微资讯:梯瓦制药大裁员竟引发以色列全国罢工抗议 | 福建规范高层次人才流动,高校不得以“人才头衔”定薪酬

【12月18日】福建规范高层次人才流动,高校不得以“人才头衔”定薪酬 近日,福建省教育厅就高校人才流动下发通知明确,要科学合理统筹人才薪酬待遇,高校之间不得片面依赖高薪酬高待遇竞价抢挖人才,不得简单以“学术头衔”“人才头衔”确定薪酬待遇、配置学术资源。 福建要求,各地各校要立足自身人才培养,完善机制,促进青年人才脱颖而出,人才引进要坚持正确导向,确保合理有序。高校要处理好人才“内培外引”关系,在积极培育自有人才的同时,鼓励拓宽海外境外引才渠道,不倡导省内高校互挖人才,不鼓励省重点建设高校从省内山区高校引进人才。 同时,福建鼓励支持高校建立协商沟通机制,探索建立人才成果合理共享机制,探索人才流动中对前期培养投入的补偿机制,努力形成高校、人才各方共赢的良好局面。 http://paper.jyb.cn/zgjyb/html/2017-12/18/content_491303.htm?div=-1 【12月17日】以色列全国罢工抗议梯瓦制药大裁员 日前,以色列仿制药巨头梯瓦(Teva)宣布将在全球裁员1.4万人,相当于其员工总数的四分之一,其中包括以色列的1700人。该公司是以色列最大的私营部门雇主之一,在以色列拥有约6800名员工,在全球拥有约5.7万名员工。这激怒了工会和政界人士,他们认为,梯瓦制药的员工不应该为公司在国外的失败投资买单。 近日,以色列总工会号召该国机场、银行及政府机构等举行团结罢工,以支持以色列仿制药巨头梯瓦制药的员工抗议该公司裁员的活动。此次罢工导致以色列主要国际机场和港口停止运营。银行和政府服务被迫关闭,医院也被迫收缩了业务。耶路撒冷市长Nir Barkat也加入了罢工行列,并对罢工者表示,他将尽一切所能让梯瓦制药的工厂继续开业。 https://www.cnbc.com/2017/12/17/israeli-workers-strike-nationwide-to-protest-teva-layoffs.html 【12月17日】中国高校社会影响力排行榜发布 日前,以“新时代 新使命”为主题的人民网2017大学校长论坛在天津东丽举行。人民网总编辑余清楚在论坛上发布中国高校社会影响力2017年度排行榜。清华大学、北京大学、武汉大学、浙江大学、上海交通大学、复旦大学、中国人民大学、中山大学、天津大学、南开大学入选榜单前十位。 据了解,排行榜选取了164所部属重点高校及地方重点院校,进行全方位评估。在社会影响力前十位的高校中,清华大学以99.68分排名首位。从各子项来看,清华大学在多项细分项中拔得头筹,如媒体影响力、网络舆论影响力、科研影响力等方面实力占优。 http://edu.people.com.cn/n1/2017/1216/c415829-29711088.html 【12月17日】清华大学成立两交叉学科实验室 日前,清华大学脑与智能实验室、未来实验室正式成立。清华大学希望通过提供学科交叉平台,集合多个学科资源,促进产生更多创新成果。脑与智能实验室主任、清华大学教授王小勤说,实验室未来主要研究方向包括开发新型的脑活动测量、解决脑疾病、攻关类脑技术、推动通用人工智能系统研究等。 清华大学科研院院长周羽介绍,这两个实验室成立的背后,伴随的是清华大学鼓励教师跨院系兼职制度等人事制度改革的新尝试。清华大学校长邱勇介绍,清华大学在学校层面成立了跨学科交叉研究工作领导小组和跨学科交叉科研机构管理办公室,设立了促进交叉研究的专项基金。“这两所实验室的目的是吸引全世界最顶级的学者,产出重大的国际前沿学术成果。两个实验室还将秉持开放的态度与企业开展广泛合作,加快重大技术成果的应用,形成共赢合作的长效机制。” http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/12/397352.shtm 【12月17日】湖南常德现4份活禽市场样本H7N9阳性,暂无人感染H7N9 根据湖南省、市《2017年不明原因肺炎与人感染禽流感监测防控实施方案》的要求,2017年12月15日常德市疾控中心对各县市区疾控中心上送的活禽市场环境标本进行检测,当日共检测标本32份,其中有4份标本检测结果为H7流感病毒核酸阳性,来源于武陵区1份、汉寿县1份、安乡县1份和西湖管理区1份。截止2017年12月17日常德市尚未报告人感染H7N9禽流感病例。 根据监测结果,证明部分活禽交易市场销售的活禽存在感染甲型H7N9禽流感病毒的情况。按照人感染H7N9禽流感的流行特征,市疾控中心专家通过认真分析研判,发生大规模人禽流感疫情的可能性不大,但仍有发生散发病例的风险。 http://changde.cdyee.com/content/2017-12/17/content_861815.htm http://www.bjnews.com.cn/news/2017/12/17/468945.html 【12月15日】科学引文索引SCI收录中国论文数居世界第二 中国科学技术信息研究所日前发布的最新中国科技论文统计结果显示,科学引文索引SCI收录中国论文连续第8年排在世界第二位,占世界份额的17.1%,较上年提升了0.8个百分点。 2016年,SCI数据库世界科技论文总数为189.67万篇,比2015年增加了4.4%;收录中国科技论文32.42万篇;排在前5位的是美国、中国、英国、德国和日本。美国有50.23万篇论文被收录,约为中国的1.5倍。 中国科研人员作为第一作者共发表29.06万篇SCI科技论文,比2015年增加9.5%,占世界总数的15.3%。此项排序,中国也居世界第二位,仅次于美国。 http://news.xinhuanet.com/politics/2017-12/15/c_1122117788.htm 【12月14日】食药监总局:暂停进口英国徕卡HER-2检测试剂盒 日前,国家食品药品监督管理总局发布《总局关于暂停英国Leica Biosystems Newcastle Ltd HER-2检测试剂盒(免疫组织化学法)产品进口的公告》(2017年第153号),公告称总局在组织对进口医疗器械开展境外生产现场检查时,发现英国徕卡公司(Leica Biosystems Newcastle Ltd)的HER-2检测试剂盒(免疫组织化学法)主要原材料小鼠IgG和过氧化氢供应商发生了变化,未按要求进行变更,违反了《体外诊断试剂注册管理办法》有关规定。 为保证公众用械安全,根据《医疗器械监督管理条例》(国务院令第680号)第五十五条等规定,食药监总局决定自即日起,暂停徕卡公司HER-2检测试剂盒(免疫组织化学法)产品进口,依法组织处理。 http://www.sda.gov.cn/WS01/CL0050/219211.html

来源: X-MOL 2017-12-18

细胞分裂的“化学Timer”,抠掉“停止键”或能抗癌?

