基于电化学生物传感器的重金属离子检测研究进展

电化学生物传感器是基于抗原抗体、酶、核酸适配体、蛋白质、细胞等各种生物成分建立的电化学方法,由于这些生物成分具有强的特异性,决定了电化学生物传感器具有高选择性。同时该方法还具有便捷快速、灵敏、操作简单等优点,已经被广泛应用于污染物重金属离子的检测,并具有良好的应用前景。本文综述了近年来基于各种生物成分的电化学生物传感器在重金属离子检测中的应用,并对该领域未来的发展趋势做了展望。

前沿科研成果融入大学生创新实验项目教学——以聚羧酸减水剂的制备及其对水泥流动度的影响为例

将前沿科研成果融入到大学生创新实验项目教学中,进行了以“聚羧酸减水剂的制备及其对水泥流动度的影响”为案例的综合性创新实验教学设计安排。首先让学生学会化学反应机理和聚合物的分散作用机理,然后让学生制备聚羧酸减水剂,并对减水剂对水泥的流动度性能的影响进行测试,进一步探索出采用不同用量丙烯酸和过硫酸钾制备的聚羧酸减水剂对水泥流动度的影响变化规律,增强了实验的创新性、高阶性和趣味性。本课程注重以学生发展为中心,将BOPPPS教学模式引入教学过程中,不仅可以扩展学生的知识面、锻炼实验操作技能,还能提升学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

工程教育专业认证背景下化学反应工程课程评价体系构建的实践与思考

基于工程教育专业认证的要求和OBE教育理念,以课程目标达成情况评价为目的,构建了化学反应工程的课程考核评价体系。同时以教学实例分析了该评价体系的实施方式、评价结果以及结果运用,并对如何运用该评价体系进一步促进教学质量和人才培养质量的提升进行了思考。

原位电化学辅助还原制备石墨烯/银纳米粒子@多金属氧簇复合薄膜及其抗菌性能

结合层层自组装法和电化学辅助还原法,原位制备了一种还原态氧化石墨烯(rGO)/银纳米粒子(Ag Nps)@多金属氧簇(P_(2)W_(18))复合薄膜{(PEI/rGO)n-Ag@P_(2)W_(18)},并根据Kirby-Bauer法测试了该复合薄膜对枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能。通过与层层自组装法制备的{PEI/Ag@P_(2)W_(18)}n和{PEI/(rGO-Ag@P_(2)W_(18))}n薄膜比较发现,仅负载单层抗菌组分Ag@P_(2)W_(18)的{(PEI/rGO)3-Ag@P_(2)W_(18)}复合薄膜(对枯草芽孢杆菌抑菌环为17.2 mm)抗菌性能高于负载三层Ag@P_(2)W_(18)的{PEI/Ag@P_(2)W_(18)}3(对枯草芽孢杆菌抑菌环为14.8 mm),与负载三层Ag@P_(2)W_(18)的{PEI/(rGO-Ag@P_(2)W_(18))}3薄膜(对枯草芽孢杆菌抑菌环为17.4 mm)抗菌性能相当,说明电化学辅助还原法可以有效提升复合薄膜的抗菌性能。

高校有机化学实验教学质量评价及监控体系建设

以山西大同大学化学专业有机化学实验教学体系为研究对象,深度剖析了符合课程特点、全方位、多层次、具有可操作性的实验教学质量评价体系的构建,并制定了多要素和多层面的实验教学监控体系,确保有机实验教学高质量运行。有机化学实验教学质量评价及监控体系建设对实现实验教学与理论教学有机融合,将学生培养成行业需要、社会需求的高素质应用型人才具有重要的现实意义。

山西省汉族大学生单基因遗传性状调查

通过调查479名山西汉族大学生的前额发际、耳垂、卷舌、翻舌、小指弯曲、眼睑、发旋、发式、达尔文结节、拇指类型等10对单基因遗传性状,分析基因频率。结果显示:10对等位基因分布频率在男女中的差别不大,其中5对性状显性基因频率大于隐形基因频率;山西汉族多数遗传性状的基因频率与我国其它地区汉族、其它地区少数民族基因频率存在一定差异。

