高校资质认定实验室运行模式新探索

高校实验室一般承担着“科研、教学和社会服务”的三重任务。在资质认定体系下,高校实验室如何处理好科研、教学和社会服务关系?南开大学中心实验室提出了基于资质认定体系下的高校实验室运行模式。基于学校大型仪器平台预约系统,结合RB/T214-2017的管理要求,探索出了适宜高校的资质认定实验室管理办法,提高了仪器共享效率,方便了科研和社会服务,并把相关资质认定理念融汇到研究生实验教学中,取得了良好的效果。

浅谈《新时代高校教师职业行为十项准则》之“传播优秀文化”——以专业课程教学为例

本文以“药物分析中的分离技术”课程教学为例,从优化教学内容、多元教学、提升教师素质和能力及教学效果评价几个方面浅谈《新时代高校教师职业行为十项准则》之“传播优秀文化”。

电子鼻的核心——气体传感器的研究与应用

电子鼻是模拟动物嗅觉器官开发的一种高科技产品,气体传感器作为电子鼻的核心元件,通过与待测气体反应将组成和浓度等信息转化为电信号输出,从而实现对环境中有害气体的快速、灵敏、实时检测。本文介绍了半导体型、电化学型和红外气体传感器的基本原理和应用领域,重点综述了近几年气体传感器的研究进展,并对其未来发展进行了展望。

Tau蛋白R2/wt片段形态受渗透剂影响机理的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟研究了在尿素与氧化三甲胺(Trimetlylamine oxide, TMAO)作为渗透剂的情况下对无序蛋白Tau蛋白第二重复片段(R2/wt)的折叠与构象的影响,统计分析了该片段周围的氢键强度分布、水分子流动性与水结构的分布,并与在纯水环境下的结果进行了比较.结果表明,无渗透剂存在下的R2/wt片段能形成长时间稳定的首尾相连的发卡结构,且肽链形成的分子内氢键数量较高,在R2/wt片段周围的水分子的流动性较高.当尿素作为渗透剂时, R2/wt的分子内盐桥难以形成,肽链以完全展开的构象为主, R2/wt周围水分子之间以及水分子与肽链的氢键作用被削弱,其周围水分子的流动性降低,结构化程度高的水分子比例降低;当TMAO作为渗透剂时, R2/wt片段只能形成不稳定的发卡结构,且容易向展开态转变,肽链周围的氢键分布和水结构分布与无渗透剂相比无明显变化,但肽链周围水分子的流动性同样降低.加入渗透剂能改变R2/wt片段的形态分布模式,并进一步改变肽链与水分子的氢键、水结构与流动性性质,此结果为调节该片段的聚集行为提供了指导.

“去伪存真”——一种共价有机聚合物荧光防伪材料的实验探讨

通过学生熟悉的羟醛缩合反应制备共价有机聚合物(COP)荧光材料;指导学生在实践中深化对理论知识的理解,学会自主思考和利用多种仪器分析荧光材料性质;引导学生发挥想象力,将荧光材料应用到与生活息息相关的信息加密中——“去伪存真”,体验化学的魅力。

气相中碱基与核苷自由基的产生与结构研究

核苷自由基在生物体内扮演着关键角色,特别是在DNA损伤过程中。为深入研究这些自由基的性质、反应机制以及与其他生物分子的相互作用,确定其结构至关重要。质谱通过提供高真空环境,为自由基离子创造了惰性的研究环境,在核苷自由基和碱基自由基的气相研究中展示了不可替代的作用。此外,结合串联质谱和理论计算,能够更准确地分析自由基结构。本文总结了近20年来基于质谱技术的气相中碱基与核苷自由基的研究,详细介绍了自由基离子的产生方法、研究手段以及结构分析的最新成果,提出了对于高活性自由基中间体的结构研究,以及自由基异构体的选择性产生仍然面临挑战,亟需发展新的实验方法和技术手段。

火焰原子吸收光谱测定葡萄糖酸锌口服液中锌含量

“火焰原子吸收光谱”是本科生仪器分析实验教学中的重要实验之一。原子吸收光谱用于实际样品中某一特定元素的定量测定,具有测定准确度高、精密度高和选择性好等优点。葡萄糖酸锌口服液是生活中常见的口服补锌类非处方药,通过本科生自主实验,建立火焰原子吸收实验方法,测定葡萄糖酸锌口服液中锌含量,方法简便、易于操作。通过该自主实验,培养学生利用课堂所学理论知识解决实际问题的能力,实现“学以致用,用以促学”的育人目标。