计时器(Timer),可能是实验室里最不起眼但又无法缺少的设备。有没有开了反应半天才突然惊觉没有按下Timer的经历? 计时器。图片来自网络 做实验少不了计时器,细胞分裂也一样少不了计时器。分裂是最基本的细胞活动之一,人从一个受精卵变成多细胞团,再到胚胎、幼儿直到成年,中间经历了无数次细胞的分裂,可谓生命不息,细胞分裂不止。细胞分裂形成新器官、新组织,分裂产生的新细胞还代替死亡或损坏的老细胞,维持身体的正常运转。就以我们的皮肤为例,据统计每过一个月我们的皮肤细胞就完全更新一次。科学家已经知道细胞有内在的计时器,保证每次分裂的时间至少持续半小时,以便将遗传物质平均分配到两个子细胞中。不过,这种细胞分裂计时器的工作原理一直以来还是个秘密。 最近,比利时鲁汶大学(University of Leuven)的Mathieu Bollen和Junbin Qian等科学家揭示了细胞分裂计时器的化学基础,并且认为这可能为抗癌疗法找到了新的药物靶点。相关工作发表在近期的Molecular Cell 杂志上。 人体细胞的有丝分裂(mitosis)过程中,母细胞的染色体进行复制,随后两个包含微管的纺锤体与这些染色体相连,将每个染色体的两份拷贝相互分离并拉向相反的方向。就这样,这些染色体被平均分配到两个子细胞的细胞核中,这一过程保证了子细胞与母细胞在基因上保持一致。下图展示了癌细胞有丝分裂的两个阶段。紫色的是已复制的染色体,绿色的是带微管的纺锤体。图中靠上的细胞已经完成染色体复制正要开始分离,而靠下的细胞已完成了分离过程。 癌细胞分裂的两个阶段。图片来源:Mol. Cell 如果一切都很顺利,确实就会形成两个正常的新细胞,但现实却不是如此。本文通讯作者Mathieu Bollen博士说,“微管附着到已复制染色体的过程出现意外情况很正常。有时会有一个染色体没有连接上,它就不能被拉到新的细胞中;有时又会有两个染色体拷贝被拉进同一个子细胞中。不管染色体多了还是少了,正常情况下都将导致细胞的死亡。不过也有例外,一些癌细胞的分裂过程中发生这种意外,不但不会死亡,还能加速分裂。” 但细胞也有自己的办法尽量减小意外带来的损失。文章的第一作者、通讯作者Junbin Qian博士发现细胞内的计时器给了细胞修正相关问题的时间。他说,“细胞分裂过程刚开始,一个关键蛋白BUB1就被磷酸化,带上了一个磷酸基团,这像是细胞分裂的计时器按下了开始键。大约半小时后,这个磷酸基团会被去除,BUB1回复到之前的状态,计时结束。在计时期间,染色体的分配处于暂停状态,细胞就有机会修正错误。”也就是说,在细胞分裂的早期,BUB1发生磷酸化;在细胞分裂的前中期,通过MAD1/2感知染色体附着情况;在细胞分裂的中期,磷酸化的BUB1去磷酸化,这样纺锤体装配检验点(spindle assembly checkpoint,SAC)的生化计时器就完成了一个计时循环。 细胞分裂的生物化学计时器。图片来源:Mol. Cell 这项研究除了对解释细胞分裂这一基本生命现象有重要意义,在治疗癌症方面也有很大潜力。众所周知,癌细胞能够快速分裂,使肿瘤迅速成长,并有转移的风险。而且快速分裂还是癌细胞产生耐药性的基础之一,同时也会挤占正常细胞的养分。人类已经有了一些针对微管的抗癌药物,例如紫杉醇。可惜,紫杉醇等药物毒性较大,有很多副作用。现在,科学家知道了细胞分裂计时器的工作原理,就能够以此为靶点,寻找新的抗癌药物。比如,抠掉这个计时器的“停止键”,使计时器保持“开”的状态,让癌细胞分裂处于停滞状态,最终导致癌细胞死亡。由于这种策略直接打击癌细胞的增殖能力,可谓釜底抽薪,配合上现有的其他抗癌疗法,相信会有好的效果。 细胞分裂计时器原理用于抗癌药物发现。图片来源:Mol. Cell 原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文): An Attachment-Independent Biochemical Timer of the Spindle Assembly Checkpoint Mol. Cell, 2017, 68, 715-730.e5, DOI: 10.1016/j.molcel.2017.10.011 编译自: https://phys.org/news/2017-11-scientists-chemical-basis-cell-division.html (本文由氘氘斋供稿)

来源: X-MOL 2017-12-17

三齿鳌合配位的导向基团控制烯烃的区域选择性氢化官能化

导向基团定位过渡金属催化的偶联反应在最近几十年里得到了快速的发展,其中Pd(II)催化剂参与的C-H键活化和C-C键官能化反应引起研究者的广泛关注。对于Pd(II)催化烯烃的氢化官能化,反应过程中倾向于形成Pd金属杂五元环中间体,因此通常发生导向基团邻近位点的官能化,远程官能化过程则需要经历Pd金属杂六元环中间体。以往的研究发现,当形成五元环物种位阻较大时,Pd(II)催化剂可与烯烃形成Pd金属杂六元环中间体,而通过导向基团或配体调控环金属化选择性的方法目前鲜有报道。 2016年,美国斯克里普斯研究所(The Scripps Research Institute,TSRI)的Keary Engle教授报道了8-氨基喹啉(AQ)作为导向基团,Pd(II)催化3-丁烯酸衍生物参与的烯烃双官能化反应。反应中经历Pd金属杂五元环中间体,进而发生亲核试剂的γ-选择性加成。当作者将该催化体系拓展到底物4-戊烯酸时,由于反应过程中很难形成Pd金属杂六元环中间体,其结果并不理想,最终仅得到11%的目标产物,并伴随着β-H消除及烯烃异构化等副反应发生。底物在发生β-H消除时,过渡金属中心需要形成空配位点接受负氢离子的配位,他们设想在底物中引入一种对催化中心三齿鳌合配位的导向基团来抑制这一过程,同时对Pd金属杂六元环物种加以稳定。与此同时,他们还需要考察第三个配位点的电子及空间特性,以确保鳌合过程可逆进行。 Keary Engle教授。图片来源:TSRI 最近,他们又设计了一种三齿鳌合配位的导向基团,在Pd(II)催化4-戊烯酸的双官能化过程中可以有效稳定热力学及动力学均不利的Pd金属杂六元环中间体,成功实现了底物4-戊烯酸的远程官能化。除此之外,烯丙基醇、高烯丙基胺以及双高烯丙基胺等也可以顺利地参与反应。相关工作发表在Journal of the American Chemical Society 上。 图1. 三齿鳌合配位的导向基团稳定Pd金属杂六元环中间体。图片来源:J. Am. Chem. Soc. 作者首先合成了一系列含有不同双齿、三齿鳌合配位导向基团的4-戊烯酸衍生物,通过对不同导向基团的筛选,考察Pd(II)催化4-戊烯酸衍生物氢化官能团化的反应情况。含有AQ导向基团的底物IA参与反应仅得到13%的产物II,并伴随着大量β-H消除和烯烃异构化的副产物。双齿的PIP导向基团B修饰的底物参与反应时同样不理想。使用氨基酸衍生的三齿鳌合导向基团C-F时,目标产物的产率有所上升,β-H消除的副产物随之下降,但是仍然存在烯烃异构化的副产物。随后他们尝试将AQ的C2位引入芳香杂环构建三齿配体,最终发现2-吡啶取代的导向基团可以达到最优的效果,以97%的收率得到目标产物,副反应过程得到很好地抑制,而辅基2-吡啶基-8-氨基喹啉(PAQ)也可以方便地以克量级制备并循环使用。 图2. 导向基团的优化。图片来源:J. Am. Chem. Soc. 接下来,他们对底物的适用性进行了考察。羟基香豆素类衍生物在A反应条件下可以较高的收率得到目标产物(4a-4c),Meldrum酸会原位水解得到相应的脱羧产物4d,1,3-双羰基化合物在B反应条件下可以较好地兼容(4e),贫电子和富电子的(杂)芳香烃亲核试剂都能顺利地参与反应(4f-4l),烯烃脂肪链上的α、β-取代基对反应也没有明显影响(4m-4n)。除此之外,内烯烃以及烯丙醇衍生物也适用于该反应体系(4o-4q)。反应后导向基团也可以通过6 M的HCl轻松消除。 图3. 底物普适性的考察。图片来源:J. Am. Chem. Soc. 接下来,他们进一步拓展底物的适用范围,考察高烯丙基胺是否可以参与烯烃的氢化官能化过程。通过导向基团的筛选,他们发现2,2'-联吡啶胺(PPA)是最理想的导向基团,并且可以方便地以克量级进行大规模制备。在最优条件下,反应可以82%的收率得到7a。该反应具有良好的底物适用性,N-甲基吲哚与4-戊烯酸衍生物不发生反应,但能与高烯丙基胺以中等的收率反应得到7f。他们还发现,PAQ与PPA两种导向基团可以引导底物高烯丙基胺分别发生不同区域选择性的官能化,使用PAQ导向基团对L-烯丙基甘氨酸进行修饰,反应可以得到60%的反马氏加成产物;而使用PPA时却得到88%的马氏加成产物。 图4. 高烯丙基胺底物适用性的考察。图片来源:J. Am. Chem. Soc. 对比AQ与PAQ作为导向基团修饰3-丁烯酸衍生物参与烯烃的氢化官能化反应,作者认为PAQ导向基团辅助参与亲核钯化时,相比于5-5-5型的Pd金属杂环状中间体,形成5-5-6型的三环中间体可以更好地释放环张力,在热力学上更稳定。 图5. 导向基团控制的3-丁烯酸衍生物的区域选择性氢化官能化。图片来源:J. Am. Chem. Soc. 最后,他们对反应机理进行了深入的研究。烯烃6与化学计量的Pd(OAc)2在MeCN中反应,可以86%的收率得到络合物15,作者通过理论计算得出这一过程将释放17.1 kcal/mol的能量,比以往报道的双齿配体与过渡金属中心结合所释放的能量更高;随后15与4-羟基香豆素反应,并未观察到亲核钯化的烷基Pd(II)物种17,而是直接得到去钯质子化的产物18。对于AQ导向基团,亲核钯化在室温下即可发生,但是需要加热才能完成进一步的质子化;而对于PPA,两步过程都可以在室温条件下进行。当18作为预催化剂、1,3-环戊二酮作为亲核试剂参与反应时,能以79%的收率得到产物7c,并且还伴随着7%的7a,由此说明18参与催化循环,催化过程中同时会发生配体交换。他们还对AQ及PQA导向基团修饰的底物参与反应时发生β-H消除与分子内去钯质子化过程的能量进行计算,当使用PQA作为导向基团时,氢化官能团化的反应途径具有更低的能垒;而对于AQ导向基团,则更易于发生β-H消除。最终,他们推测反应可能的催化循环为:Pd(II)催化剂与底物配位,并作为π-Lewis酸活化烯烃,随后发生亲核钯化,形成5-5-6型的Pd金属杂环状中间体17,17通过分子内去钯质子化得到中间体18,Pd催化剂解离得到目标产物,同时完成催化循环。 图6. 反应机理的研究。图片来源:J. Am. Chem. Soc. ——小结—— Keary Engle教授设计了一种三齿鳌合配位的导向基团,可以有效稳定Pd金属杂六元环中间体,实现了Pd(II)催化剂作用下4-戊烯酸、烯丙基醇、高烯丙基胺等一系列底物的远程氢化官能化。该反应具有良好的底物适用性,为进一步发展导向基团调控实现底物区域选择性的官能化奠定了基础。 原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文): Tridentate Directing Groups Stabilize 6‑Membered Palladacycles in Catalytic Alkene Hydrofunctionalization J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 15576, DOI: 10.1021/jacs.7b08383

