纳米前沿顶刊日报 20181123
纳米人 纳米人 2018-11-23

1. Nat. Commun.:靶向肿瘤的三聚态抗体可诱导有效的抗肿瘤免疫

第一代抗-4-1BB的单克隆抗体(mAbs)可以刺激免疫细胞从而显示出抗肿瘤活性。然而,其毒性也非常明显。Compte等人设计了一种靶向肿瘤的抗-4-1BB-三聚体1D8N/CEGa1,它由3个抗-4-1BB单链可变片段和3个抗-EGFR单域抗体组成。1d8N/CEGa1可以与4-1BB和EGFR进行高活性结合,并且在有EGFR存在时可以产生协同刺激免疫细胞的能力。这种三聚态抗体会在EGFR阳性肿瘤中迅速积累,并表现出类似于抗-4-1BB单克隆抗体的抗肿瘤活性。更重要的是,1D8N/CEGa1不会引起系统性炎性细胞因子或相关的肝毒性的产生,因此它是一种更加安全有效的癌症免疫治疗策略。


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Compte M, Harwood S L, et al. A tumor-targeted trimeric 4-1BB-agonistic antibody induces potent anti-tumor immunity without systemic toxicity[J]. Nature Communications, 2018.

DOI: 10.1038/s41467-018-07195-w

https://www.nature.com/articles/s41467-018-07195-w

 

2. JACS:2分钟!MOF快速提取水中痕量黄金!

随着电子器件产量不断增加,提取废弃电子器件中黄金的重要性,似乎已不亚于挖矿。瑞士洛桑联邦理工学院Wendy L. Queen团队提出了一种基于MOF快速、高选择性提取复杂水体中痕量黄金的策略。研究人员以MOF和具有氧化还原活性的聚合物构建多孔复合材料,实现了在电子废弃物和污泥等各种复杂水体中934 mg Au/g复合材料的提取能力,最终得到的金纯度为23.9 K。更重要的是,整个过程只需要2分钟。


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Sun D,Queen W L, et al. Rapid, Selective Extraction of Trace Amounts of Gold from Complex Water Mixtures with a Metal–Organic Framework (MOF)/Polymer Composite[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b09555

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b09555

 

3. 熊宇杰JACS:妙!嫁接活性位让金纳米团簇在可见光催化CO2还原!

金纳米团簇捕获可见光的潜力很大,但是催化活性位点的缺乏导致其在CO2光催化领域举步维艰。中科大熊宇杰团队报道了一种配体嫁接策略让金纳米团簇实现可见光催化CO2还原的策略。研究人员以L-半胱氨酸作为桥联配体,将Fe2+, Co2+, Ni2+, Cu2+等金属离子嫁接到金纳米团簇表面。M-S促进了电子从Au转移到金属离子,金属离子获得光生电子,然后作为催化活性位点进行可见光催化CO2还原。不可谓不妙!


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Cui X, Xiong J, et al. Turning Au Nanoclusters Catalytically Active for Visible-Light-Driven CO2 Reduction through Bridging Ligands[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b06723

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b06723

 

4. 中科院JACS:钠电正极-通过共吸收金属阴阳离子构建多壳二元金属氧化物空心球

不同氧化物的协同作用使得多壳二元金属氧化物成为有希望的电化学电极材料。但由于不同金属的阳离子和阴离子前体之间的严重水解和沉淀反应,合成这种二元金属氧化物具有挑战性。鉴于此,中科院过程工程研究所Ranbo Yu和Dan Wang团队在金属阴阳离子的共吸收过程中利用柠檬酸和过渡金属离子之间的螯合作用,来抑制水解和沉淀反应。该方法成功获得了一系列多壳二元金属氧化物空心球:Fe2(MoO4)3, NiMoO4, MnMoO4, CoWO4, MnWO4等。其中,受益于结构优势,多壳Fe2(MoO4)3空心球作为钠离子电池正极展示出优异的电化学性能。这种通用方法可以扩展到其他多壳多元素金属氧化物的合成,极大地丰富了空心多壳结构的多样性。


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Zhao X,Wang J, Yu R, et al. Construction of multi-shelled binary metal oxides viaco-absorption of metal cations and anions as superior cathode for sodium-ion battery[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI:10.1021/jacs.8b09241

