1. Nature Energy：双功能离子聚合物实现工业量级的纯水与CO2电解制乙烯

目前许多CO₂电解槽的相关研究关注于使用液体电解液（比如KOH溶液等），理论上使用固体聚合物电解液能够改善效率、能够实现CO₂和H₂O共同电解，从而避免腐蚀性问题以及消耗电解液问题。这种固体电解质体系的关键挑战是如何能够促进生成多碳产物（比如乙烯），通常人们通过较强的碱性环境实现生成多碳产物。有鉴于此，武汉大学庄林、王功伟等报道发展双功能离子聚合物（ionomers）用于作为电催化的聚合物固体电解质，这种聚合物固体电解质不仅能够表现离子导电性，而且在催化剂-电解质的界面催化活化CO₂，从而促进反应生成乙烯产物，同时该反应在纯水中进行CO₂催化转化。

本文要点：

1)与KOH溶液不同，碱性聚合物电解质（APEs，alkaline polymer electrolytes）和离子聚合物能够更加方便的调控分子结构，因此在离子聚合物中实现导电和催化活化CO₂双重作用，作者在之前的工作中成功的进行CO₂和纯H₂O电解生成CO，电流密度达到500 mA cm^-2，因此在这项工作中，作者通过纯水与CO₂在不加入液体电解质的情况电催化反应，将CO₂转化为乙烯。

2)通过骨架中含有羰基官能团的季铵聚醚醚酮QAPEEK（quaternary ammonia poly(ether ether ketone)）离子聚合物作为双功能电解质，能够在3.73 V的电压实现高达1000 mA cm^-2电流密度。当电压为3.54 V时，达到420 mA cm^-2的部分电流密度，这个电流密度达到工业大规模生产的级别，同时反应过程没有损耗电解质。

Li, W., Yin, Z., Gao, Z. et al. Bifunctional ionomers for efficient co-electrolysis of CO₂ and pure water towards ethylene production at industrial-scale current densities. Nat Energy 7, 835–843 (2022)

DOI: 10.1038/s41560-022-01092-9

https://www.nature.com/articles/s41560-022-01092-9

2. Chem. Soc. Rev.：基于多种能源的癌症治疗策略

高丽大学Jong Seung Kim、Mingle Li和Heemin Kang对基于多种能源的癌症治疗策略相关研究进行了综述。

本文要点：

1）光学治疗因其无创性和时空可控性而被广泛应用于癌症治疗。然而，尽管光学治疗有其独特的优点，但该技术仍存在穿透深度有限这一关键缺点，进而严重限制了它在癌症治疗中的应用。虽然已有许多研究人员开发出多种不同的策略，如通过双光子激光和近红外光照射将光递送到深部肿瘤部位，但仍难以克服光学治疗的局限性。此外，对氧的依赖性也是光动力疗法在治疗乏氧肿瘤时所面临的另一个挑战。为了克服传统治疗方法的缺点，研究者开发出了多种能够用于治疗癌症的能源，如超声、化学发光、辐射、微波、电和磁场等，这些能源能够相对不受穿透深度的约束。此外，研究者也进一步将其他策略或疗法与以能量为基础的疗法相结合，以提高疗效，实现优势互补。

2）作者在文中综述了利用多种形式的能源进行癌症治疗的最近进展，并对这些技术所面临的挑战和未来的发展前景进行了展望。

Subin Son. et al. Cancer therapeutics based on diverse energy sources. Chemical Society Reviews. 2022

DOI: 10.1039/d2cs00102k

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/cs/d2cs00102k

3. AM：光控虚拟微传感器用于活体生物标志物检测

目前针对活体生物标志物的实时分析技术，如针状微电极和基于外源性造影剂的分子成像方法都面临着有创检测或缺乏对成像探针的主动控制等挑战。有鉴于此，暨南大学郑先创教授和刘晓帅教授将针式微电极的设计理念与荧光成像方法相结合，开发出一种体内生物标志物检测的新技术，即光控虚拟微传感器(OCViM)。

本文要点：

1）OCViM是由具有特殊形状的激光束和荧光纳米探针有机集成而成，它们可分别作为虚拟手柄和传感器尖端。激光束能够以可编程的方式捕获和操控纳米探针，同时激发它产生荧光发射，以用于生物传感。