来源: X-MOL 2017-12-17

通过在分子晶体中结合离子键和配位键获得稳定发光强并具有高分散度的杂化材料

有机-无机杂化半导体材料在光电和光伏领域表现出优越的性能,因而引起广泛的关注。由于这类材料具有潜在的商业化前景,在不断提高材料性能的同时,材料的稳定性越来越受到重视,也成为目前材料研究领域的热点。通过对影响材料性能和稳定性的因素进行分析并运用传统化学合成的办法对材料本身进行结构改进,进而通过结构的变化引起材料性能和稳定性的提高是其中一个最为重要的提高材料性能和稳定性的手段。 美国新泽西州立罗格斯大学的李静教授(点击查看介绍)团队多年来一直从事有机-无机杂化半导体材料的开发研究工作。近年来,该团队在基于I-VII族半导体的杂化材料方面开发出多个家族的新颖化合物,该类化合物在固态发光领域表现出优良的性能。目前该团队的工作主要集中在保持这类材料的高强度发光性能,同时进一步提高其稳定性,对于产品的商业化具有至关重要的意义。基于此,该团队最新研发出一系列性能好、稳定性强的AIO(All-in-one)型杂化分子簇化合物,相关工作发表在Journal of the American Chemical Society 上,第一作者是该团队的刘威博士。 以往报道的碘化亚铜为无机组分的杂化半导体材料主要分为中性型和离子型两种。中性型材料是指无机组分和有机组分都是中性的,两者通过共价键连接。离子型材料是指无机组分和有机组分都是离子型,两者无共价键连接,而是以离子键结合在一起。中性结构由于存在共价键连接有机和无机组分,建立了电子传输的通道,往往具有良好的发光性能,但稳定性相对较差。而离子型结构无共价键,发光性能较差,但稳定性较好。针对以上的特点,李静教授团队用一系列既具有配位原子又带有电荷的配体,设计合成出一系列新型的AIO杂化半导体结构。在这样的结构中,无机组分整体带负电,有机组分整体带正电,两者通过共价键连接,如图1所示。由于该类结构既存在共价键,又存在离子键,不但保持了整体杂化材料的发光性能,其稳定性也得到了显著的提高。 图1. (a)左上:中性型杂化结构的示意图,左下:离子型杂化结构示意图,右:AIO型杂化结构示意图;(b)AIO型结构中无机组分结构的示意图;铜原子:青色,碘原子:紫红色,氮原子:蓝色,磷原子:绿色,硫原子:黄色。 通过对一系列材料的表征和分析,他们确定了其结构和性能,相关数据整理在表1中。该工作一共报道了10种新结构,均是AIO型的分子簇化合物。它们的无机组分一共有8种不同的结构,配体配位原子可以是N、P或S(图1)。根据配体的不同,可将其分为两组。 表1. AIO型分子簇化合物的光学和稳定性参数 第一组是由非芳香型配体(主要是三乙烯二胺的衍生物)构成,第二组是由芳香型配体(主要是苯并三唑衍生物)构成(表1)。基于对电子结构的理论分析,第一组化合物带隙宽,并具有热致变色性能;第二组化合物带隙小,同时具有热激活延迟荧光(TADF)的性质。这些材料在紫外光(360 nm)的激发下内部量子产率绝大多数都在70%以上,有些达到90%以上,与商业化荧光粉的指标接近。第二组化合物可被低能的蓝色光(450 nm)激发,从而可以与蓝光LED灯芯组合制备白光LED灯具。同时,由于它们都是分子态的离子对(ionic pair),因而在常见的有机溶剂中具有很好的溶解性,很容易制备薄膜和涂层。图2是该团队设计的模拟LED灯具的图像。这一类荧光粉是该团队研发的第四类荧光粉,相比于前三类荧光粉,这一类材料具有卓越的性能,是目前含碘化亚铜的杂化结构中最有希望实现商业化的材料(表2)。 图2. 使用AIO型荧光粉制作的LED灯具 表2. 四组(I-IV)荧光粉的性能比较 总结 李静教授团队合成了一系列碘化亚铜为无机组分的AIO型有机-无机杂化分子团簇。这一类结构同时具有优越的发光性和高稳定性,同时不含有稀土金属元素,有潜力成为目前发光照明灯具中含稀土元素荧光粉的替代品。作者认为这种利用配位键和离子键组合的材料研发方法也适用于其他功能材料的开发和改性。 该论文作者为:Wei Liu, Kun Zhu, Simon J. Teat, Gangotri Dey, Zeqing Shen, Lu Wang, Deirdre M. O'Carroll and Jing Li 原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文): All-in-One: Achieving Robust, Strongly Luminescent and Highly Dispersible Hybrid Materials by Combining Ionic and Coordinate Bonds in Molecular Crystals J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 9281, DOI: 10.1021/jacs.7b04550 李静教授简介 李静教授现任美国新泽西州立罗格斯大学化学与化学生物学系资深终身教授,1984-1989年在康奈尔大学师从霍夫曼教授(1981年诺贝尔化学家得主)获得博士学位,1989-1991年在康奈尔大学的Francis J. DiSalvo教授(美国国家科学院院士)指导下进行博士后研究工作;1991年开始在罗格斯大学化学系任教至今;1995年获得美国总统教授奖,2008年受聘教育部“长江学者”讲座教授,2012年获得美国能源部颁发的首届清洁能源创新贡献奖,并入选2012年美国科学促进协会会员,2013年获得德国洪堡基金会的洪堡研究奖(Humboldt Research Award),2015年入选皇家化学学会会员(FRSC),并于2015、2016连续两年入选汤森路透集团颁布的全球高被引科学家名单;主要研究方向为节能LED、太阳能电池和新型微孔材料及其应用;迄今发表学术论文320余篇,并拥有11项专利。 李静 http://www.x-mol.com/university/faculty/39480 课题组链接 http://chemscholar.rutgers.edu/thejingligroup/ 刘威博士简介 刘威博士本科毕业于南京大学化学化工学院,随后在美国新泽西州立罗格斯大学获得博士学位,指导教授为李静教授。他在李静教授课题组一直从事有机-无机杂化半导体材料的研究及其在固态发光领域的应用,相关研究成果先后发表在J. Am. Chem. Soc.、Adv. Funct. Mater.、J. Mater. Chem. C 等杂志上。

