低温合成过程

【科学背景】共价有机框架（COFs）是一类功能性材料，能够在能量转换和存储方面发挥作用。然而，尽管近20年的研究，对于它们的合成条件却缺乏统一的预测规则。这部分是由于对于形成的早期阶段的成核和生长的认识仍然不完整。为了解决这一挑战，科学家们需要一种能够在操作中进行研究的技术，以全面理解COF形成的动态过程。鉴于此，德国慕尼黑大学的Richard Martel & Emiliano Cortés等研究者在“Nature”期刊上发表了题为“Early stages of covalent organic framework formation imaged in operando”的最新论文。科学家们使用了干涉散射显微镜（iSCAT）技术，首次揭示了在COF合成过程中液液相分离的现象，这表明了溶剂在形成过程中的关键作用。利用这些发现，他们成功地开发了一种新的COF合成方案，在室温下进行反应，实现了对合成条件的有效设计。这项研究的结果揭示了溶剂在COF合成中的重要性，并为有理材料合成提供了新的视角和方法。【科学亮点】(1) 本研究首次利用干涉散射显微镜（iSCAT）技术进行了COF聚合和框架形成的操作内研究。这一技术在高速度（微秒/毫秒级）下结合了亚5纳米的灵敏度和高空间分辨率，使得能够观察到反应混合物中的所有物质，包括晶态、非晶态、液体/固体相。(2) 实验结果显示，COF的形成过程中存在液液相分离，表明常规COF合成中存在结构化溶剂，呈现为无表面活性剂的（微）乳液。此外，发现溶剂的作用不仅仅是溶解性，还通过将反应物和催化剂分隔开来起到了动力学调节剂的作用，从而影响COF的形成过程。（3）基于这些发现，作者成功开发了一种室温下合成COF的新协议，摆脱了之前合成中需要提高温度的限制。这项工作将框架合成与液相图连接起来，为合理设计反应环境提供了新的方法。【科学图文】图1：iSCAT是全面了解COF形成机制的有效工具。图2. 实时iSCAT图像在空间和时间上显示COF的形成，在添加催化剂后的毫秒内显示液-液相分离过程。图3. 常规碳纳米管合成中的溶剂结构。图 4：合理设计了COFs的室温合成方案。【科学结论】这项研究为理解和优化复杂湿化学过程（如COF合成）提供了新的科学启示。通过使用iSCAT显微镜直接成像，作者得以深入解析COF合成的多阶段过程，揭示了液液相分离等关键现象。同时，作者提出的IAC合成方案展现了在温和条件下合成框架材料的可靠途径，这为设计更高性能的COF材料提供了新的思路。此外，作者提出的通过液相图定制反应环境的策略不仅可以用于COF合成，还可以推广到其他材料的合成领域，为实现有理材料合成提供了可行性方案。这一研究还强调了利用光散射技术可视化反应过程的重要性，这为更深入地理解化学反应机制提供了新的方法。综上所述，本研究不仅为COF合成提供了新的合成策略和理解机制，还为湿化学过程的探索提供了新的科学思路和方法。原文详情：Gruber, C.G., Frey, L., Guntermann, R. et al. Early stages of covalent organic framework formation imaged in operando. Nature (2024).https://doi.org/10.1038/s41586-024-07483-0

/// 行业：天然/化学制药，材料，高校，科研合成化学（chemical synthesis），又称化学合成，合成化学是有机化学、无机化学、药物化学、高分子化学、材料化学等学科的基础和核心。而无机合成和有机合成领域更是核心中的核心。有机合成部分主要包括有机合成与路线设计、现代有机合成方法、绿色合成化学、仿生合成、药物中间体合成等。无机合成部分主要包括高温合成、低温固相合成化学、水热与溶剂热合成、无机材料的高压合成与技术、 cvd 在无机合成与材料制备中的应用、微波与等离子体下的无机合成、配位化合物的合成化学、簇合物的合成化学、金属有机化合物的合成化学、多孔材料的合成化学、陶瓷材料的制备化学、无机膜的制备化学、合成晶体等。