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CaSH分子高精度电子结构计算及用于激光制冷目标分子的理论分析

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物理学报 2024年第2期73卷 137-144页

作者：冯卓索兵兵韩慧仙李安阳西北大学现代物理研究所陕西省理论物理前沿重点实验室西安710127 西北大学物理学院西安710127 西北大学化学与材料科学学院西安710127

作为非对称多原子分子制冷的一个重要目标分子,CaSH的冷却有望打破双原子分子及线性三原子分子在激光冷却中的技术局限.本文使用高精度的EA-EOM-CCSD(electron attachment equation-of-motion coupled cluster singles and doubles)方法... 详细信息

作为非对称多原子分子制冷的一个重要目标分子,CaSH的冷却有望打破双原子分子及线性三原子分子在激光冷却中的技术局限.本文使用高精度的EA-EOM-CCSD(electron attachment equation-of-motion coupled cluster singles and doubles)方法,通过cc-pVXZ/cc-pCVXZ(X=T,Q)系列基组外推至基组极限,得到了CaSH基态和3个最低激发态精确的几何结构及基态到激发态的跃迁能.其中,基态X^(2)A′几何结构参数分别为RCaS=2.564A;RSH=1.357A;∠CaSH=91.0°;从X^(2)A′到A^(2)A′,B^(2)A"和C^(2)A′的垂直激发能分别为1.898,1.945和1.966 eV,与已有实验符合得很好.进一步,在3ζ级别基组上,计算了该分子4个最低电子态的势能面,并通过求解核运动方程给出CaS键伸缩、CaSH弯曲两个振动模的频率.最后,理论计算给出的X^(2)A′(0,0,0)态到激发态A^(2)A′(0,0,0),B^(2)A"(0,0,0)和C^(2)A′(0,0,0)跃迁的Frank-Condon(FC)因子分别为0.9268,0.9958和0.9248.结合Frank-Condon因子和激发态寿命分析,本文给出了可能用于CaSH冷却的光学循环,为CaSH的激光冷却提供了理论参考.

关键词：激光冷却激发态 Franck-Condon因子光学循环

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复合纳米载体在微波可控释药方面的研究进展

工程科学与技术 2024年第2期56卷 139-150页

作者：刘雪茹刘叶刘超惠壮崔斌西北大学化学与材料科学学院陕西西安710127 西北大学化学国家级实验教学示范中心(西北大学) 陕西西安710127 西安工业大学新生院陕西西安710021 中南大学化学与化工学院湖南长沙410083

在现代癌症治疗中,传统化疗药物缺乏靶向性,常伴随严重的毒副作用,限制了化学疗法的临床应用。近年来,随着纳米技术的发展,基于纳米材料的靶向化疗成为一种新的治疗策略,特别是复合纳米材料在微波刺激下的药物释放性能,展现出了优异的... 详细信息

在现代癌症治疗中,传统化疗药物缺乏靶向性,常伴随严重的毒副作用,限制了化学疗法的临床应用。近年来,随着纳米技术的发展,基于纳米材料的靶向化疗成为一种新的治疗策略,特别是复合纳米材料在微波刺激下的药物释放性能,展现出了优异的应用前景。本文综述了这一领域的最新进展,重点分析了复合纳米材料如何在微波刺激下实现精准的药物释放,以及这种方法在癌症治疗中的潜力。复合纳米材料因其独特的物理化学性质,如高稳定性和良好的生物相容性,被广泛应用于癌症治疗中。在微波刺激下,这些材料能够实现药物的精准控制释放,从而提高治疗效果并减少对健康组织的损害。然而,复合纳米载体在生物体内的分布、靶向性和生物安全性等方面仍面临一定的挑战。例如,纳米粒子的体内稳定性和靶向能力需要进一步优化,以提高其治疗效果和减少副作用。在微波刺激诱导的药物控制释放方面,虽然已取得了一定的成果,但精确控制微波能量的传递和局部组织的加热效果仍是主要挑战之一。此外,如何确保微波能量集中于肿瘤组织而不损害周围健康组织,也是当前研究需要解决的问题。未来,随着纳米技术的不断进步和微波控制技术的改进,预计将开发出更为高效和安全的复合纳米载体,不仅能够提高药物的靶向性和治疗效果,还能在微波刺激下实现更为精准的药物释放控制。综上所述,复合纳米材料在微波刺激下的药物释放性能将是癌症治疗领域的一个重要研究方向,有望为癌症患者带来更有效的治疗选择。