来源: X-MOL 2017-12-17

中断CuAAC Click反应:从五元环变为六元环

注:文末有研究团队简介 及本文科研思路分析 点击化学(click chemistry)由诺贝尔化学奖获得者美国化学家Sharpless于2001年首次提出。其中最主要也是最经典的一类点击化学反应是一价铜催化叠氮化合物与端炔基化合物反应(CuAAC Click反应)生成1,2,3-三唑五元环化合物。该方法具备产量高、副反应少、反应条件温和等诸多优点,因此受到了广泛的关注。点击化学的应用涉及到了许多领域,比如在功能聚合物、表面修饰、生物大分子、DNAs及生物与化学传感器等方面均取得了瞩目的成就。 将氟原子或含氟基团引入生物活性分子能调整其生物活性,如酸度、亲脂性和代谢稳定性等,因此有机氟化学研究得到广泛关注。利用金属催化方法将含氟基团引入有机小分子化合物已成为近几年有机化学领域的研究重点和热点之一。三氟甲基在改善有机分子生物活性方面具有独特作用,近年来,含三氟甲基有机小分子的合成方法得到快速发展,截止目前,已有各种金属催化方法向芳烃和烷烃化合物上直接引入三氟甲基。 1,2,4-三嗪结构普遍存在于天然产物分子中,该结构也表现出一些特殊的药理活性(图1)。尽管三氟甲基和1,2,4-三嗪化合物在药物活性研究方面具有潜在价值,但目前为止却没有将三氟甲基直接引入1,2,4-三嗪酮类化合物的研究报道。 图1. 含1,2,4-三嗪结构的天然产物分子 最近,福州大学的翁志强(点击查看介绍)课题组发展了一种简便合成三氟甲基1,2,4-三嗪酮类化合物的新方法。该方法利用中断经典的铜催化点击化学,以端炔、有机叠氮化合物、三氟乙酸酐为原料,碘化亚铜为催化剂,三乙胺为碱,在温和条件下合成一系列三氟甲基1,2,4-三嗪酮类化合物,产率高达99%,且该合成方法条件温和,官能团容忍度高。该方法首次实现了利用铜催化直接合成三氟甲基1,2,4-三嗪酮类化合物(图2)。 图2. Cu(I)-催化的中断点击反应 通过初步的机理探究,作者提出了该反应的可能反应历程:首先在三乙胺作用下,端炔、叠氮和一价铜形成CuAAC Click反应中间体1,2,3-三唑铜I,然后三氟乙酸酐促进CuAAC Click反应中间体裂解、N-N键断裂形成中间体III,再经三氟乙酸亲核进攻、电子转移后得到三氟甲基1,2,4-三嗪酮类化合物(图3)。 图3.可能的反应机理 总之,该工作首次报道了合成一系列三氟甲基1,2,4-三嗪酮类化合物的新方法,并提出了较为合理的反应机理。因三嗪酮类化合物和三氟甲基的特殊性质,该方法及相应的三氟甲基1,2,4-三嗪酮类化合物可能在医药和材料等领域具有潜在应用价值。这一研究成果近期发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上。 该论文作者为:Wei Wu, Junwen Wang, Yukang Wang, Yangjie Huang, Yingfei Tan, and Zhiqiang Weng 原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文): Trifluoroacetic Anhydride-Promoted Copper(I)-Catalyzed Interrupted Click Reaction: From 1,2,3-Triazoles to 3-Trifluoromethyl-Substituted 1,2,4-Triazinones Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 10476-10480, DOI: 10.1002/anie.201705620 导师介绍 翁志强教授博士毕业于新加坡国立大学化学系(导师: Dr. Lai Yoong Goh),分别在新加坡国立大学(导师: Prof. Andy T. S. Hor)及美国伊利诺大学香槟分校化学系(导师: Prof. John F. Hartwig)从事博士后研究,2008年1月至2010年3月,在新加坡国立大学化学系从事教学及开展独立科研工作,2010年4月回国被聘为"闽江学者"特聘教授,至今就职于福州大学化学学院。研究方向为有机氟化学、金属催化合成方法学、含氟功能材料的制备。至今以第一作者或通讯作者在Acc. Chem. Res., J. Am. Chem. Soc., Aegew. Chem. Int. Ed., Org. Let., Chem. Commun., Chem. Eur. J. 等国际主流期刊发表论文70余篇。 欢迎对氟化学、金属催化合成方法学、功能材料制备感兴趣的硕士、博士加入本课题组。 翁志强 http://www.x-mol.com/university/faculty/9538 课题组首页 http://chem.fzu.edu.cn/html/szdw/kytd/yjfhxyjs/2017/11/02/b1218505-9d04-4b1d-96d1-89b8a6dbb183.html 科研思路分析 Q:这项研究的最初目的是什么?或者说想法是怎么产生的? A:我们的研究思路其实很简单,鉴于氟原子及含氟基团的优良性质,以及近20年来Click反应在医药、生物、材料方面的重要应用,我们就想在最经典的铜催化芳基端炔、叠氮合成五元三氮唑杂环体系中引入含氟基团,探索含氟原子或含氟基团在Click体系中的应用。那么我们需要解决的第一个问题就是探索一种新方法合成含氟Click型产物,在探究过程中,当我们向体系中加入三氟乙酸酐时,我们发现氟谱监测的结果产生了一个新的氟谱峰,分离表征后,发现形成了一个六元环结构。基于产生了这样新奇的结果,我们开展了深入研究,发表了这项研究成果,当然,后续的一些应用研究我们也正在进行。 Q:本项研究成果最有可能的重要应用有哪些?哪些领域的企业或研究机构最有可能从本项成果中获得帮助? A:在本项研究中,我们通过简便方法合成了一系列三氟甲基1,2,4-三嗪酮类化合物,因三氟甲基及三嗪酮类化合物具有特殊性质,我们估计该方法和该结构类型化合物在医药、材料方面均有潜在应用,一些医药企业或材料研究机构也可能会对我们的研究成果感兴趣。

来源: X-MOL 2017-12-17

二维种子自组装构筑多元异质结

注:文末有研究团队简介 及本文作者科研思路分析 近年来,利用活性自组装构筑形貌可控、有序的复合结构引起了广泛的关注。活性自组装最大的特点在于作为种子结构的末端具有活性,新加入的单体能够在种子的活性末端不断生长、延长,因而控制活性位点的形成可以构筑具有不同维度的复杂结构。活性自组装的概念来源于高分子化学领域,目前,在高分子聚合物领域,利用嵌段共聚物结合不同的分子间作用力已成功地组装出多维度(1D、2D、3D)的复杂纳米或微米级结构。对于有机小分子体系,构筑1D线性复合结构的方法已经成熟,但对2D或3D复合结构的形成和调控依然是个巨大的挑战。 近日,中国科学院化学研究所的车延科(点击查看介绍)团队提出一种新的构造2D复合结构的方法,为活性自组装领域开创了新的思路。车延科博士提出通过种子自组装形成具有多组分的复杂结构需要满足两个要求。首先,新加入的单体能够形成off-pathway的聚集体,从而抑制自身的自发成核;其次,加入的单体具有和稳定态种子相匹配的晶面,且种子的表面具有最低成核能,有利于单体在种子的表面成核生长。他们选择三种具有不同取代基的苝酰亚胺衍生物进行实验。如图所示,将分子1和2组装的off-pathway亚稳态按一定的比例加入到分子3组装的微米带(种子)中,分子1在种子的侧面成核形成纳米管,分子2在种子的末端成核得到螺旋,最终形成两种二元异质结结构。当向种子中连续加入分子1和2的亚稳态时,他们可以得到一种特殊的三元异质结。 多元异质结的形成主要是因为种子作为体系中的能量最低态具有最低的表面成核能,可以诱导分子1和2形成的亚稳态解聚为单体,并分别在和种子晶面相匹配的侧面和末端按照自身的分子排列成核生长。如下图所示,SEM成像表明,分子1和2先在种子上成核,随后逐渐生长出管和螺旋结构并不断延长,其生长过程与自身的组装方式一致;共聚焦光谱也证明种子上形成的管和螺旋与分子1和2自组装形成的聚集体具有相同的荧光光谱。这些工作扩展了小分子活性自组装领域,并为2D复合结构的构筑方法提供了新的思路。 这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上,文章的第一作者是中国科学院化学研究所的博士研究生柳荫。 该论文作者为:Yin Liu, Cheng Peng, Wei Xiong, Yifan Zhang, Yanjun Gong, Yanke Che and Jincai Zhao 原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文): Two-Dimensional Seeded Self-Assembly of a Complex Hierarchical Perylene-Based Heterostructure Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI: 10.1002/anie.201704015 车延科博士简介 车延科,男,博士,1978年4月出生,中国科学院化学研究所研究员,中国科学院大学教授、博士生导师;2006年获中国科学院化学研究所理学博士学位,随后在美国南伊利诺伊大学、犹他大学从事3年博士后研究和3年的研究助理教授工作;2012年入选中组部“青年千人计划”,2013年2月回国任中国科学院化学研究所研究员、课题组组长,2013年获得基金委优秀青年基金。 研究方向: 1. 新型光驱动形变和运动材料 2. 新自组装技术的开发 3. 新型荧光传感材料开发【课题组与科技公司合作开发出检测各类毒品和爆炸物的传感器,已投入市场;选择性检测各类VOCs的可穿戴式传感器,已投入市场】 http://www.x-mol.com/university/faculty/15492 科研思路分析 Q:这项研究最初是什么目的?或者说想法是怎么产生的? A:我们研究这个课题是为了拓展有机小分子体系在活性自组装领域的应用。利用小分子体系组装一维线性结构非常常见,可是多维的复合结构却很少有人报道。我们希望能利用种子自组装这种操作简单、方便可控的手段实现对多元异质结的构筑和调控,并分析其形成机理,从而为今后的课题发展提供一个新的思路。 Q:研究过程中遇到哪些挑战? A:该研究中最大的挑战是对组装过程的控制和机理的研究。小分子的自组装易受环境、实验操作、生长条件等影响,若想实现对多元异质结的有效调控,我们必须严格控制组装条件,尽可能减小外界的影响和实验误差。而且,小分子组装的聚集体结晶性差,很难对其分子排列进行解析,所以对直接证据的寻找非常艰难,我们希望未来可以进行更进一步的探索和研究。