氧化亚铜基光催化剂的制备及降解性能研究进展

Cu_(2)O是一种p型半导体,在光催化领域有着广阔的应用前景。研究者通过调控Cu_(2)O形貌和尺寸、构建异质结结构、设计复合材料增大比表面积和导电性等手段,提高其光利用率,降低了光生电子-空穴对复合率,从而提高了Cu_(2)O的光催化活性和光稳定性,促进了其在光催化降解染料领域的应用。本文重点综述了通过元素掺杂、半导体异质结构建及与其他材料复合的途径增强Cu_(2)O光催化性能的方法,归纳了其在光催化降解有机污染物方面的应用及异质结增强机理,指出了目前研究存在的短板,并对氧化亚铜基复合光催化的发展及应用前景进行了展望。

Z型异质结Cu_(2)O/Bi_(2)MoO_(6)的构建及光催化降解性能

通过水热法制备出一系列Z型异质结Cu_(2)O/Bi_(2)MoO_(6)新型光催化剂。采用扫描电子显微镜、粉末X射线衍射、红外光谱、紫外可见吸收光谱等表征手段研究了催化剂的形貌、结构性质和光电化学性质,并以四环素(TC)为降解目标污染物,进一步探究了其催化效率。实验结果表明,Cu_(2)O的加入提高了复合催化剂的光催化性能,其中20%Cu_(2)O/Bi_(2)MoO_(6)复合催化剂(Cu_(2)O和Bi_(2)MoO_(6)的质量比为20%)降解效果最好,100 min内可降解95%的TC。Cu_(2)O与Bi_(2)MoO_(6)之间的协同作用使其可以吸收更多的可见光,所构建的Z型异质结改变了电子转移途径,提高了电子与空穴的分离效率,光催化活性显著提高。通过自由基捕获实验和能带结构,分析了Z型异质结Cu_(2)O/Bi_(2)MoO_(6)复合催化剂光催化降解TC可能的机理。

两种咔唑基-吡啶-N-氧化物内盐荧光极性探针研究

合成了4-(9H-咔唑-9-基)吡啶1-氧化物(CPNO)和4-(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)吡啶1-氧化物(CPPNO)两种咔唑基-吡啶-N-氧化物内盐,测定了它们在不同溶剂中的紫外-可见吸收和荧光光谱,均表现出对溶剂极性较好的敏感性。计算表明,两个化合物都具有较大的激发态偶极矩,是化合物溶剂极性敏感性的原因。研究为开发新型的荧光极性探针提供了一种新思路。

氨硼烷催化水解制氢综合实验设计

根据物理化学实验教学的需求,设计了氨硼烷催化水解制氢综合探索性实验。采用化学还原法制备了新型镍硼纳米催化剂,将其用于氨硼烷水解催化反应,考察催化剂用量和温度对反应速率的影响,并根据阿雷尼乌斯公式测定反应的活化能。通过探索性操作完成整个实验流程,学生不仅可以掌握催化剂的化学还原法制备技术,还可以强化和巩固利用化学动力学知识分析处理实验数据的能力。

铜基金属有机框架在肿瘤治疗中的研究进展

铜基金属有机框架(Cu-MOFs)是以Cu(Ⅰ)/Cu(Ⅱ)为配位中心与有机配体通过配位键相连接形成的一类MOFs,具有较高的孔隙率、较大的比表面积、丰富的金属位点和催化类芬顿(Fenton)反应等特性。Cu-MOFs自身可以作为抗肿瘤治疗剂,也可以作为载体负载多种治疗剂和靶向剂,在肿瘤治疗领域具有很好的应用前景。本综述总结了将Cu-MOFs用于抗肿瘤药物化疗、化学动力学治疗、光热治疗、光动力治疗、声动力治疗等多种单模式治疗,以及多模式联合治疗的研究进展,阐述了Cu-MOFs在肿瘤治疗研究中面临的挑战及发展前景。