关键词：复合纳米材料纳米载体靶向给药微波可控释药

三磷酸鸟苷对钼-锌单原子纳米酶的类过氧化物酶活性的影响及其便携式检测

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分析化学 2024年第6期52卷 799-808页

作者：宋志敏张玉杜衍中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室中国科学技术大学应用化学与工程学院

采用湿化学-热解法制备了具有类过氧化物酶（POD）活性的Mo-Zn单原子纳米酶（Mo-Zn SANs），探究了三磷酸鸟苷（GTP）、三磷酸腺苷（ATP）、三磷酸胞苷（CTP）、三磷酸尿苷（UTP）、二磷酸鸟苷（GDP）、一磷酸鸟苷（GMP）和鸟苷（G）这... 详细信息

采用湿化学-热解法制备了具有类过氧化物酶（POD）活性的Mo-Zn单原子纳米酶（Mo-Zn SANs），探究了三磷酸鸟苷（GTP）、三磷酸腺苷（ATP）、三磷酸胞苷（CTP）、三磷酸尿苷（UTP）、二磷酸鸟苷（GDP）、一磷酸鸟苷（GMP）和鸟苷（G）这7种分子对Mo-ZnSANs类POD活性的影响。结果表明，GTP通过静电作用和配位作用与Mo-Zn SANs结合形成新的络合物，由于带负电的磷酸基团的引入，增加了对底物TMB的亲和力，可显著增强Mo-ZnSANs的催化活性，而其它核苷酸如ATP、CTP和UTP等对Mo-ZnSANs的类POD活性几乎没有影响。基于此原理，构建了一种手机辅助信号输出的比色传感器，用于GTP的便携式检测。本方法用于检测GTP时具有良好的灵敏度和选择性，能将GTP与其结构类似物区分开，在最优条件下，检测GTP的线性范围为1～10μmol/L，检出限为0.97μmol/L，满足生物样本的检测需求。

关键词：单原子纳米酶类过氧化物酶三磷酸鸟苷便携式检测

来源：博看期刊

耦合生物质氧化转化的CO_(2)电化学还原

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化工进展 2024年第6期43卷 3310-3321页

作者：闫哲刘畅王丰旭周宏旺刘樨赵雪冰江苏华电句容发电有限公司江苏镇江212413 清华大学化学工程系应用化学研究所北京100084

化石能源的大规模使用使得大气中CO_(2)的含量不断增加。发展生物质能源等可再生能源,结合CO_(2)的转化利用对降低化石能源的依赖和减少碳排放具有重要的意义。利用可再生电能驱动CO_(2)的电化学还原生成燃料和化学品是CO_(2)转化利用... 详细信息

化石能源的大规模使用使得大气中CO_(2)的含量不断增加。发展生物质能源等可再生能源,结合CO_(2)的转化利用对降低化石能源的依赖和减少碳排放具有重要的意义。利用可再生电能驱动CO_(2)的电化学还原生成燃料和化学品是CO_(2)转化利用的一个有效途径。本文对CO_(2)电化学转化以及耦合生物质氧化转化新路线的主要研究进展进行了综述。重点介绍了CO_(2)电化学还原的催化剂、反应系统、反应机制等方面的最新进展,以及阳极耦合生物质及其衍生醇类、醛类等氧化转化的新技术。可再生电能驱动的生物质氧化转化与CO_(2)电还原相耦合不仅可以获得高值化学品,而且可以显著减少CO_(2)的净排放。因此,本文可为生物质和CO_(2)转化提供新的思路。

关键词：二氧化碳生物质电化学转化生物燃料高值化学品

基于CRISPR/Cas技术的传染性病原精准便携化检测系统

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分析化学 2024年第2期52卷 187-197页

作者：刘一辰赵茹健吕佰阳宋德锋唐艺丹姜艳芳李冰凌中国科学技术大学应用化学与工程学院中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室吉林大学中日联谊医院普通外科吉林大学第一医院基因诊断中心