来源: X-MOL 2017-12-17

微资讯:大清洗!Teva超估裁员14000人 | 世界首个模拟发电细胞“电器官”问世

12月14日】大清洗!Teva超估裁员14000人 近日,以色列医药巨头梯瓦制药(Teva)宣布,将削减25%的员工,在全球范围内裁员14000人。这个计划是该公司为期两年的重组计划的一部分,旨在2019年年底前将公司运营成本降低30亿美元。裁员计划立竿见影的提升了该公司股价,在宣布削减成本计划后上涨了12%。 梯瓦制药没有说明裁员具体将在哪里进行,这家总部位于以色列的公司在80个国家运营,每年生产1200亿粒药片和胶囊。该公司表示,其产品每天约有2亿患者使用,但却负债累累。截至9月底,该公司的债务为347亿美元,较6月底略有下降。 该公司新任首席执行官Kare Schultz在给员工的信中写道:“这么大规模的减少劳动力十分困难,然而,在目前的形势下,除了这些极端的措施,我们已别无选择。” http://money.cnn.com/2017/12/14/investing/teva-job-cuts-pharma/index.html 【12月14日】南京理工大学智能交通技术成治堵“神器” 据悉,南京理工大学“江苏省智能交通信息感知与数据分析工程实验室”即将与腾讯公司共建“南京理工大学—腾讯互联网 交通大数据创新应用联合实验室”,一个全要素、多维度的智能交通系统已经铺开,传统的城市道路、高速公路成为智慧的神经网络。 据了解,全息3D雷达的交叉口自适应控制系统集测速、测距、测角三种功能于一身,可监测记录宽至8车道、最远距离达220米的区域范围内车辆的流量、速度、排队长度、车型、车头时距等交通流信息。系统收到交通数据后,计算出实时匹配的信号配时方案,这种“随机应变”的信号灯可提升40%的通行能力。 目前,这项成果已在美国华盛顿州、南京绕城高速、南京理工大学示范应用,并将推广到广靖锡澄等高速公路。它突破了传统地感线圈和视频监控系统的不足,通行数据准确率可达99.8%。 http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2017-12/14/content_384045.htm?div=-1 【12月14日】企业云集,37家企业向东莞理工学院捐赠3.2亿元 日前,东莞理工学院举行支持高水平理工科大学建设捐赠仪式,参与本次捐赠的共有37家热心企业,共计捐款3.2亿元人民币。其中,北京奇安信科技有限公司向学校捐赠5000万元软件设备,用于建设网络安全实验室。广东捌毫米文化发展股份有限公司向我校捐赠4000万元用于共建“粤港澳大湾区视觉艺术中心”。 东莞理工学院是广东东莞的第一所普通本科院校,诺贝尔物理学奖获得者杨振宁任名誉校长。2015年9月,该校被确定为省市共建高水平理工科大学建设单位,获得了社会各界的高度关注和支持。据了解,加上前期该校教育发展基金会获得的社会捐赠1亿多元以及去年的1.4亿元捐赠,学校共获得了5.6亿元社会捐赠金额。这些资金将全部用于高水平理工科大学建设。 http://www.dgut.edu.cn/dgut/ggyw/201712/aa378fcecb014ac4a1f56d7355e7e11a.shtml 【12月14日】食药监总局:暂停进口英国百赛公司的硫酸钙和可吸收人工骨粉 日前,国家食品药品监督管理总局发布《总局关于暂停英国Biocomposites.Ltd硫酸钙和可吸收人工骨粉产品进口的公告》(2017年第152号),公告称总局在组织对进口医疗器械开展境外生产现场检查时,发现英国百赛公司(Biocomposites.Ltd)在中国注册产品硫酸钙和可吸收人工骨粉均为单独注册,但现场发现两种产品均是以组合包的形式发往中国销售,其内包装的注射器和注射用水未在中国注册,与申报注册的产品不一致,涉嫌违反《医疗器械监督管理条例》以及《医疗器械注册管理办法》有关规定。 为保证公众用械安全,根据《医疗器械监督管理条例》(国务院令第680号)第五十五条等规定,国家食品药品监督管理总局决定自即日起,暂停百赛公司以组合包形式的硫酸钙和可吸收人工骨粉产品进口,并对相关案件线索依法组织调查处理。 http://www.sda.gov.cn/WS01/CL0050/219210.html 【12月14日】世界首个模拟发电细胞“电器官”问世 近日,英国《自然》杂志发布了一项工程学最新进展:欧洲科学家报告了首个模拟发电细胞的“电器官”。这是一种利用生物相容性材料制成的柔性超级电源,灵感源于一种以短暂强力放电而闻名的电鳗,符合软体机器人的需求,并将在移植物、可穿戴设备上发挥巨大潜力。 研究人员表示,随着技术与生物体的融合不断推进,具有生物相容性、机械顺从性并且能捕捉生物系统内部化学能的电源,已成为一种必需。而今问世的是世界首个利用生物相容性材料制成的软体、柔性、透明的“电器官”,非常符合软体机器人的相关需求——非硬质且不需要插入接通。论文作者表示,下一代设计如能改进性能,则该系统将更广泛用于移植物、可穿戴设备和其他移动设备电源,真正打开“电器官”供应的大门。 http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2017-12/14/content_384067.htm?div=-1 https://www.nature.com/articles/nature24670 【12月12日】“气荒”蔓延,化工巨头巴斯夫在重庆的MDI项目暂时停产 据悉,近日化工巨头德国巴斯夫(BASF)在重庆的MDI生产遇到不可抗力暂时停产,原因是其合成气供应商的天然气供应短缺。巴斯夫表示,该供应商暂时没有提供合成气重启的时间表。一旦合成气供应恢复,将立即重启MDI装置并通知客户。 MDI的全名为二苯基甲烷二异氰酸酯,是用于聚氨酯树脂合成的一种重要的异氰酸酯。纯MDI主要应用于各类聚氨酯弹性体的制造,多用于生产热塑性聚氨酯弹性体、氨纶、PU革浆料、鞋用胶黏剂等。天然气为生产MDI的上游原料之一。 近期,中国天然气供应紧张,不仅处于供暖期的华北地区出现停气、限气现象,南方多地也已出现限气现象。据上海证券报报道,中国两大石油集团日前已通知川渝地区所有化肥化工企业包括气头尿素、气头甲醇厂家从12月8日起全部停车,以保华北用气。 http://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_1902964 https://www.basf.com/cn/zh/company/news-and-media/news-releases/cn/2017/12/mdi.html

