1. Chem. Soc. Rev.：基于福斯特共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)的小分子傳感器和顯像試劑
上海師范大學(xué)Tony D. James和黃楚森副教授、德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校Jonathan L. Sessler、華東理工大學(xué)田禾院士和梨花女子大學(xué)Juyoung Yoon對(duì)基于福斯特共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)的小分子傳感器和造影劑相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。
本文要點(diǎn)：
1）在這篇綜述中，作者探討了基于福斯特共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)的小分子熒光探針的構(gòu)建和應(yīng)用的最新研究進(jìn)展：這類(lèi)熒光探針的優(yōu)點(diǎn)包括：（1）具有大的斯托克斯位移；（2）比率傳感和具有多重分析反應(yīng)系統(tǒng)等。
2）隨后，作者也將介紹了一些典型的能量供體-受體染料組合，并對(duì)它們?cè)跈z測(cè)和成像陽(yáng)離子、陰離子、小中性分子、生物大分子和細(xì)胞微環(huán)境和其在多重分析物響應(yīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹。
Luling Wu. et al. Fo¨rster resonance energy transfer (FRET)-based small-molecule sensors and imaging agents. Chemical Society Reviews. 2020
DOI: 10.1039/c9cs00318e
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/cs/c9cs00318e#!divAbstract
2. Nature Commun.：納米金屬有機(jī)框架疫苗與PD-1阻斷劑協(xié)同增強(qiáng)抗腫瘤免疫
近年來(lái)，檢查點(diǎn)阻斷療法在多種癌癥中提供了顯著的益處；然而，其臨床益處仍然局限于10-40%的患者，而且費(fèi)用極高。在此，日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所王秀鵬等人設(shè)計(jì)了一種超快、低溫和通用的自組裝路線，將免疫學(xué)相關(guān)的大分子整合到金屬有機(jī)框架(MOF)門(mén)控介孔二氧化硅(MS)中，作為癌癥疫苗。
本文要點(diǎn)：
1）核心MS納米粒子作為一種內(nèi)在的免疫增強(qiáng)劑，提供了容納抗原、可溶性免疫增強(qiáng)劑等的生態(tài)位、空隙和空間，而MOF守門(mén)人則保護(hù)內(nèi)部免受強(qiáng)大的、非靶標(biāo)釋放的影響。
2）MOF門(mén)控的MS癌癥疫苗與系統(tǒng)性程序性細(xì)胞死亡1(PD-1)阻斷治療相結(jié)合，可產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，增強(qiáng)抗腫瘤免疫，并將E.G7-OVA荷瘤小鼠中抗PD-1抗體的有效劑量降低至PD-1阻斷單藥治療的1/10，同時(shí)激發(fā)強(qiáng)大的OVA特異性CD8+T細(xì)胞反應(yīng)，逆轉(zhuǎn)免疫抑制途徑，誘導(dǎo)持久的腫瘤抑制。
Xia Li, et al. A nanoscale metal organic frameworks-based vaccine synergises with PD-1 blockade to potentiate anti-tumour immunity. Nat. Commun., 2020.
DOI: 10.1038/s41467-020-17637-z
https://doi.org/10.1038/s41467-020-17637-z
3. Nature Commun.：Cu/ZnO/Al2O3催化劑上甲醇合成活性中心的研究
用于氫與一氧化碳和二氧化碳（合成氣）轉(zhuǎn)化為甲醇的多相催化反應(yīng)已有近100年的歷史，同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)的甲醇催化劑Cu/ZnO/Al2O3的使用已有50多年的歷史。盡管如此，金屬CuO粒子（界面位置）上的Zn物種的性質(zhì)仍有很大爭(zhēng)議。近日，德國(guó)波鴻魯爾大學(xué)Martin Muhler報(bào)道了為了確定與CuO緊密接觸的Zn物種的正電荷，開(kāi)發(fā)了一種表面敏感的操作方法，該方法允許將選擇性可逆毒物作為探針?lè)肿樱ɡ鏝H3）注入合成氣進(jìn)料中。通過(guò)使用該高壓脈沖單元（HPPU），確定了在工業(yè)上相關(guān)的條件下，Cu/ZnO/Al2O3催化劑的活性位點(diǎn)的性質(zhì)。