以核酸为检测靶向的分子诊断方法是传染性病原体检测的金标准，但将其应用于便携化或现场快速诊断时仍存在多种限制和挑战，如特异性差、操作繁琐和便携化难等。规律间隔成簇短回文重复序列（CRISPR）/CRISPR相关蛋白（Cas）-荧光检测... 详细信息

以核酸为检测靶向的分子诊断方法是传染性病原体检测的金标准，但将其应用于便携化或现场快速诊断时仍存在多种限制和挑战，如特异性差、操作繁琐和便携化难等。规律间隔成簇短回文重复序列（CRISPR）/CRISPR相关蛋白（Cas）-荧光检测方法有望大幅提升核酸识别的特异性和信噪比。本研究开发了环介导等温扩增（LAMP）-CRISPR/Cas-便携化灰度读取仪检测系统。在CRISPR RNA (crRNA)存在下，利用CRISPR/Cas12a体系实现了对自主设计的甲型和乙型流感病毒核酸LAMP扩增反应体系的精准荧光检测，验证了CRISPR/Cas体系的高选择性和通用性。配套自主开发的便携化灰度读取仪，可同时实现荧光信号的低成本采集和高可靠性可视化判读，检测结束后直接输出样品的阳/阴性结果。利用本检测系统对实际样本进行了分析，验证了其可靠性和实用性，证明了本系统能够实现流感病毒的高灵敏、高特异性便携化分析。

关键词：等温扩增 CRISPR-Cas 荧光便携化检测流行性病原灰度读取仪

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富氮唑含能内盐研究进展

火炸药学报 2024年第7期47卷 591-600,I0001页

作者：鲁鸿魏颢西北大学化学与材料科学学院陕西西安710027

基于重氮基、亚氨基和富氮唑等正离子内盐结构,综述了近10年来单环、联环、稠环唑类等富氮唑含能内盐的合成方法和理化性能,阐明了富氮唑内盐结构的能量水平和稳定性,并对不同结构富氮唑含能内盐发展方向进行了总结:(1)重氮内盐较传统... 详细信息

基于重氮基、亚氨基和富氮唑等正离子内盐结构,综述了近10年来单环、联环、稠环唑类等富氮唑含能内盐的合成方法和理化性能,阐明了富氮唑内盐结构的能量水平和稳定性,并对不同结构富氮唑含能内盐发展方向进行了总结:(1)重氮内盐较传统无铅绿色起爆药二硝基重氮酚(DDNP)具有更好的爆轰性能,应深度挖掘富氮唑烷基桥联与联环结构带来的热稳定性优势,探索其在耐热起爆药领域的应用潜力;(2)亚氨基-偕二硝基甲基内盐能够改善重氮盐因低键能导致的感度问题,但其热稳定性仍需进一步优化;(3)应充分发掘富氮唑正离子含能内盐结构和致爆基易于调整的特性,同时利用其与离子盐、共晶之间优势的互补,拓展含能内盐在高能钝感炸药、高能推进剂、绿色气体发生剂及耐热含能材料等领域的应用。

关键词：有机化学含能内盐富氮唑高能量密度材料 DDNP 气体发生剂

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煤固废基分子筛的制备及其应用进展

化工进展 2024年第5期43卷 2311-2323页

作者：张国卿宋舒波王兴瑞巩苗苗王旭许宇鸿冯继越张福扬陈汇勇西北大学化工学院陕西西安710069

从煤基固废高值化利用以及分子筛材料低成本制备两方面的迫切需求出发,本文以煤矸石、粉煤灰、煤气化渣和煤液化渣四种最主要的煤基固废为研究对象,从形成机制、化学组成、矿物性质以及结构与形貌特征等多方面阐述以其为原料制备分子筛... 详细信息

从煤基固废高值化利用以及分子筛材料低成本制备两方面的迫切需求出发,本文以煤矸石、粉煤灰、煤气化渣和煤液化渣四种最主要的煤基固废为研究对象,从形成机制、化学组成、矿物性质以及结构与形貌特征等多方面阐述以其为原料制备分子筛的优势及可行性;系统总结了煤基固废活化预处理及晶化转化为分子筛的主要方法;以典型案例的形式,介绍并分析了煤固废基分子筛在气/液相吸附、多相催化等领域的应用优势。基于对煤固废基分子筛的制备、改性以及应用研究进展的综述与总结,提出了低能耗活化与晶化、骨架类型的拓展以及多领域应用探索三方面的研究趋势。