德国ika提供适用于合成实验的经典方案 —— 耐受不同的工作环境和时间要求，安全稳定，经济高效。亦可在样品浓缩等前处理流程中广泛应用。合成路线挑战 1：合成时间长，往往需要过夜操作，安全性是第一考虑因素。挑战 2：合成步骤繁琐，有时先低温合成，再高温合成，间或需要投料，万一错过，所有材料报废。挑战 3： 对于一些要求更高是实验过程，需要实时记录合成过程温升，物料转相过程，或需编程等。挑战 4：在很多合成步骤中，单一温度并不能完成所有的步骤，有时还需要进行高温合成，如接近200度或以上。挑战 5：洁净实验室要求，加热介质如硅油到处都是，不好清洁，另外硅油使用久后闪点下降，高温合成有安全隐患。ika专家推荐rct basic：全球热销的加热型磁力搅拌器，技术持续创新，优异的控温精度，忠实地体现实际温度并避免温冲。始终如一的高品质和智能诊断功能，为长时间的加热反应提供安全保障。安全温度可调（50-360℃），独立温度监控回路。防护等级 ip 42，成熟工艺下具有极佳防尘防水性能的铸铁镀锌外壳。ika plate（rct digital）：真正为化学家打造的坚固磁力搅拌器，先进的铝镍钴永磁技术，确保卓越的温度稳定性和磁力感应，耳目一新钢化玻璃，显示屏快速响应，具有卓越的耐化学性能，ika smarttemp-确保反应及化学家安全，更集成定时和计时功能，声响预警，特别适合投料过程，到达时间提示用户，并且不会中断反应过程。“锁机键”可有效避免参数设定被意外改动。全新一代磁力搅拌器，更提供终身质保服务，免除用户后顾之忧。ret control visc：全球首创安全型加热磁力搅拌器，内置称重功能。清晰的tft屏幕方便设定各种参数，如扭矩变化，监控物料转相过程。 集成温度控制系统结合外接温度探针，可精确控制样品温度。可选配双头pt1000温度探针，可同时监控样品和介质温度，精确控温±0.2℃。不锈钢盘面，最高加热温度可达340°c，可实现快速加热。 rs232及usb 接口可连接电脑进行参数控制及数据 拷贝，同时usb接口可用于固件更新。“锁机键”可有效避免参数设定被意外改动。c-mag系列产品：一体成型无缝陶瓷盘面，抗化学腐蚀性能极好，盘面温度高达500度，可轻松实现更高温度的控制。可选c-mag hs7基本性或控制型，以满足用户不同的控制需求。合成反应加热块：可选配金属加热块，适配4 – 2000 ml容器（试管、圆底烧瓶等不同规格），加热块材质为经阳极化处理铝合金；并通过工艺优化，导热性能优异；可在保证加热效率的基础上最大限度的兼容不同品牌的玻璃烧瓶制品，规避玻璃器皿炸裂风险；浓缩路线挑战 1：实验室预算有限，实验空间拥挤。挑战 2：如果浓缩过快或有沸腾现象，可能会使目标分析物损失。挑战 3：很多蒸馏需要终点判断，减压蒸馏至定量，实验人员得寸步不离的守在仪器旁边，以便及时中止蒸馏。耗时，耗力，且容易出现失误。挑战 4：实验室充满异味？化学溶剂逃逸危害操作者安全。ika专家推荐rv 8 旋转蒸发仪： 经济高效型rv 8旋转蒸发仪，半自动升降把手操作轻松、简单、快速。把手集成人体触摸感应器和锁定键，可轻松调节蒸发瓶的浸入角度和高度，让日常繁重的工作变得更加舒适和安全。蒸发管双重锁定装置，未锁定状态现红色标识，直观的提示，规避安全风险。标配退瓶旋钮，集成蒸发瓶固定夹具，可在实验结束后轻松退瓶。rv自动控制型旋转蒸发仪：内置真空控制器，标配n920全自动速度调节真空泵，可以达到更精确的真空度，其微调控制功能可以防止出现真空度过高或不足的状况，对比阀控式蒸馏更提高蒸馏效率，有效避免浓缩过快的现象。rv10 自动控制型旋蒸专利定量蒸馏技术：通过监测进出水温差，并根据内置溶剂数据库中的参数，即可进行换算和控制。在蒸馏至所需体积时，自动停止蒸馏。特别适合避免蒸干实验需求。vss1 二次冷凝装置：可连接在真空泵之前，再次冷凝回收蒸馏物，可预防化学溶剂通过真空泵排放到实验室中。vc10 通用真空控制器：可兼容不同品牌的真空泵，精确控制真空度，内置溶剂数据库，实现全自动蒸馏，可集成软件，远程控制，具备定时功能。rc2 冷水机：高效循环冷水机，制冷功率高达400w。适用于低至 -20 °c 的制冷应用。速度控制式 peek 泵可以连续调节泵压和流速，保证及时冷却蒸馏物。