来源: X-MOL 2017-12-17

中科院宁波材料技术与工程研究所碳基纳米发光材料与新型检测技术课题组招聘启事

招聘需求 副研究员1-2名、博士后2-3名,硕/博联合培养课题生3-5名 研究方向 1、碳基纳米发光材料制备与应用 2、环境污染/食品安全/疾病诊断新技术开发 任职要求 1、岗位要求:具有材料/化学博士学位;具有发光材料制备与应用或生物医学或探针设计合成相关研究经历;具有良好的英文写作能力,在国内外代表性学术期刊发表过研究论文。 2、其他要求:良好的团队合作和沟通能力;能执行实验室分配的任务;能协助指导研究生的培养。 薪酬待遇 1、按照国家及中科院制度,提供有竞争力的薪酬; 2、实验室设置丰厚的论文、专利及其它贡献奖励; 3、积极协助申请国家、浙江省、宁波市和研究所的各类人才称号; 4、优秀申请人协助申请材料所“春蕾人才”副研究员[主要针对具有2-3年工作经历的优秀博士,可获得100万元的科研经费资助,享受100平米优惠购房,20万元安家费补贴]或“特聘杰出青年研究员”[主要针对毕业一年以内的优秀博士,年收入25万,同时可获得100万元的科研经费资助,项目完成后留宁波工作,可享受20万元安家补贴]。 联系方式 联 系 人:林恒伟 联系电话:0574-86685130 联系邮箱:linhengwei@nimte.ac.cn 招聘团队简介:http://linhengwei.nimte.ac.cn

来源: X-MOL 2017-12-17

还当折纸是小孩子的玩意儿?人家各种论文都发到手软啦

小时候,男生最爱的手工莫过于折纸飞机,下课的时候满教室飞,如果运气不好还会因此被老师责备,不过玩心不死,欢乐长存。心灵手巧的女生往往能折一些千纸鹤、小星星、小动物,或者剪出漂亮的纸拉花、窗花,亦会引来大家的围观。 动物折纸。图片来自网络 折纸和剪纸不光是好玩的手工,把一张平面的纸变化为形态各异的立体艺术品,其中蕴含了奇妙的数学思想和工程设计原理。利用设计和计算,折纸剪纸艺术在实际生活和科研中也具有多种应用的可能,例如降落伞的折叠、太空探测器太阳能电池板的设计、安全气囊的结构,以至DNA、蛋白质等生物大分子的空间折叠问题。[1] 你可曾想过,科学家们利用折纸剪纸启发灵感,从平面到立体,从微观到宏观,试图折叠出这个美丽的三维世界。这些想法不但简单、有创意,而且篇篇都是好文章啊。举个最近的例子,加州理工学院的钱璐璐教授团队开发了一种成本低廉的DNA折纸技术,通过自组装形成完全自定义的结构。作为应用潜力的例证,她们用DNA创造了目前世界上最小的一副“蒙娜丽莎”画作。[2] 这一工作也登上近期Nature 杂志的封面。 DNA折纸的“蒙娜丽莎”。图片来源:Nature 柔性电子技术已成为未来发展的趋势,在可穿戴设备、生物医学工程、物联网、航空航天、机器人等领域都有很广泛的应用。简单且低成本的折纸设计可以提供远超材料本身的应变极限,赋予结构极佳的柔性和拉伸性能,并易于制备周期性的图案,实现可编程化阵列设计。有研究者基于折纸,在纸上打印了光探测器阵列,拉伸比可达1000%,扭转角度可达360°。[3] 折纸光探测器阵列(OPPDA)拉伸和扭曲及刚响应测试。图片来源:ACS Nano 其实,这种折纸方式称作Miura折叠,该方法神奇之处在于,不但可以迅速的在“折叠”状态和“平面”状态之间转换,还可以使纸张精确的折叠成一个特定的具有曲率的几何形状。 Miura折叠。图片来自网络 该技术其实已经应用在很多领域,比如空间卫星太阳能板发射前折叠起来,通常需要两个电机,一个在x轴方向上展开,一个在y轴方向上展开。日本天体物理学家发现,如果使用Miura折叠,一个电机就可以完成任务。该方法还适用于生物医学设备、机器人制造、智能建筑等行业,实现有趣的变换。 科学家还将折纸剪纸艺术中二维向三维的转化方式运用于其他材料中。石墨烯由于具有优异的柔性和机械性能,非常适合于“折纸”和“剪纸”。人们能直接从纸模型转化为石墨烯器件,例如通过光刻后的石墨烯薄膜可以用于可拉伸的晶体管。[4] 可伸缩石墨烯晶体管示意图及显微镜图。图片来源:Nature 可伸缩石墨烯晶体管。图片来源:Nature 表面修饰后的石墨烯,还可以利用纸张折叠的原理,在温度或光的控制作用下,实现自驱动,完成简单的动作(点击阅读相关)。[5] 光驱动自折叠石墨烯。图片来源:Sci. Adv. 光驱动自折叠石墨烯。图片来源:Sci. Adv. 不但修饰石墨烯可以自折叠,通过巧妙设计,高分子材料也能实现自折叠过程。无需引入特殊材料,研究者利用高分子光聚合时的体积收缩效应,完成了有趣的“折纸”,折出了多面体胶囊、花瓣以及纸鹤。该思路在可穿戴电子器件、软机器人、生物医学以及力学超材料等领域展示出广阔的前景。[6] 利用光聚合高分子自折叠。图片来源:Sci. Adv. 同样利用高分子材料“折叠”纸鹤,有研究者提出一种反向图案化方法,通过编程和计算,按照预先规定的“几何信息编码”,制备不同Nafion相的热塑材料。在加热条件下,Nafion膜会按照预留的相界面向正反不同方向折叠,并得到各种复杂的3D图案。[7] 图案预设与热塑模快速成型。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed. 形状记忆聚合物的形状可以通过拉伸改变,利用纸拉花的设计,可以使其具备极大的伸缩度。由于其记忆性,在一定温度下聚合物还能恢复原始的形状。[8] 形状记忆聚合物的剪纸设计。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed. 形状记忆聚合物拉伸和恢复。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed. 具有热膨胀性的材料,能够根据温度的变化实现体积的改变,对于一些航空航天、光学、能源和微电子应用非常重要。而利用折纸艺术,可以设计出具有更加广泛的热膨胀系数的材料。实验和模拟相结合的结果表明,通过调整折纸结构的几何参数和折痕的排列,便可以“定制”材料的热膨胀性能。[9] 热膨胀系数可调的折纸材料。图片来源:Adv. Mater. 折纸剪纸艺术还可应用在智能家居中。没错,研究者开发了一种可编程的基于剪纸材料的智能窗,即将热敏或光敏材料嵌入到窗户中,实现对气候变化的响应,实现折叠和翻转,从而达到透射和反射不同角度太阳光的目的(点击阅读相关)。[10] “剪纸”窗使用前后建筑能耗模拟。图片来源:Adv. Mater. 除此以外,有研究者设计了电驱动的剪纸材料结构,实现了简单的拉伸操作,伸缩比可达320%。并基于此制备了可控偏角的反射器,这项工作有望应用于实际的衍射光栅结构中。[11] 可拉伸反射器示意图。图片来源:Adv. Funct. Mater. 电驱动可伸缩剪纸结构。图片来源:Adv. Funct. Mater. 为了实现折纸艺术的周期性加工,研究者设计了二维膜材料加工成型为三维精细结构的策略,从微观的单个独立单元,到堆积拼接为宏观尺寸,并设计表面图案化。研究者称,该方法适用于从单晶硅到高分子,从100 nm到30 mm的膜材料,可以应用于波导、光源、集成电路、3D打印等领域。[12] 不同介孔结构的独立单元和计算设计。图片来源:PNAS 阵列设计。图片来源:PNAS 折纸剪纸艺术提供了从平面创建折叠结构图案的方法,并很容易实现周期性的排布和编程化的设计。研究者利用折纸技术,通过优化计算,设计出了不同曲面的立体图形。[13] 优化计算之立体折纸。图片来源:Nat. Mater. 也有研究者对几种特定的结构单元进行分析和计算,通过改变结构单元的长宽和重复方式,构造出多种蜂窝状结构,并实现不同的多功能形状变化。通过拓扑结构实现折纸艺术的“集成化”,同时也提出了其在超材料中的应用前景。[14] (注:本文全篇计算,数学不好者慎入~囧~) 三种蜂窝状结构单元。图片来源:Sci. Rep. 也有研究者受折纸的灵感启发,基于量子力学中的拓扑状态提出了“拓扑机制”的概念,并设计出一种具有两种截然不同的拓扑相的超材料。材料具有一个边缘上很柔软,另一边缘上保持坚硬的奇特性质。[15] 拓扑结构与折纸艺术。图片来源:Phy. Rev. Lett. 也有人将“折纸艺术”利用到能源领域,把锂离子电池做成折纸的样子。利用折叠的设计,研究者成功制备出可伸缩的锂离子电池,并巧妙的制备成表带,驱动了智能手表。相信可伸缩电池在未来可穿戴设备中将有着更广泛的发展和应用。[16] 折纸锂离子电池示意图及实物伸缩操作。图片来源:Sci. Rep. 可伸缩扭曲的折纸电池表带,驱动智能手表。图片来源:Sci. Rep. 有人甚至利用折纸剪纸完成了博士毕业论文。Erik Demaine在博士期间研究的是“一刀剪”(single cut)问题,即一张纸用任意方法折叠若干次,之后只剪一刀,是否可以得到所需形状?博士毕业后,这位牛人被MIT计算科学与人工智能实验室聘为助理教授。2003年,年仅22岁的他获得“麦克阿瑟天才奖”。现在,MIT的公开课中就能看到这位老兄的风采。 Erik Demaine和他的折纸艺术。图片来自网络 上面这些例子充分说明,折纸艺术可以很容易地应用到二维材料领域,使二维材料具有不同寻常的的光学、电子和机械性能,实现柔性可拉伸,曲面结构,甚至更复杂的折叠图案,实现多维度的材料优化升级。 在交叉学科越来越火的今天,是否应该想一想找点有意思的领域交叉?这样或许实验不再枯燥,高水平论文也不再难发。 参考文献: [1] Xu L, Shyu T C, Kotov N A. Origami and Kirigami Nanocomposites. ACS Nano, 2017, 11: 7587. [2] Tikhomirov G, Petersen P, Qian L. Fractal assembly of micrometre-scale DNA origami arrays with arbitrary patterns. Nature, 2017, 552: 67. [3] Lin C H, Tsai D S, Wei T C, et al. Highly Deformable Origami Paper Photodetector Arrays. ACS Nano, 2017, 11, 10230. [4] Blees M K, Barnard A W, Rose P A, et al. Graphene kirigami. Nature, 2015, 524: 204. [5] Mu J, Hou C, Wang H, et al. Origami-inspired active graphene-based paper for programmable instant self-folding walking devices. Sci. Adv., 2015, 1: e1500533. [6] Zhao Z, Wu J, Mu X, et al. Origami by frontal photopolymerization. Sci. Adv., 2017, 3: e1602326. [7] Oyefusi A, Chen J. Reprogrammable Chemical 3D Shaping for Origami, Kirigami, and Reconfigurable Molding. Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56: 8250. [8] Zheng N, Fang Z, Zou W, et al. Thermoset Shape-Memory Polyurethane with Intrinsic Plasticity Enabled by Transcarbamoylation. Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55: 11421. [9] Boatti E, Vasios N, Bertoldi K. Origami Metamaterials for Tunable Thermal Expansion. Adv. Mater., 2017, 29: 1700360 [10] Tang Y, Lin G, Yang S, et al. Programmable Kiri-Kirigami Metamaterials. Adv. Mater., 2017, 29: 1604262. [11] Wang W, Li C, Rodrigue H, et al. Kirigami/Origami‐Based Soft Deployable Reflector for Optical Beam Steering. Adv. Funct. Mater., 2017, 27: 1604214. [12] Zhang Y, Yan Z, Nan K, et al. A mechanically driven form of Kirigami as a route to 3D mesostructures in micro/nanomembranes. PNAS, 2015, 112: 11757. [13] Levi H. Dudte, Vouga E, Tachi T, et al. Programming curvature using origami tessellations. Nat. Mater., 2016, 15: 583. [14] Robin M. Neville, Fabrizio Scarpa, Alberto Pirrera. Shape morphing Kirigami mechanical metamaterials. Sci. Rep., 2016, 6: 31067. [15] Chen B G, Liu B, Evans A A, et al. Topological Mechanics of Origami and Kirigami. Phy. Rev. Lett., 2015, 116:135501. [16] Song Z, Wang X, Lv C, et al. Kirigami-based stretchable lithium-ion batteries. Sci. Rep., 2015, 5: 10988. (本文由小希供稿)