本文要點(diǎn)：
1）研究人員在高于200 °C和60 bar的條件下，使用含CO/CO2的合成氣在工業(yè)Cu/ZnO/Al2O3催化劑上進(jìn)行了常規(guī)甲醇合成。以此研究了NH3和不同類(lèi)型甲胺的可逆中毒機(jī)理，并根據(jù)一定時(shí)間內(nèi)未生成的甲醇定義了相應(yīng)的抑制強(qiáng)度。
2）與胺的可逆中毒實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，研究人員將乙烯共進(jìn)料到合成氣混合物中，然后將其快速氫化成乙烷，研究了NO的可逆中毒機(jī)理，并將合成氣混合物從CO2變?yōu)闊o(wú)CO氣體混合物，實(shí)驗(yàn)結(jié)果清楚地證實(shí)了甲醇合成催化劑既暴露了高活性的Cu0-Znδ+中心，又暴露了金屬Cu0活性中心。
3）針對(duì)甲醇合成中活性中心的爭(zhēng)論，研究人員對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行了分析，結(jié)果表明反應(yīng)條件的選擇和運(yùn)行時(shí)間（TOS）控制著催化劑表面的結(jié)構(gòu)。
Laudenschleger, D., Ruland, H. & Muhler, M. Identifying the nature of the active sites in methanol synthesis over Cu/ZnO/Al2O3 catalysts. Nat Commun 11, 3898 (2020)
DOI：10.1038/s41467-020-17631-5
https://doi.org/10.1038/s41467-020-17631-5
4. Nature Commun.：低溫合成等離激元氮化鉬納米片用于表面增強(qiáng)拉曼散射
氮化鉬（δ–MoN）由于其令人印象深刻的催化，能量存儲(chǔ)和超導(dǎo)特性而成為重要的功能材料。但是，δ-MoN的合成通常需要極其苛刻的條件。因此，有關(guān)δ-MoN的了解遠(yuǎn)不及鉬的氧化物和硫化物。近日，中國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院席廣成研究員報(bào)道了在270 °C和12 atm下制備的超薄δ-MoN納米片。此外，采用這種方法還合成了WN、VN和TiN納米薄片。
本文要點(diǎn)：
1）合成的δ?MON納米片具有強(qiáng)的表面等離激元共振、高電導(dǎo)率、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性以及高達(dá)61.1%的光熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)等特點(diǎn)。
2）結(jié)果顯示，合成的δ-MoN納米片可作為優(yōu)異的表面增強(qiáng)拉曼散射基底，表現(xiàn)出8.16×106的增強(qiáng)因子和10-10的多氯酚檢測(cè)限。
Guan, H., Yi, W., Li, T. et al. Low temperature synthesis of plasmonic molybdenum nitride nanosheets for surface enhanced Raman scattering. Nat Commun 11, 3889 (2020).
DOI：10.1038/s41467-020-17628-0
https://doi.org/10.1038/s41467-020-17628-0
5. Nano Letters：時(shí)空靶向納米藥物在阻斷新生血管后克服缺氧誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞耐藥性
血管阻斷劑(VDAs)是一種新興的抗腫瘤藥物，由于單獨(dú)應(yīng)用對(duì)腫瘤的抑制作用不足，因此將其與細(xì)胞增值抑制藥(CSD)聯(lián)合應(yīng)用的需求日益增加。然而，由于VDAs和CSD的工作位點(diǎn)不同，以及VDAs破壞新生血管后缺氧誘導(dǎo)的耐藥性，這種聯(lián)合仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。有鑒于此，中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所陳學(xué)思、丁建勛等人開(kāi)發(fā)了一種殼堆積納米顆粒(SNP)，用于VDA康普瑞汀A-4磷酸(CA4P)和蛋白酶體抑制劑硼替佐米(BTZ)的共包裹。