吉利德公司的广谱抗病毒药物瑞德西韦（Remdesivir），针对2019新型冠状病毒（2019-nCoV）显示了好的疗效。这一令人振奋的结果一经报道，即刻吸引了众多制药企业的关注。康宁反应器技术作为连续流技术的倡导者，从连续流技术的角度来看看吉利德Remdesivir的合成。图1：Remdesivir分子结构化学名：(2S)-2-ethylbutyl2-(((S)-(((2R,3S,4R,5R)-5-(4-aminopyrrolo [2,1f] [1,2,4] triazin-7-yl)-5-cyano-3,4-dihydroxy tetrahydrofuran-2-yl)methoxy) (phenoxy) phosphoryl) amino) propanoateCAS号：1809249-37-3当下，国内很多药企也纷纷将目光聚焦到了Remdesivir，不少企业和研发机构已经开始立项开发此药。甚至连化学中间体商也加入了这股热潮。合成路线图:Remdesivir合成为Nature2016年报道的第二代合成方法，实验室可放大至百克级。共6步反应，收率分别为40%，85%，86%，90%，70%，69%，中间体6合成需要两步，收率分别80%，39%。化合物3的合成是低温有机强碱加成反应，该步反应收率低，放大困难。而微通道在此类反应展现了很强大的优势，有潜力来解决这类问题。图4：化合物4的合成化合物4的合成，可以用连续流的方式进行。为此，Gilead在中国也申请了专利（CN107074902)。该氰基化反应，采用连续流反应器，温度控制在-40℃，而釜式工艺中需要降温到-78℃。在化合物6的合成中，第一步反应先合成化合物9，该取代反应极易发生二取代而造成选择性降低。连续流可以精准控制反应物料摩尔比及反应温度，在一定程度上提高反应选择性。纵观Remdesivir合成，有多步反应使用了低温。而低温反应在工艺放大过程中，普遍存在着控制难，收率低等问题。康宁微通道反应器，模块化设计，相比于传统釜式反应，具有100倍传质效率，1000倍换热面积，精确控制停留时间。特别适用于非均相反应、放热量大、具有安全风险以及小试工艺无法放大的反应。参考文献：Nature, 2016, Doi:10.1038 /nature 17180 pages381–385微通道连续流技术作为化工研发和生产的一项技术创新越来越受到重视。它在很大程度上改善物料的传质和反应的放热情况，提高反应的安全性及中间体的不稳定性，从而在反应选择性和收率上与传统釜式反应相比具有明显优势。当进行有机金属类化学反应时，通常有两种过程机理如下图1所示。控制有机锂中间体的稳定性作为内温函数 （IT）和停留时间（τ）第一种机理从上图1中a）曲线可以看出在反应进程中在亲电试剂猝灭前增加芳基锂中间体的半衰期来延长停留时间（最多分钟）。在这种情况下，混合效率起次要作用。停留时间（反应）可以被很好地优化，最大化地转换芳基卤化物为相应的芳基锂中间体。这类反应通常可以在反应器中在-78°C进行放热的卤素和锂的交换，然后用亲电试剂在-78°C下偶合。第二种机理是对于极快速反应（反应时间小于1秒），如图1中b）曲线所示，相反侧重于瞬时、高效混合和停留时间较短的反应。在这种情况下，反应时间是由准绝热条件下的混合时间和相变条件来决定。这种类型的操作通常在微反应器中进行，通过快速捕获不稳定芳基锂物种避免其分解。有各种文献报道的例子显示在反应时间小于1秒尺度上化学合成，如不稳定芳基锂中间体的生成与具有功能性亲电试剂结合生成新奇，令人印象深刻的新型化学品。