1. Nature Chemistry：單晶共價有機框架中的鍵轉換
單晶X射線衍射是一種強大的表征技術，其能夠確定晶體材料中的原子排列。然而，在共價有機框架（COFs）中，生長大單晶仍極具挑戰性。在這里，北京科技大學姜建壯、王海龍、福建師范大學陳邦林通過四（苯基）二甲基四醛和四胺構建塊的聚合來合成具有互穿qtz拓撲結構的柔性COF。1) 該材料通過沿c軸的各向異性正熱膨脹（αc?=?+491?×?10–6?K–1），以及通過從其孔中去除溶劑分子的結構轉變。合成的去溶劑化材料通過其亞胺鍵分別還原和氧化為胺鍵和酰胺鍵而經歷單晶到單晶的轉變。2) 這些氧化還原誘導的連接轉化使所得的COFs對強酸具有改進的穩定性；磷酸的負載導致無水質子傳導率高達約6.0?×?10?2?S?cm?1。
Baoqiu Yu, et al. Linkage conversions in single-crystalline covalent organic frameworks. Nature Chemistry 2023
DOI: 10.1038/s41557-023-01334-7https://doi.org/10.1038/s41557-023-01334-7
2. Nature Materials：水下親氣金屬表面的長期穩定性
親氣金屬表面由于其具有亞穩態性能，通常被認為不適用于水下工程應用。在這里，埃爾朗根-紐倫堡大學Wolfgang H. Goldmann、Alexander B. Tesler報道了具有延長塑性體壽命的親氣性鈦合金（Ti）表面，該表面在水下可保存數月。1) 通過電化學陽極氧化與氟化表面活性劑產生的低表面能涂層相結合形成高度粗糙的分級結構表面，可以實現長期穩定性。親氣Ti表面大大減少了粘附，當浸入水中時，可以防止細菌和海洋生物（如藤壺和貽貝）的粘附。2) 總的來說，作者報道了一種通用策略，其可以實現親氣表面的長期穩定性，并可以用于以前無法實現的水下應用，這種創造具有明確均勻形態的高度粗糙Ti表面的方法可以作為穩定性研究的科學模型。
Alexander B. Tesler, et al. Long-term stability of aerophilic metallic surfaces underwater. Nature Materials 2023DOI: 10.1038/s41563-023-01670-6https://doi.org/10.1038/s41563-023-01670-6
3. Nature Chemistry：利用溫度跳躍X射線晶體學在高空間分辨率下繪制蛋白質動力學
以原子分辨率理解和控制蛋白質運動是結構生物學家和蛋白質工程師面臨的重要挑戰，因為構象動力學對于酶催化和變構調節等復雜功能至關重要。時間分辨晶體學為了解蛋白質運動提供了一條重要途徑，但由于沒有引發構象變化的普遍擾動，使得該方法的應用范圍相對有限。在這里，加利福尼亞大學Michael C. Thompson、日本東北大學Eriko Nango將基于溶劑的溫度跳躍與時間分辨晶體學相結合，以可視化溶菌酶（一種動態酶）的結構運動。1) 作者在納秒時間尺度上觀察到了溶菌酶的原子振動，這些振動在亞毫秒時間尺度上演變成與活性位點耦合的局部結構波動。通過對酶的正交擾動和抑制劑結合，可以阻斷關鍵運動來改變其動力學。2) 此外，這些運動還允許能量從振動耗散為與催化循環相關的功能運動。由于溫度跳躍是擾動分子運動的一種通用方法，因此該方法廣泛適用于蛋白質動力學的研究。
Alexander M. Wolff, et al. Mapping protein dynamics at high spatial resolution with temperature-jump X-ray crystallography. Nature Chemistry 2023DOI: 10.1038/s41557-023-01329-4https://doi.org/10.1038/s41557-023-01329-44. Nature Chemistry：脫氧寶石-二金屬催化羰基交叉復分解羰基和烯烴是多功能的官能團，它們的反應活性是有機合成的基石。兩個羰基選擇性結合形成烯烴和羰基交叉復分解是一種極具潛力的交換工具。然而，這一挑戰仍未解決。盡管烯烴/烯烴和烯烴/羰基交叉復分解反應是已知的，但缺乏用于兩種羰基化合物脫氧交叉偶聯的類似方法。在這里，中國科學院Lumin Zhang、俄亥俄州立大學David A. Nagib報道了脫氧寶石-二金屬催化羰基交叉復分解。1) 作者報道了羰基的交叉復分解策略，其可以實現一種醛與另一種醛或酮進行化學和立體選擇性結合。作者發現這些溫和的催化方法得到了金屬鹽的促進。2) 此外，該過程存在兩種不同的機制，即瞬時生成的卡賓和葉立德（通過Fe催化）或雙親核寶石雙金屬（通過Cr催化），從而能夠快速獲得Z-或E-烯烴。
Lumin Zhang and David A. Nagib. Carbonyl cross-metathesis via deoxygenative gem-di-metal catalysis. Nature Chemistry 2023DOI: 10.1038/s41557-023-01333-8https://doi.org/10.1038/s41557-023-01333-8
