摘要：多肽基金属离子传感器作为一种基于多肽序列而设计的新型传感器,越来越受到研究者的关注。多肽作为一类重要的生物小分子,具有合成方法成熟、简便、成本低,且能够以多齿配位状态与金属离子结合等优点。多肽基传感器对金属离子具有高灵敏性和高选择性,且可以通过调节多肽序列进一步优化。与其他类型传感器相比,多肽基金属离子传感器具有良好的水溶性、生物相容性以及低毒性,因而在环境检测和生物医学分析与诊断,尤其是金属离子成像等方面,有重要的应用前景。本文主要综述了近年来不同类型的多肽基金属离子传感器,包括基于紫外-可见吸收光谱法、荧光光谱法和电化学分析法等的研究进展,以及它们在一些领域中的应用,特别是针对具有高生物学毒性的重金属离子(如Hg^(2+)、Cd^(2+)),以及在生物体内发挥重要功能的金属离子(如Cu^(2+)、Zn^(2+))等的检测与生物成像等。最后,文章总结了多肽基金属离子传感器的优缺点,并展望了其未来发展方向和应用前景。

摘要：金属酶在生物体中发挥着多种至关重要的作用,而人工金属酶的分子设计能够调控和拓展天然金属酶的功能,甚至创造出功能更为优越的新型酶分子。肌红蛋白(Mb)是作为血红素蛋白或其他金属蛋白分子设计的理想蛋白模型。近些年,基于Mb蛋白骨架的人工金属酶的分子设计逐渐发展了多种研究策略,包括设计氢键网络、金属结合位点、分子内二硫键、利用蛋白翻译后修饰、引入非天然氨基酸和非天然辅基等。本文着重综述这些方面的最新研究进展,可以帮助我们深刻认识金属酶的结构与功能关系,同时掌握人工金属酶分子设计的思路与方法,从而有助于推动这一领域的快速发展。

摘要：蛋白质是生命体的重要组成部分,其中生物酶在生命体系中发挥至关重要的作用。蛋白质分子设计是研究生物酶结构与功能关系的重要手段。本文综述了基于蛋白质骨架的人工水解酶的理性设计与功能研究进展,包括对天然蛋白的重新利用和重新改造,基于3-股螺旋、4-股螺旋或锌指蛋白的分子设计,以及血红蛋白(如细胞色素b5和肌红蛋白突变体)水解酶催化活性的调控等,阐明了人工水解酶分子设计的基本思路与研究方法,为合理构建人工水解酶或其他生物酶提供了重要的信息。人工水解酶的理性设计进展,不但深化我们对天然酶结构-性质-反应-功能关系的认识,而且还提升我们创造具有优越功能的人工生物酶的能力。

摘要：最近发现的全硼富勒烯(硼球烯,D_(2d) B^(-/0)_(40)),开启了硼球烯化学研究的新篇章。类似于富勒烯,金属掺杂也是硼球烯修饰和功能化重要途径。本工作采用密度泛函理论预测了一系列锕系金属掺杂硼球烯[An@B_(39)]^(n+)(An=U,n=3;An=Cm,n=2)。理论计算表明,这些硼球烯均为稳定的金属内嵌硼球烯,其中[U@B_(39)]^(3+)的能量最低,结构具有C_(3)对称性,而[Cm@B_(39)]^(2+)为C_(1)结构。成键性质分析表明,[U@B_(39)]^(3+)和[Cm@B_(39)]^(2+)均存在σ和π离域键。另外[An@B_(39)]^(n+)中U-B键的共价相互作用强于Cm-B键,且[U@B_(39)]^(3+)较[Cm@B_(39)]^(2+)更稳定。因此,An-B键的共价特征对于这些锕系金属内嵌硼球烯的形成是必不可少的。本工作扩展了硼球烯体系,并为新型稳定金属内嵌硼球烯的设计提供了理论线索。

摘要：本文设计合成了一种以萘酰亚胺为荧光团的比率型荧光探针,探针的设计基于萘酰亚胺苯环侧链上的醛基被取代后,荧光发射波长红移且荧光强度减弱,与甲醛反应后,发生2-aza-Cope重排反应,醛基恢复,荧光发射波长蓝移且荧光强度增强,可以此作为甲醛定性定量检测依据。通过核磁共振波谱法、高分辨质谱法和荧光光谱法对比率型荧光探针的结构、性质和检测性能进行了表征和研究,测试结果表明该探针对甲醛具有很好的检测性能,相较于传统荧光探针具有选择性好、灵敏度高、检测下限低等特点。

摘要：专业选修课的课程思政教学对于实现学生的价值塑造具有重要意义,好的教学效果离不开好的教学设计。以近代测试及表征技术中的“X射线衍射的物理学基础”一课为例,运用思维导图将主要的知识内容、思政元素以及课后总结通过简单的形象化的图表展现出来。思维导图的引入可以提升教学设计的整体性、逻辑性和结构性,在课程思政教学过程中帮助学生实现价值塑造的同时,还可以提升学生的思维能力和自学能力。

摘要：设计并合成了一种酪氨酸衍生物,既可以作为凝胶因子,又可以充当还原剂。在四氯金酸存在下,酪氨酸衍生物可以在室温下组装形成金属水凝胶,并且在凝胶中原位形成金纳米粒子。该凝胶的形成条件温和,只需要简单的超声处理,不需要额外加入其他还原剂和稳定剂。通过X射线光电子能谱、X射线衍射、透射电子显微镜、流变等测试方法,对形成的凝胶进行了表征,实验结果证实金纳米粒子均匀地分布在凝胶体系中。在硼氢化钠存在下,金属水凝胶对甲基橙具有优越的催化还原反应活性。通过准一阶动力学拟合,发现其速率常数值(0.2±0.1)s^(-1)高于文献中报道的大多数催化剂。

摘要：本文设计了一个新颖的配体:(6′-(1H-吡唑-1-硫代羰基)-[2,2′-联吡啶]-6-基)(5-甲氧基-1H-吡唑-1-基)甲硫酮,将这个配体与铀酰离子络合,构建了一个新的铀酰不对称受体。基于密度泛函理论系统研究了受体对客体R/S-丙溴磷对映体络合能力和配位选择性。结果表明铀酰受体在水和多种有机溶剂中对R/S-丙溴磷具有很好的分子识别能力和配位选择性,其对映选择性系数均超过90%。

摘要：设计了一类线型聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺聚合物,并对聚合物分子模型进行了计算机模拟,通过分子力学和力学性质模块的计算得到了聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺的一些力学参数.模拟结果表明,聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺类型芳酰胺聚合物通过自组装可以呈现类倒插蜂窝结构排列,除聚二联苯2,6-二甲酰对苯二胺和聚三联苯2,6-二甲酰对苯二胺以外,该系列聚合物在xy平面内均具有负泊松比.

摘要：血红素蛋白在生物体系中执行多种重要的生物功能,如氧贮存和运输、电子传递、生物催化和生物传感等。尽管大多数血红素蛋白是以单体形式存在,一些血红素蛋白在体外和/或体内,还会形成同源聚合物。本文综述了血红素蛋白的二聚、寡聚与多聚研究进展,包括肌红蛋白、细胞色素c、胞红蛋白,细胞色素b5、细胞色素b562、亚硝酸盐还原酶、血红素传感蛋白和血红素转运蛋白等,着重介绍其结构与功能以及多聚体分子设计的方法与应用。这些研究进展,一方面增强了我们对生物体系中血红素蛋白结构与功能关系的认识,另一方面也赋予了我们通过多聚方法设计功能蛋白来调控和利用血红素蛋白的能力。