二维过渡金属碳/氮化物在肿瘤治疗中的应用

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)具有优异的光热转换性能,丰富的表面基团,良好的生物相容性、亲水性和粒径可调性,这使得应用MXenes作为肿瘤诊疗过程中的治疗剂和造影剂具有巨大潜力。本文综述了基于MXenes的肿瘤单一治疗和联合治疗的相关研究,同时介绍了MXenes在肿瘤主动靶向治疗领域的研究,最后阐述了目前MXenes在制备和肿瘤治疗研究中存在的挑战和对未来的展望。

双金属有机骨架在肿瘤诊疗中的研究进展

双金属有机骨架(BMOFs)是以2种不同的金属离子作为节点与有机配体通过配位键连接起来的一类新型杂化材料。BMOFs具有比表面积大、负载量高、组成及孔径可调等优点,可以用作合成具有可控的尺寸、组成和结构的功能纳米材料的模板或前驱体。与单金属MOFs相比,BMOFs在生物医学领域具有更好的离子协同效应、催化选择性和结构稳定性。本综述总结了BMOFs用于肿瘤单一治疗和联合治疗以及在磁共振成像等方面应用的最新研究进展。最后讨论了BMOFs在肿瘤诊疗中存在的挑战和未来发展趋势。

以生物质为催化剂化学气相沉积制备碳纳米管

以富含过渡金属元素铁的天然生物质黑木耳、紫菜、香菇、黑芝麻的炭化粉末作为催化剂前驱体,天然气为碳源,采用化学气相沉积工艺制备了碳纳米管(CNTs)。所制CNTs阵列的管径较窄,排列整齐,归因于蘑菇、紫菜和黑芝蔴的碳含量高及铁基纳米颗粒分散均匀。采用黑木耳为催化剂所制CNTs的直径也较窄,但杂乱生长,可能是由于黑木耳的碳含量低及铁基纳米颗粒分布不均匀所致。

化学气相沉积炭/炭复合材料研究进展

炭/炭复合材料被成功用于许多领域,主要用作抗烧蚀、热防护和刹车材料,如飞机的刹车盘、导弹的头锥等。化学气相沉积是制备炭/炭复合材料的关键技术,本文阐述了炭/炭复合材料化学气相沉积工艺原理,论述了化学气相沉积热解炭机理的研究现状,介绍了不同种类化学气相沉积工艺的特点,以及化学气相沉积工艺计算机数值模拟技术的研究进展。提出了炭/炭复合材料化学气相沉积技术的研究方向和发展趋势。

神奇“魔法条”之新冠病毒的快速检测

胶体金作为商业化的即时检验POCT(point-of-care test)免疫层析技术中最广泛的标记物之一,具有显著的颜色特征,后期无需可视化改造,且形态稳定、环境友好。本文试纸条制作过程简单,不需要大型贵重仪器。采用柠檬酸三钠还原氯金酸制备胶体金,将胶体金标记在新冠病毒的核衣壳N蛋白抗体上,通过在免疫层析试纸条可视区形成类似三明治结构的抗体-抗原-抗体夹心复合物,并以此复合物的红色检测线作为新冠病毒的定性分析依据。该检测方法裸眼可测、操作简单、且快速(10 min)、灵敏(检测限为0.5 ng∙mL^(−1))、低成本(每条不超过5元)。实验过程可以引导学生体验生命体系中抗原抗体相互作用引发的特异性生命化学反应,激发学生对化学、生物、生命科学和纳米材料等学科相互融合的可视化快检技术的浓厚研究兴趣。

氧化石墨烯应用于农林种植业中的研究进展

氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)是石墨烯的氧化物,其特殊的sp2-sp3杂化结构使其具有很多优异性能,在纳米电子、生物医学和能源储存等多个领域的应用研究较广、较深。近年来,氧化石墨烯又被发现能够促进植物的生长发育,因此,进一步引起了研究人员的广泛关注。本文系统总结了氧化石墨烯对不同植物生长发育的影响,分析了氧化石墨烯的作用机制,探讨了应用过程中可能存在的问题,以期为氧化石墨烯在农林业领域的应用研究提供借鉴,拓宽氧化石墨烯的综合利用途径,促进粮食生产和环境保护的可持续发展。