本文要點(diǎn)：
1）SNP可通過(guò)位點(diǎn)特異性刺激激活藥物釋放，在時(shí)空將CA4P遞送至腫瘤新生血管，將BTZ介導(dǎo)遞送到腫瘤細(xì)胞。
2）此外，SNP還逆轉(zhuǎn)了CA4P誘導(dǎo)的缺氧條件下ABCG2過(guò)表達(dá)引起的耐藥性。
3）時(shí)空靶向聯(lián)合治療顯著抑制了人A549肺腺癌異種移植模型和人源腫瘤異種移植(PDX)模型的生長(zhǎng)，為晚期癌癥的治療提供了一種有前景的策略。
Jinjin Chen, et al. Spatiotemporally Targeted Nanomedicine Overcomes Hypoxia-Induced Drug Resistance of Tumor Cells after Disrupting Neovasculature. Nnao Lett., 2020.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c02515
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c02515
6. Angew：直接觀察富鎳層狀正極中缺陷輔助結(jié)構(gòu)的演變
富鎳LiNi1-x-yMnxCoyO2（NMC）層狀化合物已成為鋰離子電池的主要正極材料。目前，關(guān)于其在電化學(xué)循環(huán)過(guò)程中，晶體學(xué)缺陷對(duì)它們的結(jié)構(gòu)演變和隨之而來(lái)的性能降低的機(jī)理尚不完全清楚。近日，溫州大學(xué)王舜教授，加拿大滑鐵盧大學(xué)陳忠偉院士，美國(guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室蘇東教授報(bào)道了通過(guò)原位透射電子顯微鏡研究了固態(tài)電池中富鎳 NMC正極的結(jié)構(gòu)演變。
本文要點(diǎn)：
1）研究發(fā)現(xiàn)具有分離層狀相的反相邊界（APB）和孿晶界（TB）對(duì)相變起著重要的作用。
2）當(dāng)鋰耗盡時(shí)，APB在層狀結(jié)構(gòu)中延伸，同時(shí)在層狀相中檢測(cè)到Li/過(guò)渡金屬（TM）離子的混合物，從而誘導(dǎo)形成沿著共格TB的巖鹽相。
3）根據(jù)密度泛函理論計(jì)算結(jié)果，TM離子在平面缺陷處的低擴(kuò)散勢(shì)壘有助于Li/TM的混合和相變。
這項(xiàng)工作揭示了二次相演化的動(dòng)力學(xué)場(chǎng)景，有助于揭示富鎳NMC性能下降的根源。
Shuang Li, et al, Direct observation of defect-aided structural evolution in Ni-rich layered cathode, Angew. Chem. Int. Ed. 2020
DOI：10.1002/anie.202008144
https://doi.org/10.1002/anie.202008144
7. Angew：MoS2納米片上的Fe單原子用于N2電還原制氨
氨(NH3)在化肥工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，在人們的日常生活中起著舉足輕重的作用。迄今為止，已經(jīng)進(jìn)行了大量研究用于實(shí)現(xiàn)高效的人工合成氨。近日，中科大耿志剛副教授，曾杰教授，張文華報(bào)道了一種新型的Fe-MoS2催化劑，將Fe原子分散在MoS2納米片上，大大抑制了Fe-MoS2催化劑的HER活性，使其對(duì)N2電還原具有優(yōu)異的性能。
本文要點(diǎn)：
1）研究人員通過(guò)使用注射泵將FeCl3溶液注入水、乙醇和MoS2納米片的混合物中而制備出Fe-MoS2催化劑。
2）與可逆氫電極相比，Fe-MoS2納米片電催化劑的法拉效率為18.8%，氨氣在-0.3 V時(shí)的產(chǎn)率為8.63 μgNH3 mgcat-1 h-1。
3）機(jī)理研究表明，用原子分散的Fe修飾MoS2中S的邊緣位置，促進(jìn)了N2的電還原，抑制了競(jìng)爭(zhēng)析氫反應(yīng)，使得N2電還原為NH3具有較高的催化性能。
這項(xiàng)工作將為N2電還原催化劑的設(shè)計(jì)提供新的思路，加深了對(duì)N2在Mo基催化劑上活化的認(rèn)識(shí)。
Hongyang Su, et al, Fe Single Atom on MoS2 Nanosheets for N2 Electroreduction into Ammonia, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI：10.1002/anie.202009217