5. JACS：Fe-MOF催化甲烷制備乙烯和乙炔
甲烷轉化為乙烯和乙炔能夠直接從天然氣中生成一系列產品，但是通常CH4的活化和轉化需要高溫高壓反應條件，而且如何將沒有反應的CH4與C2+分離非常困難。有鑒于此，曼徹斯特大學楊四海、Martin Schr?der等報道在溫和反應條件（25 ℃，1 atm）使用plasma進行流動相催化甲烷轉化，使用MFM-300(Fe)作為催化劑，直接將CH4轉化為C2H4和C2H2。C2H4和C2H2的選擇性達到96 %，產率達到334 μmol g-1 h-1。1）當CH4的轉化率為10 %，C2+烴類產物的選擇性高達98 %，產率達到2056 μmol g-1 h-1，達到了CH4催化轉化的新紀錄。通過原位中子粉末衍射、非彈性中子散射、固態核磁共振、電子順磁共振、紅外漫反射光譜、模擬計算，說明活化CH4的位點是Fe-O(H)-Fe，活化CH4生成Fe-O(CH3)-Fe加合物。2）此外，發展了一種串聯的固定床，能夠原位將C2H4和C2H2與未反應的CH4分離，從而實現了CH4催化活化，轉化，產物分離的一體化。這種將CH4活化、轉化、產物分離進行一體化的系統為天然氣的利用提供新途徑，在基礎研究和實際應用之間建立橋梁和紐帶。
Yujie Ma, et al, Direct Conversion of Methane to Ethylene and Acetylene over an Iron-Based Metal–Organic Framework, J. Am. Chem. Soc. 2023DOI: 10.1021/jacs.3c03935https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c03935
6. Angew：在光動力治療前后具有淬滅的光敏作用的可激活型I類光敏劑
光敏劑(PSs)在光動力治療(PDT)前后的光毒性以及乏氧的腫瘤微環境是限制PDT效果和應用的兩個主要問題。雖然可激活型PS可以成功地解決PDT前的PS光毒性問題，而I型PS也能夠在乏氧環境中有效地產生活性氧(ROS)，但目前能夠克服PDT后的PS光毒性的方法仍非常有限，并且還沒有能夠同時解決上述所有問題的一體化方案被報道。有鑒于此，新加坡國立大學劉斌教授和浙江大學平淵教授設計了一種可按需轉換的光敏劑，其在PDT前后具有淬滅的光敏作用，僅會在腫瘤的乏氧環境中被激活。1）實驗設計了一種乏氧-常氧循環響應型I類PS（TPFN-AzoCF3）來進行概念驗證，并進一步利用DSPE-PEG-2000作為包封基質以將該PS制備成TPFN-AzoCF3納米粒子(NPs)。2）在PDT治療過程中，該NPs僅會在乏氧腫瘤中被激活以產生I型ROS。而在正常組織中，無論是在PDT治療前還是治療后，NPs均不會產生光毒性，從而能夠最大限度地減少副作用，提高治療效果。實驗結果表明，該研究設計的策略具有良好的腫瘤治療效果，有望為設計可按需切換、副作用極低的新型PS提供重要的借鑒和參考。
Jianwu Tian. et al. Activatable Type-I Photosensitizer with Quenched Photosensitization Pre and Post Photodynamic Therapy. Angewandte Chemie International Edition. 2023DOI: 10.1002/anie.202307288https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202307288
7. AM：溶液相閃爍鈣鈦礦量子點
與固態或者液體有機閃爍晶體相比，溶液相液體閃爍晶體具有更好的擴展制備，但是溶液相閃爍晶體的光產量非常低（~100 photon/meV）。有鑒于此，廣州醫科大學李楊、中山大學王靜、重慶郵電大學馬崇庚等報道一種具有非常高熒光量子產率的溶液相膠體鹵化物鈣鈦礦，紅光、綠光、藍光的熒光量子產率分別達到88.1 %、96 %、81.8 %。制備了新型膠體鈣鈦礦液體閃爍晶體，光產率比商用閃爍晶體更加優異。1）發現這種優異的量子產率和分散性來自于PEG修飾作用，從而阻礙生成缺陷位點。而且其優異的熒光能夠在低溫條件保持100天。這種修飾作用在低于0 ℃仍能夠工作。2）由于當室溫光產率3058 photon/meV，低溫光產率8037 photon/meV，因此具有優異的輻射硬度（高達23mGy/s），而且在進行驗證性高能輻射探測測試中，能夠對360°每個角度進行探測。
Huiwang Lian, et al, Aqueous-Based Inorganic Colloidal Halide Perovskites Customizing Liquid Scintillators, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202304743https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202304743
