*, 陈绍英
2017, 29 (10): 1215-1227 | DOI: 10.7536/PC170545
出版日期: 2017-10-15
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摘要
荧光探针作为研究生物系统必不可少的工具，借助双光子显微成像可以直观便捷地对生物活性化合物或生物功能客体成分进行实时动态三维观测与监控。近十年来发展的双光子激发荧光探针，较单光子荧光探针具有显著的优点，如高分辨率、高清晰度、高灵敏度、无光漂白、无光致毒、定靶激发、高横向与纵向分辨率、低的生物组织吸光系数及低的组织自发荧光干扰等。本文综述了近七年来的双光子阳离子探针、双光子阴离子探针、双光子SO2探针、双光子pH探针、双光子核酸探针、双光子半胱氨酸探针、双光子活性氧探针、双光子磷酸探针、双光子CO探针、双光子Alph-细胞探针、双光子CYP1A酶探针、双光子极性、黏度与温度探针的结构特性及其在生物成像方面的应用。双光子荧光探针已被广泛应用于临床诊断、疾病监测和药物筛选上，这推动了生物化学、医学和生命研究的发展。
纳米纤维素基吸附材料
茹静, 耿璧垚, 童聪聪, 王海英, 吴胜春, 刘宏治
2017, 29 (10): 1228-1251 | DOI: 10.7536/PC170616
出版日期: 2017-10-15
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摘要
纳米纤维素是一大类微纤单元直径在纳米级（2~100 nm）的新型纤维素材料，因其长径比高、比表面积大、力学性能优异及表面易于化学修饰，成为现今生物质吸附材料领域的研究热点。本文总结了近年来纳米纤维素基吸附材料方面的研究成果，介绍了以纳晶纤维素（NCC）、纳纤化纤维素（NFC）以及细菌纤维素（BC）为基材的吸附材料，及其在移除染料、重金属、CO2气体和其他污染物（如抗生素、芳香族有机物、放射性元素、易挥发的有毒有机物）的研究进展。最后，本文对纳米纤维素基吸附材料存在的问题进行探讨，并对其未来发展前景进行了展望。
纳米金属-有机框架材料的制备及应用
赵田*, 董茗, 赵熠, 刘跃军*
2017, 29 (10): 1252-1259 | DOI: 10.7536/PC170541
出版日期: 2017-10-15
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摘要
金属-有机框架材料（MOFs）自发现以来备受关注，其独特的高孔隙率结构特性、孔径可调以及可官能化等特点，在许多领域都有潜在的应用，如储气、分离、催化和热能转化等。纳米金属-有机框架材料（NMOFs）因具有纳米尺寸，既拥有传统块状MOFs的性质，也具备特殊的物理/化学特性，表现出更为优异的性能。本文介绍了MOFs的发展，及几种经典的MOFs结构及其应用；重点论述了近年来一些重要的纳米MOFs的制备方法和应用，并对纳米MOFs在新型材料领域中的应用及其发展方向进行了展望。
钒氧基电极材料特点及其改性方法
李秀娟, 曹云鹤, 华康, 王畅, 徐卫林, 方东
2017, 29 (10): 1260-1272 | DOI: 10.7536/PC170532
出版日期: 2017-10-15
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摘要
钒氧基化合物作为钒基化合物中重要的一员，其具有比容量高、价格低廉等特点，是一种极具有前景的电极材料，然而其电导率低、可溶解于电解液，造成充放电过程中倍率、循环稳定性差。本文介绍了钒氧基化合物作为锂离子/钠离子电池电极材料的研究进展，重点介绍了钒氧基化合物电化学性能降低的原因。综述了针对钒氧基化合物问题所采用的离子掺杂、表面包覆、导电物质复合解决办法，并讨论了一些具有代表性的改性后电极材料的制备方法、电化学性能及相应机制，且展望了钒氧基化合物未来的研究方向。
基于木质生物质分级利用的组分优先分离策略
蒋叶涛, 宋晓强, 孙勇*, 曾宪海, 唐兴, 林鹿*
2017, 29 (10): 1273-1284 | DOI: 10.7536/PC170403
出版日期: 2017-10-15
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摘要
木质生物质是地球上最丰富的一类生物质资源，主要由碳水化合物高分子（纤维素、半纤维素）和芳族聚合物（木质素）组成。木质纤维组分的清洁高效分离，是实现多元化、高值化生物精炼的重要基础。本文首先讨论了基于分级利用的组分分离技术与基于制备纤维素乙醇的预处理技术的不同之处；其次，梳理归纳了五种木质纤维组分优先分级分离策略：纤维素优先分离，木质素优先分离，半纤维素优先分离，木质素和半纤维素优先分离以及纤维素和半纤维素优先分离；再次，基于半纤维素优先分离策略，对国内相关的产业化应用进行了评述；最后，对木质生物质组分分离技术的当下定位和发展前景进行了总结与展望，以期对木质生物质的三大组分有较全面的价值观念和利用思路，并对木质生物质精炼技术的发展提供借鉴与参考。