2）基于此，实验能够在体内对该纳米探针进行无创地完全主动控制，并通过在多个位置之间移动纳米探针以实现具有亚微米分辨率的多点检测。实验也利用OCViM研究了活体斑马鱼血栓中生物标志物的过表达和异质性分布，并证明其能够被进一步用于抗血栓药物的评价。综上所述，该研究开发的OCViM可为血栓形成机制研究和抗血栓药物性能评价提供一个新的工具。

Tiange Zhang. et al. Optically Controlled Virtual Microsensor for Biomarker Detection In Vivo. Advanced Materials. 2022

DOI: 10.1002/adma.202205760

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202205760

4. AM：肿瘤选择性代谢重编程可通过抑制PD-L1以重新激活免疫治疗

目前，溶酶体、内质网和高尔基体在程序性细胞死亡配体1(PD-L1)转录和翻译中的作用已被充分揭示，但线粒体对于肿瘤表达中的PD-L1表达的影响还尚未得到充分研究。温州医科大学沈建良教授、Zaigang Zhou和梨花女子大学Juyoung Yoon发现，线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)抑制可作为一种有效下调PD-L1的方法。

本文要点：

1）为了构建一种能够高效地靶向肿瘤线粒体的OXPHOS抑制纳米系统，实验将靶向线粒体的七聚氰胺染料IR-68与线粒体复合物I和II抑制剂洛尼达明(LND)进行结合，再与白蛋白(Alb)自组装以形成IR-LND@Alb纳米颗粒。研究表明，IR-LND@Alb纳米颗粒可以选择性实现对肿瘤中PD-L1表达的有效抑制。

2）实验结果表明，这种PD-L1抑制策略的抗肿瘤效果优于传统的抗PD-L1单克隆抗体。此外，IR-LND还可以作为一种具有氧气/PD-L1自调节能力的新型光动力治疗(PDT)药物。综上所述，该肿瘤选择性代谢重编程平台能够重新激活免疫治疗，增强肿瘤对PDT效应的敏感性，从而为实现对癌症患者的线粒体免疫治疗开辟一条新的道路。

Yu Liu. et al. Tumor Selective Metabolic Reprogramming as a Prospective PD-L1 Depression Strategy to Reactivate Immunotherapy. Advanced Materials. 2022

DOI: 10.1002/adma.202206121

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202206121

5. ACS Catal.：Ni/ZSM-5双重选择性γ-戊内酯催化转化

可再生的生物质提质通过精确控制反应选择性的方式实现选择性C-O化学键活化是个具有挑战性的课题。有鉴于此，武汉大学定明月、顾向奎等报道发现通过简单的调控Ni/HZSM-5催化剂的酸性强弱实现了一种双功能催化功能，能够方便并且精确的在两种反应选择性之间调控，并且通过这种方法在γ-戊内酯（γ-valerolactone）催化转化反应中实现了独特的可调控产物选择性，分别以97.3 %的选择性生成戊酸（valeric acid）、以93.6 %的选择性生成戊烷（pentane）。

本文要点：

1）通过实验结果和详细的表征，验证通过控制Ni/HZSM-5催化剂的酸性，能够选择性调控级联催化反应的路径，因此得到一种酸性调控催化反应产物选择性。这种催化剂的双重选择性为生物质的选择性提质提供一种简单方便的方法。

2）理论计算结果说明，通过催化剂酸性能够调控γ-戊内酯分子在C原子上产生独特电子再分布，导致γ-戊内酯开环反应表现独特反应路径的特点，从而实现了催化反应的产物选择性。

Hongtao Wang, et al, Dual-Oriented Selectivity Switching for Highly Efficient Biomass Upgrading via Selective C–O Bond Activation, ACS Catal. 2022, 12, 12027–12035

DOI: 10.1021/acscatal.2c03736

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c03736

6. ACS Catal.：环境调控显著改善单原子Co催化活性

由于单原子催化剂能够达到最大化的原子利用率，并且表现独特的催化活性，因此受到人们的广泛关注和兴趣。有鉴于此，南京大学郭学锋、丁维平、王鹏等报道通过调控反应条件（质子性溶剂、外加碱）能够促进Co单原子催化剂在催化硝基芳烃加氢的催化性能。

本文要点：

1）通过系统研究发现，通过质子性溶剂或者碱参与到氢传导或脱质子反应过程，金属中心位点和配位球之间进行H₂异裂的性能显著提高。

2）作者发现Co-H物种对硝基官能团具有选择性还原作用，因此在多种多样的硝基芳烃加氢反应中表现优异的催化活性和选择性。提出了单原子催化位点的催化反应循环，说明理性的调节单原子微环境是设计单原子催化剂的重要方法。

