1. Angew:[Cu8]和[Cu18]纳米连锁笼高选择性催化β-酮酯氨基化
联锁笼由于其迷人的结构和潜在的应用而引起了人们极大的兴趣。然而,迄今为止,不同笼子的连锁从未被报道过。近日,南开大学赵斌团队在阳离子金属有机框架[CuICu4II(XN)4(PTA)4(H2O)4]0.5SO4·5H2O·EtOH}n中构建了四重连锁[Cu8]和[Cu18]纳米结构,并对其进行了结构表征。该材料可捕集阴离子污染物CrO42‐和放射性污染物模拟物ReO4•,吸收量分别为83.2 mg/g和218 mg/g。催化研究表明,该材料可作为乙酰乙酸乙酯与苯胺发生氨基化反应的高效多相催化剂,其TOF值可达4000 h‐1。该材料是此类缩合反应中催化剂在不同底物上表现出优异尺寸选择性的第一个例子。该催化剂可重复使用至少10次,催化活性无明显降低。
Wan-Zhen Qiao, Bin Zhao*, etal. High Selectively Catalyzing Enamination of β‐ketoesters by Interlocked [Cu8] and [Cu18]Nanocages. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201906306
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201906306
2. Angew:杂环化策略构建线性共轭聚合物:高效无金属电催化剂用于ORR
探索低成本、高效的无金属氧还原反应电催化剂(ORR)对能源转化和存储技术的发展至关重要。近日,青岛大学Xiaojing Long,格里菲斯大学Dongjiang Yang等多团队合作,报道了一种新型的杂环化策略,用于构建基于线性共轭聚合物(LCPs,由N-, S-, Se-杂环组成)的高效ORR催化剂。
在这些聚合物中,与还原氧化石墨烯(rGO)共价连接的吡啶‐N和噻吩‐S分子(P‐T)具有高的半波电位(0.79 V,相对于RHE)和优异的电化学稳定性,这是无金属聚合物ORR催化剂的最高值。进一步DFT计算表明,含有苯基(P‐Ph)的分子不具有催化活性,当引入噻吩‐S单元取代共轭主链中的单元时,显示高的电催化活性性能。该工作明确的分子结构和可控的活性位点为阐明无金属ORR催化剂的催化机理提供了机会。
Xiaojing Long*, Daohao Li, Dongjiang Yang*, et al. Heterocyclization Strategy for Construction of Linear Conjugated Polymers: Efficient Metal‐Free Electrocatalysts forOxygen Reduction. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201905468
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201905468
3. Angew:有机材料的刺激响应系统间交叉可逆切换功能用于智能光动力治疗
具有刺激响应的系统间交叉可逆切换(ISC)功能的光敏剂(PSs)在智能光动力治疗(PDT)中具有广阔的应用前景,但如何实现这一目标仍是一个巨大的难题。南京邮电大学范曲立教授、黄维院士和纽约州立大学布法罗分校Paras N. Prasad团队合作提出了一种在新的PSs中实现ISC可逆切换的策略,该PSs具有刺激引发的共轭主链扭转功能。研究也利用包括飞秒瞬态吸收光谱和量子化学计算等实验证明了其ISC效率(ФISC)有显著提高(从近0到90%),即通过增加扭曲的程度可以提高有机材料的ФISC。因此,该光敏剂有望被用于智能PDT,即利用pH诱导的可逆扭转使得ISC最大化,而只有在病理条件(如pH、乏氧或酶)的刺激下才会产生强的光动力作用。而当PSs从病理区域转移或被代谢时,ISC过程会被关闭从而使PDT的功能失活。
Wenbo Hu, Quli Fan, Wei Huang, Paras N. Prasad,et al. Stimuli Responsive Reversible Switching of Intersystem Crossing in PureOrganic Material for Smart Photodynamic Therapy. Angewandte ChemieInternational Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201905129
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201905129
4. Nano Lett.:铁纳米粒子用于低功率的局部磁热-免疫联合治疗
磁热治疗(MHT)是利用磁性纳米颗粒在交变磁场(AMF)作用下产生的热量进行局部肿瘤治疗的一种方法,但它难以治疗转移性肿瘤。苏州大学刘庄教授团队研究发现经生物相容的聚合物改性后的高磁饱和强度的铁纳米粒子(FeNPs)在水溶液中是稳定的,可以作为一种高效的MHT试剂,其在低功率的AFM下就可产生足够的热量用于肿瘤治疗。
实验通过局部注射FeNPs或静脉注射FeNPs后利用在局部施加肿瘤聚焦恒定磁场方式使得这些纳米颗粒在肿瘤内的积聚增加,从而实现对肿瘤的高效MHT。实验进一步证明,将基于FeNP的MHT与抗细胞毒性T淋巴细胞抗原-4 (anti-CTLA4)检查点阻断治疗相结合后可产生抑制肿瘤转移的全身治疗反应,二者的结合还可以产生显著的免疫记忆效应,以防止肿瘤复发。
Yu Chao, Zhuang Liu, et al. Iron Nanoparticlesfor Low-Power Local Magnetic Hyperthermia in Combination with Immune CheckpointBlockade for Systemic Antitumor Therapy. Nano Letters, 2019.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b00579
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b00579
5. ACS Nano:对蛋白序列响应的纳米光敏剂复合物用于增强肿瘤特异性治疗
癌症治疗所面临的一个主要难题是开发出具有最小的副作用的肿瘤特异性治疗方法。近年来,利用可激活的光敏剂(aPSs)进行光动力治疗(PDT)的研究在肿瘤特异性治疗中显示出巨大的应用潜力。
延世大学Ki Taek Nam团队、梨花女子大学Juyoung Yoon团队和湖南大学张晓兵教授团队合作开发了一种对蛋白序列响应的aPS (PcC4- MSN -O1),实验利用介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)去包裹的锌(II)酞菁衍生物(PcC4),并包裹DNA(O1)作为“生物门”。在PcC4- MSN -O1的纳米结构中,PcC4具有自猝灭的光活性。然而,当PcC4-MSN-O1与端粒酶和白蛋白发生序列反应时,其光活性会有显著的增强。因此相对于对正常细胞(如HEK- 293)来说,PcC4-MSN-O1对癌细胞(如HeLa)具有更高的选择性的光毒性。实验结果证明,在给药PcC4-MSN-O1后,其在HeLa荷瘤小鼠的肿瘤中有明显的积累,在经激光照射后肿瘤的生长会受到明显的抑制,并且治疗副作用也非常低。
Xingshu Li, Ki Taek Nam, Juyoung Yoon,Xiao-Bing Zhang, et al. Sequential Protein-Responsive NanophotosensitizerComplex for Enhancing Tumor-Specific Therapy. ACS Nano, 2019.