对于金属有机类型的反应，微通道连续流反应器可以在低温下很好地控制反应温度及有机锂试剂及底物的混合。基于微反应器高效混合及精准控制反应温度的优点，可以在药物研究的不同阶段快速提供少量或批量的产品。再如图3所示，变换不同的亲电试剂和底物，可以得到不同的偶合产物。微通道反应器可以作为一个药物开发和批量生产的强有力的工具，因为其独特的混合和换热及温度精准控制的功能，为新奇药物的开发打开了一个新的窗口。康宁研发型反应器平台开发的工艺到康宁工业化生产无放大效应，可以更快、更好地应对市场的需求。康宁公司不仅对低温有机强碱反应经验丰富，对其他类型反应也有很好的经验。比如Remdesivir合成的最后的一步（水解反应），康宁在其类似底物的反应中展现了很大的优势，收率得到了大幅度的提升。如您想了解更多成功案例，欢迎来康宁反应器技术有限公司深度交流。参考文献：Org. Lett. 2016, 18, 3630?3633康宁反应器技术康宁生产和销售系列微通道反应器；• 为客户提供研发平台整体方案，协助客户进行工艺筛选和工艺开发；• 提供连续流微反应技术培训及售后服务；• 为客户进行研发工艺论证，提供工业化可行性方案• 为客户定制工业化整体方案并加以实施；• 为教育系统提供教学设备教师培训，提供合作交流机会；• 为园区化工企业提供连续流技术培训；协助园区进行本质安全教育；康宁与世界最领先科技持续公司密切合作，打造化工、医药企业的研发和生产的前瞻性可持续创新技术。康宁反应器技术有着10年的工业化业绩，积累了大量工艺开发及工程放大经验，可有效地帮助客户实现这一革命性创新带来的价值。用心做反应既是康宁微通道反应器通道设计的写照，更是康宁反应器团队多年来坚守的职业操守。

上海比朗低温恒温反应浴BILON品牌MA系列，低温恒温搅拌反应浴是目前国内最为先进的集低温、恒温、搅拌于一体的实验装置，适用于科研、生物、物理、医药、化工等部门进行低温实验，可代替干冰和液氮做低温反应和相关设备提供低温条件，又可以作为低温水槽做运用粘度的测试。底部装强磁力搅拌，使槽内温度更均匀，适用于低温恒温的化学合成实验。 　　低温恒温反应浴主要特征: 　　●底部装有磁力搅拌，搅拌速度可调。 　　●全封闭压缩机组制冷,制冷系统具有过热、过电流多重保护装置。 　　●循环泵可以把槽内被恒温液体外引,建立第二恒温场。 　　●槽内冷液可外引,冷却机外实验容器,也可在槽内直接进行低温、恒温实验。 　　●采用XMT模拟数字PID自动控制系统，温度数字显示。 　　●内胆为304不锈钢，清洁卫生，美观耐腐蚀。 　　●采用圆桶式内胆,搅拌更加均匀无死角,可采用槽内部无盘管设计，可以充分利用槽内实验空间。 　　●备有下放液口方便更换介质。 　　●加装脚轮，移动更方便 　　上海比朗力求产品美观、实用、稳定、性价比高，努力为我们的客户节省更多的实验空间，我们将一如既往的为您提供安全、稳定、高性能的实验设备，让您的实验过程变的更加轻松。公司始终贯彻&ldquo 质量是企业的生命力&rdquo 这一方针，引进国外先进技术，打造一流品牌， 追求客户满意，提供优良服务。 　　关注比朗低温恒温反应浴 http://www.dwfyy.com

——合臣科技 进口国产 通用实验室仪器设备——英国Radleys公司成立于1966年，拥有超过50年的科学实验用玻璃器皿和实验室仪器研发、制造经验，其客户包括全球蓝筹企业和学术研究机构。Radleys专注于生产化学合成、工艺开发、合成后处理和蒸发实验用的设备，致力于为您提供更安全、更清洁、更环保和更高产率的创新型化学实验设备。第45期研讨会主题：进行低温反应的技巧化学家通常必须在接近或低于0°C的温度下进行反应。在这次网络研讨会中，我们将探讨低温反应的理论（热力学与动力学）、需要进行低温的反应类型以及化学家在反应过程中试图保持低温时面临的挑战。我们还讨论了与传统方法相比，如何***限度地提高冷反应性能的一些技巧，以及在扩大规模时的一些注意事项。查看更多研讨会信息，以及预约研讨会时间，请前往“合臣科技（上海）有限公司"“网络研讨会"模块查看。