关键词：煤基固废高值化利用分子筛低成本制备

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基于活细胞的微生物砷离子传感器的性能拓展与优化

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分析化学 2024年第6期52卷 885-898页

作者：崔明航李佳佳汪劲汪尔康房晓娜中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室中国科学技术大学应用化学与工程学院东北师范大学化学学院

在全细胞微生物传感器的开发中，细胞的代谢活性状态和信号输出形式等因素会直接影响传感器的稳定性和可重复性等性能，给传感器的应用开发中标准化方法的建立带来了挑战。本研究选择基于Replication protein L(RepL)信号放大器的砷离... 详细信息

在全细胞微生物传感器的开发中，细胞的代谢活性状态和信号输出形式等因素会直接影响传感器的稳定性和可重复性等性能，给传感器的应用开发中标准化方法的建立带来了挑战。本研究选择基于Replication protein L(RepL)信号放大器的砷离子传感器为研究对象，探究了不同条件对砷离子传感器的检测性能的影响。研究结果表明，细胞的培养环境、生长状态（如不同的生长期）、报告子的类型以及诱导时长等均会对砷离子传感器的检测性能产生显著影响。传感器在不同培养基中的稳定性差别较大，其中在LB培养基中展现出更高的稳定性。同时，不同生长期的细胞也展现出不同的检测性能优势：在平台生长期的细胞中，传感器的检测灵敏度和线性度更佳；在对数期的细胞中，检出限更低。此外，传感器的响应存在最优的诱导时长，过长或过短的诱导时间都会影响传感器的响应，本研究中砷离子传感器的最佳诱导时间约为2～3 h。通过对3种荧光蛋白报告子的对比研究发现，荧光蛋白的选取对传感器检出限的影响不大（均在5～10μg/L范围内），但会显著改变传感器的响应时间（从40 min到2 h）；同时，荧光蛋白的发光亮度越高，传感器响应越快。本研究结果表明，可以根据不同的需求选取不同状态的细胞，以最大限度优化细胞传感器的检测性能，拓展传感器的应用空间。本研究结果为微生物传感器在实际检测中的应用提供了可靠的依据。

关键词：砷离子微生物传感器培养基细菌生长阶段荧光蛋白报告基因响应时间

稀土修饰对Cu/Al_(2)O_(3)催化乙酰丙酸乙酯加氢性能的影响

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应用化学 2024年第3期41卷 340-348页

作者：商宗玲张弨赵凤玉中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院合肥230026 中国科学院长春应用化学研究所吉林省绿色化学与过程重点实验室长春130022

生物质催化转化制大宗化学品符合低碳战略的重要研究方向,将纤维素衍生物乙酰丙酸乙酯转化为1,4-戊二醇是最具前景的技术路线之一。非贵金属铜基催化剂在该反应中表现出较好的活性,Cu/Al_(2)O_(3)在160℃、4 MPa H_(2)条件下催化乙酰丙... 详细信息

生物质催化转化制大宗化学品符合低碳战略的重要研究方向,将纤维素衍生物乙酰丙酸乙酯转化为1,4-戊二醇是最具前景的技术路线之一。非贵金属铜基催化剂在该反应中表现出较好的活性,Cu/Al_(2)O_(3)在160℃、4 MPa H_(2)条件下催化乙酰丙酸乙酯氢解制1,4-戊二醇收率为50.8%,经稀土改性后催化剂的活性和选择性显著提升,其中CuNd0.25/Al_(2)O_(3)催化剂上获得1,4-戊二醇的收率高达92.7%。通过对催化剂性能以及X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)、氢气程序升温脱附(NH3-TPD)和CO红外吸附(CO-DRIFT)等表征结果的分析发现,稀土元素的存在不仅改变了Cu活性中心的还原性质、分散度和电子结构,还改变了催化剂表面酸、碱性位点的分布。稀土元素的修饰既促进了催化剂表面反应物的吸附与活化,又抑制了目标产物1,4-戊二醇的脱水副反应,从而提高了活性和选择性。

关键词： Cu/Al_(2)O_(3)催化剂稀土修饰 1,4-戊二醇乙酰丙酸乙酯氢解