DOI: 10.1021/acsnano.9b01100
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b01100
6. AFM:用于超高效光动力治疗和同步监测抗癌效果的双功能光敏剂
华中科技大学孟凡玲、罗亮教授,南开大学丁丹教授团队和香港科技大学唐本忠院士团队合作报道了一种具有双重功能的光敏剂,该光敏剂在实时自我监测治疗反应的同时,还具有优异的光动力治疗(PDT)效果。
光敏剂TPCI在水中具有98.6%的超高1O2量子产率,可在极低的荧光强度(460 nm、4mw cm-2)照射10分钟后可有效诱导一系列癌细胞死亡,IC50值小于300 10-9M。此外,TPCI还可以实时监测细胞死亡的状况。在辐照之前,活细胞的荧光较弱;而在PDT治疗过程中,得益于光敏剂和DNA之间强的结合作用,光敏剂可以与染色质结合利用AIE效应产生荧光,使细胞核在PDT过程中会由于细胞死亡而发光。在体内实验中,研究人员使用H22和B16F10肿瘤小鼠模型验证了TPCI具有超高效的PDT以及同步监测抗癌效果的性能。
Yuting Gao, Fanling Meng, Dan Ding, Liang Luo,Ben Zhong Tang, et al. A Dual-Functional Photosensitizer for UltraefficientPhotodynamic Therapy and Synchronous Anticancer Efficacy Monitoring. AdvancedFunctional Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201902673
https://doi.org/10.1002/adfm.201902673
7. AEM:通过微调分子骨架和形态控制提高有机太阳能电池性能
同时改善有机太阳能电池(OSC)的两个关键参数压(Voc)和短路电流密度(Jsc))是一个巨大挑战。南开大学陈永胜和Xiangjian Wan团队通过在受体-供体-受体(A-D-A)型受体的主链上通过简单有效的侧链调节,同时使用微调分子主链和形态控制的协同方法解决了这问题。由此,设计并合成了两种基于三噻吩并[3,2-b]噻吩(3TT)的A-D-A型受体,具有主链调节的3TT-OCIC和没有这种改性的3TT-CIC。与对照分子3TT-CIC相比,3TT-OCIC的效率(PCE)为13.13%,Voc为0.69 V,Jsc为27.58 mA cm-2。此外,通过有效的近红外吸收,3TT-OCIC用作串联器件中的后子电池受体,并且具有15.72%的优异PCE。
Gao,H.‐H., Sun, Y., Cai, Y., Wan, X., Meng, L., Ke, X.,Li, S., Zhang, Y., Xia, R., Zheng, N., Xie, Z., Li, C., Zhang, M., Yip, H.‐L., Cao, Y., Chen, Y. Achieving Both Enhanced Voltage and Currentthrough Fine‐Tuning Molecular Backbone and MorphologyControl in Organic Solar Cells. Advanced Energy Materials, 2019.
DOI:10.1002/aenm.201901024
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201901024
8. Adv. Sci.:锂离子电池负极固态电解质界面纳米尺度的原位力学分析
界面分解产物所形成的固态电解质界面(SEI膜)对于锂离子电池至关重要。若想获得具有更高倍率、更长寿命和更高安全性的锂离子电池体系,需要对SEI膜有关行为有着深入的了解和精准的调控。在本文中,德国马普研究所Hsiu-Wei Cheng 和Markus以及比利时哈赛尔特大学Renner等通过使用电化学表面力学仪对SEI膜的生长进行了调控并进一步研究了其机械性质。他们将该方法引入到金模型体系中并对SEI膜生长各个阶段形成的薄膜进行了分析。该方法为电化学界面或者人工SEI膜的研究与分析提供了独特的工具。
Boaz Moeremans, Hsiu-Wei Cheng, Markus Valtiner,Frang Uwe Renner et al. In Situ Mechanical Analysis of the Nanoscopic SolidElectrolyte Interphase on Anodes of Li‐IonBatteries. Advanced Science, 2019.
DOI: 10.1002/advs.201900190
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201900190