主要讨论目标1. 0°C反应背后的理论以及需要低温的反应类型2. 化学家在进行低温反应时面临的挑战3. 关于优化低温反应设备的建议适合谁参加？1. 实验室技术人员2. 研究化学家3. 本科化学家研讨会主持人Jenna Spencer-Briggs博士Jenna拥有谢菲尔德大学有机化学博士学位。她在卡迪夫大学教授讲座和实验工作之后加入了Radleys。作为科学内容作家，她利用自己的化学知识来帮助解释我们产品的作用。Ravi Hosein 产品经理Ravi拥有化学硕士学位，担任有机化学家三年多后加入Radleys。他作为产品经理，负责Reactor Ready 实验室夹套反应釜和AVA实验室控制软件的所有事务。合臣科技（上海）有限公司是进口、国产通用实验室仪器设备的供应商。主要供应英国Radleys、德国Mbraun（布劳恩）、德国Vacuubrand（普兰德）、德国Huber（富博）、德国Heidolph(海尔道夫)、德国IKA（艾卡）、瑞士Mettler Toledo（梅特勒-托利多）、德国Christ、德国Kruss（克吕士）、美国Waters（沃特世）、美国Unchained Labs（非链）、瑞典Biotage（拜泰齐）、上海一恒（Being）、合臣科技自产、英国Stoli Chem、德国Micro 4 Industries等众多品牌产品，还供应其他优质的国产通用实验室仪器。

探索连续流技术，领略化学合成的未来！连续反应技术彻底改变了反应进行的方式，反应物连续不断被泵入反应器中进行混合和反应。产物在反应器末端被连续收集，确保了从原料到最终产品的无间断过程。这种方法在药品和精细化工行业等多个领域得到应用，包括光化学、电化学、低温锂化、高温高压、氢化、臭氧化、硝化和高能试剂等各种反应形式。 连续流反应器的益处：- 缩短工艺路径- 节能环保- 减少环境影响 高品质设备助力连续化学合成：奥豪斯大负载摇床为连续流反应器提供持续稳定的动能，大负载摇床具有较大的承载能力，最高可达68kg，可实现大负载应用和长期稳定性能。大负载圆周式摇床载重量大（16 kg-68 kg），超70个选件供客户选择，专为高处理量、复杂的应用而设计。模拟控制和数显控制两类产品均配置微处理控制器，在摇荡过程中不仅方便用户变速、确保升速至设定速度时样品的安全，而且摇荡动作始终一致、均匀。所有产品均含内置托盘和防滑橡胶垫。产品特点：&bull 摇荡系统可确保摇荡准确性与速度的控制性&bull 三偏心轴平衡驱动确保可靠运行和连续工作&bull 过载保护，不平衡检测和缓慢升速设计提供了安全保障利用奥豪斯大负载摇床，开拓药物研发新境界：对于从事药物连续化学合成研究的客户，奥豪斯大负载摇床搭配流动化学反应釜，打造出一套完整连续反应装置。这种组合在药品研发领域被广泛应用，展示了在药物连续化学合成中的创新潜力。探索高通量化学合成，加速新化合物的发现和开发：高通量化学合成是一种通过并行合成许多不同化合物来快速筛选和优化反应条件的方法。这种方法通常使用自动化设备和机器学习算法来快速评估成千上万种反应条件，以找到最优合成路线。高通量化学合成通常用于药物发现、材料科学和催化研究等领域，以加速新化合物的研发过程。通过高通量化学合成，研究人员可以同时合成和测试大量化合物，以寻找具有特定性质或活性的化合物，加速新药和新材料的研发。 奥豪斯大负载摇床可为高通量化学合成提供动能，确保反应物充分反应，从而提高合成效率。无论是用于药物研究、新材料探索还是化学生物学研究，奥豪斯大负载摇床均为高通量化学合成提供稳定可靠的支持。 奥豪斯集团成立于1907年，拥有遍布各地的营销、研发和生产基地。通过不断为各地用户提供优质的称量产品与完善的应用方案，奥豪斯产品已遍及环保、疾控、食药、教学科研、食品、新能源和制药工业等各种应用领域，赢得了广泛的认可与青睐。我们致力于提供符合各国安全、环境及质量体系的产品，涵盖电子天平、台秤、平台秤、案秤、摇床、台式离心机、加热磁力搅拌器、涡旋振荡器、干式金属浴、实验室升降台和电化学产品等。