浅谈仪器分析发展进程中的课程思政

将思想政治教育融入专业课程教学已经成为教育改革面临的挑战。仪器分析课程作为现代化学教育中不可缺少的一环,也必须与思想政治教育相结合,培养学生掌握知识技能的同时加强思想政治教育,培养具备高尚的道德操守和职业素养的综合性人才。本文介绍了仪器分析的发展简史和两种常用仪器分析方法的发展,探索其中的思政元素;同时探讨了思政元素融入现代教学的多元化方式。期望做到将思政元素自然地融入教学语言、教学环境和教学平台中,强化榜样的作用,使学生体会到学习的乐趣与成就感,对化学学科产生心理认同感。

融入思政元素的离子色谱实验教学实践

大学化学专业课程思政教育是教师有意识、有计划地将思政元素与教学设计的各个环节深度融合,将高校思想政治教育融入课堂和课程教学设计各环节的一种实践探索过程。以仪器分析实验课程中的离子色谱实验作为教学设计案例,具体探讨了问题导向的线上线下教学方法,在学习目标设置、教学内容选择与呈现、教学活动开展等环节中将课程思政元素融入实验教学中。

英文课程“药物分析中的分离技术”教学有感

英文课程“药物分析中的分离技术”是南开大学化学学院为本科生开设的专业选修课。在授课过程中,将南开大学有效教学团队引入的有效教学O-AMAS模型融入到课程的教学中,践行了“学以致用,用以促学,学用相长”的教学理念。

分子梭协助离子跨膜运输的机理研究

采用增强采样分子动力学模拟研究了一轮烷型分子梭协助K^(+)跨膜转运的机制,该轮烷由两亲性的轴和套在轴上的大冠醚环及连接在大冠醚环上的小冠醚环构成,轴上有3个带正电的结合位点.通过计算穿梭过程的自由能变化,探索了溶剂(氯仿、乙腈、水、氯仿-乙腈)以及中间结合位点对该轮烷穿梭运动的影响,并分析了中间位点在其携带K^(+)穿越细胞膜(采用水-氯仿-水模拟)过程中的重要作用.结果表明,改变溶剂不会改变轮烷(不携带K^(+))的运动模式,但随着溶剂极性的增加穿梭所需克服的自由能能垒显著降低;在氯仿-乙腈混合溶剂中,中间结合位点的质子化状态,不影响轮烷(不携带K^(+))的穿梭能垒;然而在模拟细胞膜的环境中,该结合位点的质子化与去质子化相比大幅降低了穿梭的能垒,促进了K^(+)的跨膜转运,表明中间位点的质子化对于离子转运至关重要,进一步分析表明轮烷中大环穿梭和小环摆动的协同作用,也是加速离子跨膜转运的另一关键因素.

基于小分子化合物分析的MALDI-TOF MS新型基质研究进展

基质辅助激光解吸附离子化-飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)是一种新型的软电离生物质谱,近十年来得到了快速发展,在小分子化合物的分析检测中发挥了重要作用。其基质的选择一直是关注的重点,目前,研究者们已开发出多种新型MALDI-TOF MS基质,主要分为纳米材料和新型有机化合物两大类,基质性能的完善与提高使得MALDI-TOF MS的检测结果有了更高的准确度和灵敏度,更小的背景噪音,更干净的谱图,但目前尚处于研究阶段,现阶段仍无法替代传统有机基质。该文通过对新型基质的研究进展进行整理,总结出不同种类基质的优点、特性及适用对象,并对未来的MALDI-TOF MS基质研究作出了展望。

基于磁球表面的抗原决定基印迹法用于选择性识别细胞色素c的研究

本工作合成了一种核壳型的抗原决定基磁性分子印迹聚合物,并用于选择性识别目标蛋白细胞色素c(Cytochrome c,Cyt c)。制备过程中先用溶剂热法合成Fe_3O_4磁性纳米粒子,然后加入Cyt c其C端的九肽作为模板,进行一段时间的预组装,最后加入多巴胺盐酸盐(DA)溶液,调节反应体系的p H使多巴胺聚合在磁球表面。洗脱掉模板后,即得到分子印迹聚合物。优化DA的用量使聚合物达到最佳的吸附效果。在最优条件下,制得的印迹聚合物对目标蛋白有较好的吸附选择性,并且有良好的重复利用性。此外,用抗原决定基做模板制得的聚合物的吸附容量和印迹因子明显优于用相应蛋白质做模板的情况。