https://doi.org/10.1002/anie.202009217
8. Angew：一種自組裝陰離子結(jié)合型穴醚，用于磷酸陰離子的高選擇性液-液萃取
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)完全依賴(lài)磷酸鹽用以大規(guī)模生產(chǎn)食品，其需求增長(zhǎng)速度是人口增長(zhǎng)速度的兩倍。相應(yīng)地，需要開(kāi)發(fā)綠色和可持續(xù)的磷酸鹽使用方法，以避免糧食產(chǎn)量下降。相反，低效使用磷酸鹽會(huì)導(dǎo)致磷肥流向水源，造成大量有毒藻類(lèi)繁殖和富營(yíng)養(yǎng)化。盡管具有突出的醫(yī)學(xué)，環(huán)境和農(nóng)業(yè)意義，但目前檢測(cè)和螯合陰離子的能力大大落后于其陽(yáng)離子對(duì)應(yīng)物。因此，在超分子化學(xué)中，合成能夠結(jié)合陰離子的受體至關(guān)重要。
近日，英國(guó)哈德斯菲爾德大學(xué)Craig R. Rice報(bào)道了具有不同間隔單元的自組裝 (即[(L1)2Cu3]6+和[(L2)2Cu3]6+）可以作為陰離子結(jié)合宿主，對(duì)不同的陰離子表現(xiàn)出不同的選擇性。
本文要點(diǎn)：
1）研究發(fā)現(xiàn)，在這些配體上加入長(zhǎng)鏈酯單元可以使配合物溶解在有機(jī)溶劑中，能夠液-液萃取水中的磷酸陰離子，在其他常見(jiàn)陰離子存在的情況下表現(xiàn)出良好的選擇性。
2）Basel培養(yǎng)基（BBM，一種藻類(lèi)生長(zhǎng)培養(yǎng)基）上的萃取實(shí)驗(yàn)表明，磷酸鹽陰離子濃度可以從168 ppm降到5 ppm以下，但對(duì)氯化物（27.5 ppm）和硝酸鹽（521 ppm）幾乎沒(méi)有影響。此外，由于配合物的使用略有過(guò)量，硫酸鹽也被還原（從28.4 pmm低至1 ppm以下）。
研究工作表明，磷酸鹽可以從模型水生系統(tǒng)中選擇性地去除，其代表了一種潛在方法從富營(yíng)養(yǎng)化系統(tǒng)中固定磷酸鹽。
Rebecca Andrews, et al, A Self-assembled Anion-binding Cryptand for the Highly Selective Liquid-Liquid Extraction of Phosphate Anions., Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI：10.1002/anie.202009960
https://doi.org/10.1002/anie.202009960
9. Angew：可逆裂解和雙氧鍵形成用于酶激發(fā)的室溫鋰氧化學(xué)反應(yīng)
鋰氧（Li-O2）電池由于其超高的理論容量而被認(rèn)為是最有前途的儲(chǔ)能系統(tǒng)之一。然而，目前大多數(shù)研究的Li-O2電池都是基于Li2O2的還原/氧化，并且涉及高反應(yīng)性的超氧化物和過(guò)氧化物，會(huì)導(dǎo)致正極特別是碳基材料的嚴(yán)重降解。因此探索Li-O2化學(xué)反應(yīng)并找到可以限制甚至避免超氧化物/過(guò)氧化物種類(lèi)負(fù)面影響的新的Li-O2化學(xué)具有重要意義。
近日，南開(kāi)大學(xué)謝召軍副教授，周震教授報(bào)道了通過(guò)引入銅(I)配合物3N-CuI（3N=1，4，7-三甲基-1，4，7-三氮雜環(huán)烷）作為調(diào)節(jié)可溶性催化劑，實(shí)現(xiàn)了一種基于室溫下可逆裂解和形成O-O鍵的新的Li-O2化學(xué)。
本文要點(diǎn)：
1）新Li-O2化學(xué)不僅避免了通過(guò)直接4-e-O2還原途徑發(fā)生的與超氧化物相關(guān)的副反應(yīng)，而且通過(guò)形成LiOH作為放電產(chǎn)物來(lái)保證碳正極的穩(wěn)定性。
2）3N-CuI的高電催化活性也大大改善了Li-O2電池的性能，使其具有更高的比容量、更低的過(guò)電位和更長(zhǎng)的循環(huán)壽命。
3）通過(guò)一系列異位/原位測(cè)量和計(jì)算，證實(shí)了3N-CuI的雙功能活性來(lái)源于室溫下雙銅氧（Cu2(O2)）中間體裂解/形成O-O鍵。
Chengyi Wang, et al, Enzyme-inspired room-temperature lithium-oxygen chemistry via reversible cleavage and formation of dioxygen bonds, Angew. Chem. Int. Ed.