Muhong Li, et al, Environment Molecules Boost the Chemoselective Hydrogenation of Nitroarenes on Cobalt Single-Atom Catalysts, ACS Catal. 2022, 12, 11960–11973

DOI: 10.1021/acscatal.2c03200

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c03200

7. ACS Nano：利用DNA纳米结构阻断野生型SARS-CoV-2和Omicron变异感染

在生物事件中发挥关键作用的天然配体-受体相互作用是设计和组装人工识别分子的理想模型。针对SARS-CoV-2刺突三聚体的结构特点和感染机制，厦门大学宋彦龄教授、杨朝勇教授和香港大学陈鸿霖教授设计了一种DNA骨架引导的空间型中和适配体三聚体，并将其用于对SARS-CoV-2进行中和。

本文要点：

1）5.8 nm的四面体DNA骨架具有精确的空间组织和匹配的价态，能够作为一种中和适配体(MATCH-4)，其与SARS-CoV-2刺突三聚体的顶部表面匹配能够达到纳米级的精度，以增强MATCH-4与刺突三聚体的相互作用。此外，该DNA骨架也能够提供一个维度上互补的纳米屏障，阻止刺突三聚体-ACE2的相互作用和构象转变，从而抑制SARS-CoV-2宿主细胞融合和感染。

2）研究表明，空间和价态匹配的MATCH-4能够对SARS-CoV-2及其各种突变株（如目前的Omicron变体）的保持增强的结合亲和力和中和活性。此外，由于能够引入和组装针对于其他靶点的中和适配体，因此该设计策略有望被进一步用于抑制其他大范围扩散和新出现的病原体。

Shuang Wan. et al. Spatial- and Valence-Matched Neutralizing DNA Nanostructure Blocks Wild-Type SARSCoV‑2 and Omicron Variant Infection. ACS Nano. 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c06803

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c06803

8. Anal. Chem.: 基于空芯光纤 (HCF) 光热光谱的频分复用多组分气体传感

多组分气体传感在众多领域中发挥着重要作用，如监测一些温室气体来评估气候变化和空气质量。同时多组分气体检测对于食品和电子行业也是必不可少的。基于此，香港理工大学Shoulin Jiang和Wei Jin等人报告了一种基于空芯光纤 (HCF) 光热光谱和频分复用 (FDM) 的多组分气体传感器。

本文要点：

1）使用单个反共振 HCF (AR-HCF) 作为气室，支持从近红外 (NIR) 到中红外 (MIR) 的宽带传输，覆盖 1.39 μm 处水蒸气 (H₂O) 吸收线，2.00 μm 处CO₂吸收线 和 4.60 μm处CO吸收线。上述波长的 NIR 和 MIR 泵浦激光器从两端耦合到 AR-HCF 中，并分别以 7.5、8.0 和 8.5 kHz 进行调制，以产生不同频率的光热相位调制。

2）采用 1.55 μm 的普通探头法布里-珀罗干涉仪检测相位调制，并使用三个锁相放大器在各自的二次谐波频率上同时解调。13 厘米长的 AR-HCF可同时检测 H₂O、CO₂ 和 CO，1 秒锁定时间常数时的检测限 (LOD) 分别为 2.7 ppm、25 ppb 和 9 ppb。LOD 分别下降到 222、1.5 和 0.6 ppb，平均时间为 1000 秒。依赖于湿度水平的 CO 和 CO₂ 光热信号通过测量的 H₂O 信号进行了很好的校准。该多组分气体传感器结构紧凑，稳定性好，2小时内信号波动小于1.7%。

Feifan Chen, Shoulin Jiang, Hoi Lut Ho, Shoufei Gao, Yingying Wang, and Wei Jin. Frequency-Division Multiplexed Multicomponent Gas Sensing with Photothermal Spectroscopy and a Single NIR/MIR Fiber-Optic Gas Cell. Anal. Chem. 2022