来源: X-MOL 2017-12-16

基于长余辉纳米颗粒的“时间分辨”指纹成像

指纹由于其专一性和不变性被用作个人身份认证的最有效特征之一,在刑事侦查、权限控制和医疗诊断等方面得到了广泛应用。手指接触物体表面后留下的指纹通常是不可见的,称为潜指纹。目前研究者已经开发了多种方法用于检测潜指纹,例如光致发光方法、显色法、质谱法、拉曼光谱法等。其中,光致发光方法具有灵敏度高、操作简单、适用于现场检测等独特优势,在指纹检测中具有广阔应用前景。但目前光致发光方法还面临一些需要解决的问题,其中一个最重要的问题就是基底背景荧光干扰。背景荧光干扰会严重影响指纹成像的灵敏度和分辨率,开发能避免背景荧光的指纹检测方法是研究者广泛关注的问题。 武汉大学袁荃教授(点击查看介绍)团队合成了一种长余辉纳米材料,并基于该材料设计“时间分辨”成像方法有效消除了指纹检测中的背景荧光干扰。长余辉材料可以在激发光源关闭后持续发光,而背景荧光的寿命通常在ns级别,因此在背景荧光衰减完后再收集余辉发光信号就可以完全消除背景荧光干扰。袁荃教授团队通过水热法直接合成了一种Zn2GeO4:Ga,Mn(ZGO:Ga,Mn)长余辉纳米颗粒,ZGO:Ga,Mn具有明亮的绿色余辉发光,而且余辉可以持续20分钟以上。表面修饰羧基的ZGO:Ga,Mn长余辉纳米颗粒通过与指纹中含有氨基的物质反应形成酰胺键与指纹结合,在激发光源关闭后,基底背景荧光迅速消失而ZGO:Ga,Mn纳米颗粒持续发光,因此可以得到清晰的指纹图像。这种基于长余辉纳米颗粒的“时间分辨”成像方法有效提高了指纹检测的灵敏度和分辨率,而且操作非常简单。指纹除了物理纹路特征以外,还含有大量的蛋白质、氨基酸、氯离子等物质。糖基化蛋白是指纹中广泛存在的一种蛋白质,与癌症等多种疾病相关。袁荃教授团队在ZGO:Ga,Mn纳米颗粒表面修饰刀豆蛋白A实现了指纹中糖基化蛋白的检测。 图1. 基于ZGO:Ga,Mn长余辉纳米颗粒的“时间分辨”指纹成像原理示意图。 袁荃教授团队基于长余辉纳米颗粒设计的“时间分辨”成像方法有效消除了指纹检测中的背景荧光干扰,为无背景成像方法的设计提供了新的思路。该成像方法不仅可以获取指纹纹路等物理信息,还可以获取指纹中与特定物质相关的生物和化学信息,有望在未来刑事侦查和医疗诊断等领域得到更进一步的应用。 图2. “时间分辨”指纹成像方法消除背景荧光干扰。(a)激发光照射下基底有蓝色背景荧光,激发光关闭后背景荧光消失而ZGO:Ga,Mn纳米颗粒持续发光,由此得到清晰的指纹图像;(b)激发光照射下基底有红色背景荧光,激发光关闭后背景荧光消失而ZGO:Ga,Mn纳米颗粒持续发光,由此得到清晰的指纹图像;(c)指纹的细节特征。 该工作发表在Analytical Chemistry 上,并被美国化学会周刊《化学与工程新闻》(C&EN)专题报道。[1] 该论文作者为:Jie Wang, Qinqin Ma, Haoyang Liu, Yingqian Wang, Haijing Shen, Xiaoxia Hu, Chao Ma, Quan Yuan* , Weihong Tan 原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文): Time-Gated Imaging of Latent Fingerprints and Specific Visualization of Protein Secretions via Molecular Recognition Anal. Chem., 2017, 89, 12764-12770, DOI: 10.1021/acs.analchem.7b03003 导师介绍 袁荃 http://www.x-mol.com/university/faculty/13606 参考资料: 1. http://cen.acs.org/articles/95/web/2017/12/Luminescent-nanoparticles-leave-glowing-fingerprint.html