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b09241

 

5. JACS:中性水性Zn-Air电池突破性进展!

中性Zn-Air电池相比于碱性Zn-Air电池具有更长的寿命,其关键之一在于发展优异的OER和ORR双功能电催化剂。兰州大学的研究团队发展了一种  NiFe2O4/FeNi2S4异质结构纳米片。异质结构界面大量的氧化物/硫化物界面确保了优异的OER和ORR双功能电催化性能,从而实现了目前为止性能最佳的中性水性Zn-Air电池。


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An L, Xi P, Zhang S, et al. Heterostructure-Promoted Oxygen Electrocatalysis Enables Rechargeable Zinc-Air Battery with Neutral Aqueous Electrolyte[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b09805

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b09805 

 

6. Angew.:首次实现可逆水性Zn-CO2电池!

M-CO2电池是固定和利用CO2的一种有效策略,其关键之一在于提高CO2和碳酸盐/草酸盐之间的相互转化。中科院福建物构所Yaobing Wang团队以相互交联的3D多孔Pd纳米片作为正极材料,首次构建了一种可逆水性Zn-CO2电池。具有高活性表面的3D多孔Pd纳米片作为双功能电催化剂,一方面高效还原CO2,另一方面高效氧化HCOOH,实现了CO2和HCOOH之间的高效可逆转换。该Zn-CO2电池实现了1 V的电压和100次循环,能量效率为81.2%。


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Xie J,Wang Y, et al. Reversible Aqueous Zinc–CO2 Batteries Based on CO2-HCOOH Interconversion[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201811853

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201811853

 

7. AM封面综述:基于锰氧化物的电极材料——我们对理论电容的接近程度如何?

虽然MnOx电极材料在过去十年中得到了深入研究,但其电化学性能仍然不足以满足实际应用,在比电容和负载量之间存在折衷,MnOx本质上差的导电性,以及当前结构设计不能容纳足够的氧化还原活性位点。John Wang课题组回顾了基于MnOx储能电极的最新发展和关键问题,综述了通过结合导电组件和控制MnOx的形貌以暴露更多比表面来增加电容的方法,结构设计上从0-3维,以及与碳材料、GO类、其他碳基材料和Mxene等复合,并应用于锂钠镁锌离子电池体系和超级电容器中。文中对提高电容/容量制定了一些策略,提出了一种理想的纳米结构,以指导未来的研究,缩小实现和理论电容之间的差距,而不会限制负载质量。


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Hu Y, Wu Y& Wang J. Manganese-Oxide-Based Electrode Materials for Energy Storage Applications: How Close Are We to the Theoretical Capacitance?[J]. Advanced Materials, 2018.

DOI:10.1002/adma.201802569

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201802569

 

8. 戴黎明AM综述:碳基非金属催化剂在能源领域几个关键反应中的重要应用!

电催化剂在能源技术领域的地位举足轻重,目前主流的金属和氧化物催化剂虽然性能更加优异,但是依然面临着高成本、低选择性以及循环性能差、易中毒、燃料交叉效应、环境污染等一系列问题,悬而未决。澳大利亚新南威尔士大学戴黎明团队系统综述了低成本高效碳基非金属催化剂近年来的重要研究进展。综述重点阐述了能源领域涉及的几个关键反应的关键挑战和基于,包括ORR、HER、OER、CO2RR、NRR以及多功能催化反应等等,值得一读!


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Zhao S,Dai L, et al. Carbon‐Based Metal‐Free Catalysts for Key Reactions Involved in Energy Conversion and Storage[J]. Advanced Materials, 2018.

DOI: 10.1002/adma.201801526

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201801526

 

9. 武汉大学付磊AM:逆势而行,首次实现拆分二维垂直异质结!

长期以来,纳米材料的自组装得到广泛的研究。而怎样把组装好的纳米材料分开,却始终没有很好的办法,除了少数分子组装体。从DNA分子的拆分原理——弱化分子间氢键作用得到启发,武汉大学付磊课题组通过弱化二维材料之间的范德华力,首次实现了二维垂直异质结的拆分。

 

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Xiao Y, Fu L, et al. Disassembly of 2D Vertical Heterostructures[J]. Advanced Materials, 2018.