DOI：10.1002/anie.202009792
https://doi.org/10.1002/anie.202009792
10. AM：少層RhI3光電性質(zhì)和光電探測(cè)
二維層狀過(guò)渡金屬鹵化物由于其結(jié)構(gòu)特殊、以及豐富的物理學(xué)性質(zhì)受到了廣泛關(guān)注。開(kāi)發(fā)新型結(jié)構(gòu)二維MX3結(jié)構(gòu)的材料不僅能夠拓展二維MX3結(jié)構(gòu)的種類(lèi)，并能夠?qū)崿F(xiàn)新型物理性能、新功能的開(kāi)發(fā)。有鑒于此，華中科技大學(xué)翟天佑、中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員黃富強(qiáng)等報(bào)道了從塊體RhI3中剝離原子層RhI3，并對(duì)其光學(xué)性質(zhì)、電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征，該材料具有空氣穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性，并且具有層數(shù)相關(guān)的能帶結(jié)構(gòu)（單層RhI3和雙層RhI3的能帶分別為1.1 eV、1.4 eV）。
本文要點(diǎn)：
1）分別測(cè)試了2層~18層的RhI3材料光化學(xué)性能，隨著層數(shù)增加，能帶收縮。對(duì)14層RhI3材料在80~300 K之間的I-V性能測(cè)試，并對(duì)不同溫度中RhI3的遷移率變化情況擬合，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度提高，遷移率和溫度之間呈線性遞增變化，斜率達(dá)1.44。
2）在基于少層（10層）RhI3材料制作的場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有n型半導(dǎo)體性能，遷移率達(dá)到2.5 cm2 V-1 s-1，開(kāi)關(guān)比為4×104。在室溫空氣氣氛中使用980 nm光照射器件，實(shí)現(xiàn)了11.5 A W-1的響應(yīng)度，探測(cè)強(qiáng)度達(dá)到2×1010 Jones。
Fakun Wang, et al. Honeycomb RhI3 Flakes with High Environmental Stability for Optoelectronics, Adv. Mater. 2020
DOI：10.1002/adma.202001979
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202001979
11. AM：手性過(guò)渡金屬氧化物：合成，手性的起源和展望
過(guò)渡金屬氧化物（TMOs）由一系列固體材料組成，具有多種結(jié)構(gòu)，具有可調(diào)性和多種理化特性。將手性的引入TMOs不僅可由對(duì)稱(chēng)性破缺效應(yīng)帶來(lái)活躍的光學(xué)活性，而且還帶來(lái)了幾何各向異性。盡管人們已經(jīng)可以對(duì)TMOs進(jìn)行精確控制的合成，并對(duì)該材料的手性來(lái)源進(jìn)行了相關(guān)解釋?zhuān)中訲MOs的整個(gè)領(lǐng)域仍處于起步階段，具有足夠的空間用于跨學(xué)科的交流和發(fā)展。近日，湖北大學(xué)Jiaji Cheng，Ruikun Pan，深圳大學(xué)Tingchao He等總結(jié)了該領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和理論計(jì)算的最新進(jìn)展，以闡明有關(guān)其制備過(guò)程的潛在手性來(lái)源，從而引發(fā)對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展的新見(jiàn)解。
本文要點(diǎn)：
1）作者首先介紹了TMOs納米結(jié)構(gòu)中的手性理論。
2）然后介紹了TMOs的合成方法及手性來(lái)源，包括具有手性外形的TMOs，配體誘導(dǎo)的手性TMOs等。
3）最后對(duì)TMOs的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)（包括手性感應(yīng)和檢測(cè)，對(duì)映選擇性催化，基于生物組織的治療以及基于手性的設(shè)備），并對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行了展望。
Yiwen Li, et al. Chiral Transition Metal Oxides: Synthesis, Chiral Origins, and Perspectives. Adv. Mater., 2020
DOI: 10.1002/adma.201905585
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201905585
12. Small：硫醇作為反應(yīng)物化學(xué)氣相沉積合成高質(zhì)量MoS2
單層過(guò)渡金屬硫化物二維材料具有多種多樣的應(yīng)用前景，化學(xué)氣相沉積合成是一種有效的合成二維材料方法，但是通常化學(xué)氣相沉積合成的材料通常比剝離得到的二維材料品質(zhì)更低，含有較多的缺陷，這是由于合成過(guò)程中難以在使用前驅(qū)分子的濃度、分布情況難以控制。有鑒于此，清華大學(xué)劉碧錄、成會(huì)明等報(bào)道了通過(guò)硫醇進(jìn)行化學(xué)氣相沉積生長(zhǎng)，合成高質(zhì)量、均勻的MoS2。
本文要點(diǎn)：
1）合成方法。在SiO2/Si基底上旋涂Na2MoO4，并隨后在加熱作用中通入C12H25SH，得到了較高質(zhì)量的二維MoS2材料。
2）原子分辨結(jié)構(gòu)表征結(jié)果顯示，通過(guò)這種方法合成的MoS2中的缺陷濃度是各種CVD方法合成得到的最低，通過(guò)低溫光譜方法測(cè)試發(fā)現(xiàn)了MoS2的超高光學(xué)質(zhì)量。密度泛函理論研究結(jié)果顯示，在合成過(guò)程中硫醇分子能夠通過(guò)和MoS2的缺陷發(fā)生相互作用，并在MoS2生長(zhǎng)的過(guò)程中消除了缺陷位點(diǎn)。該方法實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單有效可控的方法合成高質(zhì)量超低缺陷位點(diǎn)二維材料的方法，并且可能有助于光電化學(xué)領(lǐng)域。
Simin Feng, et al. Synthesis of Ultrahigh‐Quality Monolayer Molybdenum Disulfide through In Situ Defect Healing with Thiol Molecules, Small 2020
DOI：10.1002/smll.202003357
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202003357