8. Angew：Bi-分子篩型MOF電催化還原CO2
分子篩型MOF（ZMOFs）是一種具有前景的能源催化材料，但是因為催化反應過程中催化活性位點的數目較少，以及穩定性較低，金屬有機立方體(MOC, metal-organic cube)之間的成鍵非常弱，導致ZMOF材料的穩定性較差。有鑒于此，中國科學院福建物質結構研究所周天華、李春森、華中科技大學楊璇等通過配體導向策略，通過Bi籠狀結構之間的強配位鍵構筑Bi-ZMOF，實現了優異的電催化還原CO2制備HCOOH電催化材料。1）這種Bi-ZMOF的CO2電催化制備HCOOH的法拉第效率達到91 %。通過原位的表面增強紅外光譜和DFT計算，發現Bi-N配位結構有助于N向Bi電荷轉移，穩定中間體物種，顯著增強CO2電催化還原為HCOOH的性能。2）這項研究說明，金屬位點的配位環境對于電催化還原CO2的重要作用，有助于理性設計催化功能ZMOF材料。
Zhi-Qiang Jiang, et al, A Bismuth-Based Zeolitic Organic Framework with Coordination-Linked Metal Cages for Efficient Electrocatalytic CO2 Reduction to HCOOH, Angew. Chem. Int. Ed. 2023DOI: 10.1002/anie.202311223https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202311223
9. AFM：構建近紅外等離子體尖金納米結構用于高效表面增強拉曼光譜引導的癌癥熱療
利用等離子體材料的癌癥光電療法因其高時空精度和特異性、遠程可控性、優越的治療效果和低全身副作用而吸引了人們的極大興趣。探索具有優異等離子體和光熱特性的新型等離子體材料是癌癥光電療法的前沿。中南大學李明系統地研究了具有不同形狀中心核的尖峰Au納米顆粒（NPs）的等離子體激元和光熱性質——尖峰Au納米球、尖峰Au納米立方體和尖峰Au芯棒（AuNR）。1）研究表明，尖峰Au NPs中中心核的形狀對其表面增強拉曼光譜（SERS）和光熱性能有顯著影響，與尖峰AuNRs相比，球形或立方體核的尖峰Au NP在近紅外SERS檢測和熱療方面要優越得多。2）基于尖峰Au NP的SERS探針在靜脈給藥后的4T1乳腺腫瘤小鼠模型中顯示了對活細胞的SERS成像和對腫瘤的動態可視化的顯著能力。此外，體內研究表明，在近紅外輻射下，這種SERS探針對4T1乳腺腫瘤具有特殊的熱療效果。3）這項研究表明，基于尖峰Au NP的SERS探針在SERS引導的癌癥熱療中的潛在用途。
Renting Jiang, et al. Engineering Near-Infrared Plasmonic Spiky Gold Nanostructures for Highly Efficient Surface-Enhanced Raman Spectroscopy-Guided Cancer Hyperthermia Therapy. AFM. 2023DOI：10.1002/adfm.202307631https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202307631
10. ACS Nano：金納米團簇可通過巨噬細胞重編程減輕腸道炎癥和預防繼發性結直腸癌
炎癥性腸病(IBD)是導致與結腸炎相關的結直腸癌(CAC)的主要因素之一。因此，開發有效的IBD治療方法對于預防繼發性結直腸癌的發生而言至關重要。在腸道炎癥的消退階段中，M2型巨噬細胞能夠發揮重要作用。然而，傳統藥物往往難以靶向腸道M2型巨噬細胞，且不易清除。金納米團簇因其在體內的安全性和生物醫學活性而受到廣泛關注。有鑒于此，北京工業大學曹楷教授和袁卿教授合成了一種谷胱甘肽保護的金納米團簇GA，并評價了其體內性能1）研究發現，GA能夠在IBD期間特異性地在結腸中累積。GA不僅能夠促進經IL-4處理的腹腔巨噬細胞的M2型分化，而且可以在促炎環境中重編程巨噬細胞，使其從M1型極化為M2型。機制研究表明，這種調節作用是通過激活抗氧化Nrf2信號通路（而非傳統的STAT6）來實現的。2）在IBD小鼠模型中，GA能夠以依賴于Nrf2的方式增加M2巨噬細胞，并緩解IBD。實驗結果表明，GA可以顯著抑制AOM/DSS誘導的CAC，且不會產生明顯的組織損傷。綜上所述，該研究證明了金納米團簇能夠作為治療IBD和CAC的潛在納米藥物。
Cao Lu. et al. Colon-Accumulated Gold Nanoclusters Alleviate Intestinal Inflammation and Prevent Secondary Colorectal Carcinogenesis via Nrf2- Dependent Macrophage Reprogramming. ACS Nano. 2023DOI: 10.1021/acsnano.3c06025https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c06025