DOI: 10.1021/acs.analchem.2c02599

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c02599

9. Anal. Chem.: 双功能磁性 Fe₃O₄@Cu₂O@TiO₂ 纳米球介导的 PTP1B 活性双模式测定

蛋白磷酸酶的失调与各种人类疾病和癌症的进展有关。在此，湖南大学杜翠翠和陈金华等人开发了一种光电化学 (PEC)-石英晶体微天平 (QCM) 双模传感平台，用于蛋白质酪氨酸磷酸酶 1B (PTP1B) 的活性测定。该平台是基于双功能磁性 Fe₃O₄@Cu₂O@TiO₂ 纳米球介导的光电化学 (PEC) 光电流极性转换和 QCM 信号放大策略设计的。

本文要点：

1）作者设计了具有半胱氨酸末端的 PTP1B 特异性磷酸肽（P-肽），并通过 Au-S 键将其固定在 QCM Au 芯片上。随后，Fe₃O₄@Cu₂O@TiO₂ 纳米球通过 P 肽上的磷酸基团与 TiO₂ 之间的特异性相互作用与 P 肽连接。与 PTP1B 孵育后，P 肽发生去磷酸化，导致一些Fe₃O₄@Cu₂O@TiO₂纳米球从芯片表面释放出来。释放的磁性Fe₃O₄@Cu₂O@TiO₂ 纳米球（标记为 R-Fe₃O₄@Cu₂O@TiO₂）通过磁分离技术快速分离，并通过磁力附着在 Bi₂S₃ 修饰的磁性氧化铟锡（Bi₂S₃/MITO）电极上，诱导电极的光电流极性从阳极电流（Bi₂S₃/MITO电极）切换到阴极电流（R-Fe₃O₄@Cu₂O@TiO₂Bi₂S₃/MITO 电极）。

2）此外，未去磷酸化的 P 肽连接Fe₃O₄@Cu₂O@TiO₂ 纳米球作为具有辣根过氧化物酶活性的纳米酶，在 Au 芯片表面催化沉淀的形成，导致 QCM 的频率发生变化。因此，由于不同的机制和独立的信号转导，所提出的 PEC-QCM 双模传感平台实现了准确可靠的 PTP1B 活性测定。此外，这种双模式传感平台可以扩展用于其他蛋白磷酸酶活性分析，在蛋白磷酸酶相关疾病的早期诊断和蛋白磷酸酶靶向药物发现方面显示出巨大潜力。

Qingqing Zhang, et al. Bifunctional Magnetic Fe₃O₄@Cu₂O@TiO₂ Nanosphere-Mediated Dual-Mode Assay of PTP1B Activity Based on Photocurrent Polarity Switching and Nanozyme-Engineered Biocatalytic Precipitation Strategies. Anal. Chem. 2022

DOI: 10.1021/acs.analchem.2c01575

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c01575

10. Anal. Chem.: 基于AuNRs@end-TiO₂ 的MicroRNA-21 高灵敏度光电化学生物传感器

光电化学（PEC）技术具有设备简单、成本低、灵敏度高等优点，是一种很有前景的生物传感应用手段。然而，光电化学生物传感器的构建并不容易。基于此，嘉兴大学郭隆华、福州大学林振宇和复旦大学中山医院王利新等人先将TiO₂在金纳米棒（AuNRs）两端生长形成哑铃形异质结构（称为AuNRs@end-TiO₂），然后通过疏水相互作用组装在氟氧化锡（FTO）电极表面，并将碳点 (CDs) 作为光敏剂，构建简洁的光电化学microRNA-21生物传感器。

本文要点：

1）发夹探针（HPs）通过Au-S键固定在AuNRs@end-TiO₂修饰的FTO电极表面，CDs修饰的互补DNA（CDs-cDNA）作为光敏探针。在靶点存在的情况下，miRNA与HP杂交，触发双链特异性核酸酶切割HP与miRNA的互补部分，释放miRNA，触发另一个循环以实现信号放大。许多HP被切割，与cDNA互补的序列暴露出来，可以将光敏探针捕获到电极表面，导致光电流增强。

2）光电流强度系统在 0.1 fM 至 100 pM 范围内与 miRNA 浓度的对数呈线性关系，检测限低至 96 aM (S/N = 3)。该生物传感器灵敏度高、选择性好、重现性好，在实际样品检测中显示出满意的结果。

Jiao Yang, et al. Highly Sensitive Photoelectrochemical Biosensor for MicroRNA-21 Based on a Dumbbell-Shaped Heterostructure AuNRs@end-TiO2 Combined with Carbon Dots as Photosensitizers and Duplex-Specific Nuclease-Assisted Signal Amplification. Anal. Chem. 2022

DOI: 10.1021/acs.analchem.2c03230

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c03230