DOI: 10.1002/adma.201805976

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201805976

 

10. 厦门大学张秋根AIChE:高性能分离膜与膜材料新进展!

纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程,其孔径0.52 nm,能截留分子量大于200 Da的有机物及多价离子,同时允许小分子有机物和单价离子透过,主要应用于水的软化、净化以及相对分子质量在百级的物质的分离、分级和浓缩等。目前,纳滤膜通常以超滤膜为基膜经界面聚合制成,存在传质阻力大、通量小、操作压力高的不足,限制了纳滤的工业应用。

课题组从减小膜阻力着手,开发了纳米纤维(含纳米管)支撑层法在微滤基膜上制备高通量纳滤膜(Journal of Materials Chemistry A, 2017, 5, 583–592; Journal of Membrane Science, 2017,524,174–185),该膜水通量是同类型纳滤膜的2倍以上。在此基础上,课题组近期以聚多巴胺表面改性的碳纳米管超薄堆积层为支撑在微滤膜上构建了聚乙烯醇/聚乙烯亚胺互穿网络分离层,经锌离子改性后可获得通量大、磷酸根选择性透过的高性能纳滤膜。该膜对二价金属离子呈现高截留率(>85%),而磷酸根的截留率低于15%,在废水处理磷回收中具有潜在的应用前景。


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Soyekwo F,Zhang Q, et al.Tetraamminezinc complex integrated interpenetrating polymer network nanocomposite membrane for phosphorous recovery[J]. AIChE Journal, 2018.

DOI: 10.1002/aic.16463

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aic.16463

 

11. Nano Lett.:纳米复合材料用于治疗阿尔茨海默病小鼠

阿尔茨海默病(AD)是一种不可逆转的大脑疾病。最近的研究表明了β-淀粉样蛋白(Aβ)在其中起到了关键作用的。Zhao等人开发了一种新颖的纳米复合材料由于消除Aβ和减轻Aβ引发的对AD小鼠的神经毒性。实验通过将Aβ-结合肽(KLVFF)集成到小尺寸纳米颗粒的表面上,并采用原位聚合法进一步交联包裹蛋白分子制备了纳米复合材料。纳米复合材料的存在可以显著地改变Aβ的聚集情况,减轻Aβ引起的神经元损害,恢复颅内胶质细胞吞噬Aβ的能力,最终保护神经元不会凋亡。这一研究表明新型纳米复合材料将为治疗AD提供切实可行的新策略。


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Zhao Y,Cai J Q, et al. Nanocomposites Inhibit the Formation, Mitigate the Neurotoxicity and Facilitate the Removal of β-Amyloid Aggregates in Alzheimer's Disease Mice[J]. Nano Letters, 2018.

DOI:10.1021/acs.nanolett.8b03644

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b03644

 

12. ACS Nano:自然杀伤性细胞膜包覆纳米颗粒用于抑制原发性和远端肿瘤生长

开发低毒性和高肿瘤特异性的高效免疫疗法是肿瘤治疗领域的目标之一。Deng等人报道了一种利用细胞膜进行免疫治疗策略。实验通过使用NK细胞膜包覆的负载TCPP的纳米粒子(NK-NPs)来消除原发性肿瘤并抑制远端肿瘤生长。蛋白质组学分析发现NK细胞膜可以使NK-NPs靶向肿瘤,进而引起增强炎性的极化产生抗肿瘤免疫。负载的TCPP也可以通过光动力治疗使得癌细胞死亡,从而进一步提高NK-NPs的抗肿瘤效率。实验结果证实NK-NPs在肿瘤中有效积累,不仅能够消除原发肿瘤的生长,也能对远端肿瘤产生抑制作用。这一研究也为肿瘤免疫治疗提供了一种新的策略。


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Deng G J,Sun Z H, et al. Cell-Membranes Immunotherapy Based on Natural Killer Cell-Membranes-Coated Nanoparticles for Effective Inhibition of Primary and Abscopal Tumor Growth[J]. ACS Nano, 2018.

DOI:10.1021/acsnano.8b05292

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b05292

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