来源: X-MOL 2017-12-16

“老树新花”:配位聚合物的新应用方向——绿色高能钝感含能材料

配位聚合物(Coordination Polymers, CPs)具有独特的结构,在气体分离及吸附、药物释放、催化、化学传感等领域都得到了广泛的研究。近年来,科学家创造性地把CPs引入含能材料领域,设计合成了安全性能良好、能量性质优异的新型含能配位聚合物(Energetic Coordination Polymers, ECPs),成为该领域的研究热点。目前对于高性能ECPs材料的开发主要通过不断设计结构新颖的含能配体获得,而在对已有经典富氮类分子的开发利用方面却明显不足;同时,用于构建ECPs材料的中心金属主要集中在过渡金属元素,对于更加经济环保的第I、II主族元素的研究也鲜有报道。因此,如何为先进含能材料的研发提供新的机遇成为ECPs领域探索的一个重要问题。 最近,中国工程物理研究院化工材料研究所含能材料晶体科学团队的张祺副研究员等人设计并合成了六种不同维度、结构新颖的基于碱/碱土族金属和高氮含能分子(4,5-Bis(tetrazol-5-yl)-2H-1,2,3-triazole)的含能配位聚合物。研究表明,这类化合物用作高能炸药时不仅具有良好的热稳定性、高安全性和优异的爆轰能力,同时,其中某些化合物具有非常显著的烟火剂效应,因此开辟了此类化合物丰富的含能应用前景。 图1. 通过碱/碱土族金属(Na(I)、Cs(I)、Ca(II)、Sr(II)、Ba(II))和富氮有机骨架(4,5-Bis(tetrazol-5-yl)-2H-1,2,3-triazole)构筑ECPs。图片来源:Chem. Asian J. 热分析表明,化合物6的分解温度高达397 ℃,超过以往所报道的ECPs,长储试验显示化合物6、5分别可以在80 ℃及100 ℃高温贮存48小时,满足高温沙漠等恶劣作战环境的要求;此外,安全性试验也表明这六种化合物均为不敏感含能材料(撞击感度IS > 40 J,摩擦感度FS > 360 N)。模拟计算分析发现,这六种化合物的爆速均大于7.5 km/s,其中化合物5的爆速高达9.15 km/s,爆压为39.66 Gpa,超过大部分现役含能材料。另外,燃烧试验发现,六种化合物还具有一定的烟火剂效应,其中化合物6在燃烧时表现出长时间的闪光效应,有望用于闪光弹弹药。该研究为新一代高性能含能材料的发展提供了新的研究思路。 图2. 化合物5、6的高温长储试验。图片来源:Chem. Asian J. 图3. 六种ECPs的燃烧实验。图片来源:Chem. Asian J. 这一成果近期发表在Chem. Asian J. 上,文章的第一作者为中国工程物理研究院化工材料研究所的陈东助理研究员,通讯作者为中国工程物理研究院化工材料研究所的张祺副研究员,该文章同时选为当期杂志的封面文章。 图4. 封面文章展示。图片来源:Chem. Asian J. 该论文作者为:Dong Chen, Dong Jing, Qi Zhang, Xianggui Xue, Shaohua Gou, Hongzhen Li, Fude Nie 原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文): Study on Six Green Insensitive High Energetic Coordination Polymers Based on Alkali/Alkali-earth Metals and 4,5-Bis(tetrazol-5-yl)-2H-1,2,3-triazole Chem. Asian J., 2017, DOI: 10.1002/asia.201701486 团队介绍 该团队依托于中国工程物理研究院化工材料研究所含能材料基因科学研究中心,在含能材料晶体材料方面具有突出的贡献,先后获得军队科技进步奖多项,承担多项国防重要项目及基金委重大项目,具有较强的科研和工程能力以及较好的科研氛围,为年轻科研人才提供良好的科研平台。该团队的研究方向包括含能金属有机框架材料、含能共晶材料、结晶工艺等多个方面,诚邀相关方向的优秀人才加入。

来源: X-MOL 2017-12-16

基于气压变化灵敏检测端粒酶活性的即时检测法

注:文末有研究团队简介 及本文作者科研思路分析 近几十年,即时即地检测(POCT)得到快速发展,其检测项目覆盖了几乎所有的医学检验领域,也逐渐延伸到司法、卫检、食品安全及进出口检验检疫等。目前,POCT具有庞大的市场需求,需要各种新技术融合到POCT中来,发展新型的POCT技术和仪器。陕西师范大学的金燕教授(点击查看介绍)团队与厦门大学的杨朝勇教授(点击查看介绍)合作,利用便携式气压计构建了一种灵敏检测肿瘤标志物的即时检测法。这一工作为发展POCT新技术提供了一种新的思路,其检测原理如下图所示。端粒酶是一种核糖核蛋白逆转录酶,以其自身的RNA作为模板,在人类染色体末端合成多个端粒重复的序列(TTAGGG),维持端粒长度的稳定,从而实现肿瘤细胞的永生化。底物TS末端被端粒酶延长的多个TTAGGG重复序列与铂纳米颗粒修饰的互补DNA(PtNP/cDNA)杂交,可将纳米催化剂富集到磁珠表面。他们将端粒酶的自放大作用、高效的产气反应和磁珠的分离富集作用相结合,便携式气压计可以检测出单个HeLa细胞中的端粒酶活性,通过比较气压变化值,可区分不同细胞系内端粒酶活性的差异。与以往的检测方法相比,该方法首次利用气压变化在单细胞水平即时检测端粒酶的活性,对研究不同种类单细胞间的端粒酶活性差异具有重要的意义。自动化、小型化、检验项目的多样化、集成化是未来POCT技术和分析仪器的发展方向。小巧价廉的便携式气压计非常适合用于构建通用型的POCT检测平台。 这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上,文章的第一作者是陕西师范大学的硕士研究生王彦君。 该论文作者为:Yanjun Wang, Luzhu Yang, Baoxin Li, Chaoyong James Yang and Yan Jin 原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文): Point-of-Care Assay of Telomerase Activity at Single-Cell Level via Gas Pressure Readout Anal. Chem., 2017, 89, 8311, DOI: 10.1021/acs.ananchem.7b01529 金燕教授简介 金燕,陕西师范大学化学化工学院教授,2004年12月于湖南大学获得分析化学理学博士学位,2005年至2006年在清华大学化学系博士后流动站从事博士后研究,2006年底到陕西师范大学化学与化工学院工作,2012年11月至2013年11月在美国佛罗里达大学化学系谭蔚泓教授课题组从事访问学者研究。 目前主要的研究方向为生物传感及生化分析,研究工作主要集中在光学生物传感与分析、药物筛选研究等方面;迄今为止,申请中国发明专利7项,其中已授权发明专利3项;生化分析及生物传感新原理和新方法研究方面的成果分别获得陕西省高等学校科学技术奖一等奖和陕西省科技进步奖二等奖;先后在Analytical Chemistry、Biosensors and Bioelectronics、Chemical Communications、ACS Applied Materials & Interfaces 等国内外期刊上发表论文60多篇,发表的论文他人引用1300多次;近年来,先后主持了3项国家自然科学基金,2010年入选教育部新世纪优秀人才资助计划。 金燕 http://www.x-mol.com/university/faculty/12362 杨朝勇 http://www.x-mol.com/university/faculty/14060 科研思路分析 Q:这项研究最初是什么目的? A:我们的研究兴趣是发展简单、灵敏、可靠的检测端粒酶活性的新方法。端粒酶是一种肿瘤标志物,对其活性的灵敏检测在癌症的预测、诊断和治疗方面具有重要的作用。检测端粒酶活性有经典的端粒重复序列扩增法和许多无需PCR扩增的新方法,尽管在灵敏度和实验操作方面已经取得了很大的进展,但是仍面临着一些问题。例如,大多数检测端粒酶活性的方法只检测了肿瘤细胞的平均端粒酶活性,无法反映单细胞间端粒酶活性的差异。而且这些方法基本需使用非便携式仪器,缺乏使用便携式仪器检测端粒酶活性的即时检测技术。基于此,该工作拟以端粒酶为研究对象,构建简便、灵敏检测端粒酶活性的即时检测法。 Q:研究过程中遇到哪些挑战? A:该研究中的最大挑战是实现单细胞端粒酶活性的检测:首先是单细胞的捕获,其次是如何可靠灵敏地检测单细胞中端粒酶的活性。我们对实验装置进行了改进,实验装置优良的气密性使气压信号测定更稳定、信号变化更为显著。我们不断优化实验条件,使单细胞中端粒酶引起的气压变化足以用于端粒酶活性的可靠检测。 Q:该研究成果可能有哪些重要的应用? A:该研究成果将会有较为广阔的应用前景。廉价的便携式气压计不仅可以用于疾病标志物的灵敏检测,还可以用于食品中真菌毒素、重金属和农药残留的即时检测等。

来源: X-MOL 2017-12-16
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