一例多钒酸盐杂化材料的制备及高效催化烯烃环氧化

以2-(2-吡啶基)咪唑(pIM)、Co^(2+)和NaVO_(3)为原料,在水热条件下,制备了新的钒氧簇化合物[Co(pIM)V_(2)O_(6)](1)。采用X射线单晶衍射、粉末X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和元素分析等方法对化合物进行了表征。单晶解析表明,该化合物由VO_(4)四面体和CoO_(3)N_(2)四方锥通过氧原子共边、共角连接成二维结构。基于钒氧簇在催化氧化体系中的高效活性,1作为非均相反应的催化剂,在以H_(2)O_(2)为氧化剂的催化烯烃环氧化反应中表现出优秀的催化性能,催化剂能够多次重复使用且活性基本保持不变。此外,磁化率研究表明1中存在反铁磁相互作用。

黄花菜多糖乙醇分级沉淀及抗氧化性

黄花菜原产于中国,其未开花的花蕾可作食用,有丰富的营养价值。然而,目前黄花菜的深加工利用不足,附加经济有待提高。采用一种简便的,可工业化的方法得到黄花菜多糖,并使用20%,40%,60%,80%体积分数乙醇处理得到黄花菜醇沉多糖,记为DLP-20、DLP-40、DLP-60、DLP-80。并测定4种醇沉多糖理化性质、单糖组成和抗氧化能力。结果表明,4种醇沉多糖的糖含量略有差异,且随沉淀乙醇浓度升高,糖含量升高;蛋白质含量均较低,无须脱蛋白操作;紫外光谱和红外光谱测定表明其都具有典型的多糖特征峰。单糖组成测定表明4种醇沉多糖含有10种单糖,含量顺序由高到低大致符合:葡萄糖、半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸、鼠李糖、木糖、核糖、岩藻糖,其中中性糖含量较高,糖醛酸含量较低。抗氧化能力表明4种醇沉多糖都有抗氧化活性,DLP-20对DPPH和羟基自由基清除率均最强,但随着醇沉浓度的增加,多糖抗氧化性降低。

基于2-(3-吡啶基)-1H-吡唑-苯羧酸的三种镉(Ⅱ)配合物晶体结构、荧光表征和Hirshfeld表面分析

基于2⁃(3⁃吡啶基)⁃1H⁃吡唑-苯羧酸(Hppb)配体,成功合成3种溴离子参与配位的不同Cd(Ⅱ)配合物[Cd(Hppb)_(2)Br_(2)](1)、[Cd_(2)(ppb)_(2)Br_(2)](2)和[Cd(Hppb)Br_(2)]n(3),并确定了其结构特征。在3种配合物中,Cd(Ⅱ)离子、配体、溴离子的比例分别为1∶2∶2、1∶1∶1、1∶1∶2,最终得到单核(0D)、双核(0D)、一维骨架的不同结构。配合物1中的Cd(Ⅱ)配位环境为轻微扭曲的八面体几何结构,而配合物2和3的中心离子则显示出扭曲的四方锥几何结构。3个配合物的ppb-或Hppb配体的连接模式存在明显差异。在配合物1中,2个Hppb配体为μ_(1)⁃κN,N'配位模式。而在配合物2中,2个ppb-配体为μ_(2)⁃κN,N'∶κO配位模式,并且作为2个μ1,1桥连接2个Cd(Ⅱ)离子形成双核结构单元,2个Cd离子之间的距离为0.4091(4)nm。在3中,中性Hppb配体为μ_(2)⁃κN,N'∶κO配位模式,并通过μ1,6桥连接Cd(Ⅱ)离子,沿b轴形成一维无限延长的链。利用Hirshfeld表面分析和二维指纹图对这3种配合物进行了研究。此外,配合物1~3的光致发光特性表明,配位阴离子Br-对Cd(Ⅱ)配合物的荧光发射有很大影响。