联用技术应用于元素形态分析

本文介绍了元素形态分析研究的重要意义、应用于元素形态分析的各种联用技术,及其在实际样品测定中的应用。其中涉及到多种分离技术,如:高效液相色谱、离子色谱、尺寸排阻色谱、气相色谱、毛细管电泳和多种检测方式,如:电感耦合等离子体质谱、电感耦合等离子体发射光谱、原子荧光、原子吸收。基于此开发教学实验,理论与实践相结合,进一步加深学生对知识的理解、掌握和运用。

新型纳米材料在食品非靶向分析中的应用研究进展

食品安全关系人民的生命安全。为了更加准确、高效地筛查出食品中的化学危害因子,对食品进行快速、高通量的非靶向分析极其重要。在非靶向分析中,需要通过样品前处理来消除食品中复杂基质的影响,并高效回收、富集化学危害因子。因此,发展合适的样品前处理方法和材料尤为关键。近年来金属有机骨架、共价有机骨架、磁性纳米材料等新型纳米材料在样品前处理中发挥了重要作用。该文主要介绍了近几年用于食品安全非靶向筛查的样品前处理方法,新型纳米材料在样品前处理中的应用及样品前处理技术在非靶向分析中的应用,并展望了未来的发展方向。

钠离子化和质子化环肽类似物的碰撞裂解途径比较

近年来,环肽因其生物学功能和结构多样性受到广泛关注,但它们的结构鉴定比线性肽更困难。碰撞活化解离(CAD)质谱技术是分析环肽结构的重要手段。本工作通过电喷雾电离技术产生4种环肽类似物的钠离子化和质子化离子,并采用串联质谱进行研究。钠离子化和质子化离子的CAD谱图表现出较大差异,其中钠离子化复合物在测序方面优于质子化复合物。对于钠离子化复合物来说,钠离子与环内的主链羰基氧原子配位,其CAD谱图易于解析;而质子化复合物的CAD谱图存在多个平行的解离通道,比较复杂,并且这种复杂性与环肽类似物的官能团密切相关。结合2种复合物的CAD谱图,可以提供环肽类似物的互补信息,使其结构鉴定更加可靠。

近红外光谱用于低共熔溶剂中水结构的分析

采用近红外光谱技术研究了含水量(摩尔分数)在5%~95%范围内水结构对低共熔溶剂(DESs)的氢键网络结构的影响.通过分析氯化胆碱与尿素混合后不同时间的近红外光谱,发现了尿素—NH基团与氯化胆碱Cl^(-)相互作用的光谱信息,表明DESs熔点降低的原因主要是NH…Cl^(-)氢键的形成.通过分析不同含水量的DESs-水混合物的近红外光谱,发现了水分子之间以及水分子与尿素中—NH和C=O基团相互作用的光谱信息,表明水在DESs中主要以3种结构存在:类大体积水、与尿素C=O键合的水以及—NH分子间的桥连水.类大体积水破坏DESs中NH…Cl^(-),使体系的稳定性降低,而尿素—NH分子间的桥连水和与C=O键合的水使体系的稳定性增加.DESs中3种水结构的相对比例与含水量有关,含水量在40%~80%既能有效降低体系的黏度,又能维持DESs的性质.

形貌可控的共价有机骨架材料的合成与应用

共价有机骨架(COFs)作为一种新型晶体多孔材料,在分离富集、催化、药物释放、光电等领域引起了广泛关注。COFs材料的结晶度和形貌决定了其应用。本文综述了不同形貌COFs材料,如:球形、薄膜状、棒状、管状、纤维状、带状、棒状、辊状、笼状等的合成方法和应用,提出存在的问题及解决办法,并展望其应用前景。

指导本科生课外科研实践活动——“我爱实验室”有感

由南开大学化学学院科技创新协会面向低年级本科生举办的"我爱实验室"活动,旨在拓宽学生的专业知识领域、使学生深入了解科研前沿方向、培养学生科研素养等。基于实验室的研究方向,学生自主调研文献选题、设计实验过程、参与组会沟通、交流并解决实验中遇到的问题。课外科研实践活动的开展不仅提高了学生的实验技能,而且拓宽了学生的知识领域,更重要的是培养和提高学生进行科学研究的素养和能力。

CdSe量子点的制备及其光学性质调控

无机半导体纳米晶量子点以其独特的光学性质,在生物医学检测、显示器件、光催化等领域有广泛应用。以CdSe量子点的合成及光学性质调控为主题,设计一个科研型中级无机实验。以学生为主体,教师为主导,引导学生对科研中严苛的实验条件进行合理改良,拓宽学生眼界,训练学生科研创新及批判性思维,培养高水平化学科研后备力量。