近期韩国一研究团队声称成功合成室温超导材料“LK-99”。但据韩联社3日报道，韩国超导和低温学会“LK-99”验证委员会表示，与“LK-99”相关的影像和论文中展示的这一材料的特征并不符合迈斯纳效应，不足以证明“LK-99”是室温超导体。　　迈斯纳效应是超导体从一般状态相变至超导态的过程中对磁场的排斥现象，它可以用来判别物质是否具有超导特性。　　韩国超导和低温学会“LK-99”验证委员会当天对韩联社表示，学会已要求合成该物质的韩国量子能源研究所提供进行验证的样本，但得到的答复是，此前发布的论文仍在接受评议，2至4周后才可提供样本。　　韩国超导和低温学会2日发布新闻公报表示，将组建一个专家验证委员会，对近期韩国一研究团队声称成功合成的室温超导材料“LK-99”进行科学研判。新闻公报说，现阶段基于两篇存档论文和公开的影像，很难得出结论说“LK-99”是室温超导体，仍需开展进一步的科学验证，因此该学会决定成立一个专家验证委员会进行相关的实验及理论研讨。验证委员会成员来自该学会的物理、材料、电气和机械领域的会员。　　韩国量子能源研究所等机构的研究人员7月22日在预印本网站arXiv上发布论文说，他们研发的一种被命名为“LK-99”的材料具备超导性，超导临界温度在127摄氏度左右，而且在常压下就具备超导性。韩国团队的研究成果引起大量关注的同时，也受到不少学者的质疑。

利用厌氧消化技术实现有机物废弃物减量和生物质能源(甲烷)回收是当前国内外处理有机废弃物的主流技术。微生物是有机废弃物厌氧发酵的核心，其生长及代谢活性受温度影响，大部分沼气工程的发酵罐在中温(37±2℃)或高温(55±2℃)条件下运行可获得最佳的发酵效率。然而，在我国寒区低温季节，运行大型中温或高温发酵罐所需增保温能耗极高，甚至超过产能的一半，造成经济效益低，导致我国北方沼气产量与规模均低于南方。虽然低温厌氧发酵(20℃以下)具有能耗低优势，但低温下微生物生长及代谢较缓慢，因而甲烷产量低。 　　针对以上问题，中国科学院广州能源研究所生物质能生化转化研究室生物燃气课题组探究了低温抑制厌氧发酵的机制；在此基础上，利用经长期驯化获得的产甲烷菌系对低温连续厌氧发酵进行生物强化，评价生物强化效果；从微生物群落组成与宏基因组学层面揭示了生物强化机制。相关研究成果以Effect of bioaugmentation on psychrotrophic anaerobic digestion: Bioreactor performance, microbial community, and cellular metabolic response(《生物强化对低温厌氧消化的影响：生物反应器性能、微生物群落及细胞代谢的响应》)为题，发表在Chemical Engineering Journal上。 　　具体成果如下：低温抑制厌氧发酵的主要原因。相比于细菌，古菌(主要指产甲烷菌)对低温更敏感，能够引起反应器内中间代谢产物产生和降解速度不平衡，造成挥发性脂肪酸累积和甲烷产量低；细菌和古菌对温度的响应存在差异，利用宏组学技术结合KEGG代谢通路数据库，发现古菌中仅编码两种耐冷基因(Htpx、CspA)(图1a)，但细菌中编码多种耐冷基因，如HslJ、Hsp15、CspA、MerR、HtpX、HspQ(图1b)，说明古菌的耐冷能力较差，导致古菌倍增速率明显低于细菌。因此，提高反应器中产甲烷菌的丰度及耐冷能力是促进低温产甲烷的关键。 　　为强化低温厌氧发酵，科研人员向低温抑制的发酵罐内投加了自主研发的丙酸产甲烷菌系，从而促进丙酸及乙酸降解，避免酸抑制，提高产甲烷性能。研究采用的连续式(每天投加一次菌系)和间歇式(每周投加一次菌系)两种生物强化方法均具有显著的解抑增效作用(图2a)，可缓解丙酸的累积(图2c)，恢复甲烷产量(图2b)，强化效果在停止投加菌系后可维持至少14个水力停留时间(140天)(图2a)。微生物群落分析表明，生物强化提高了嗜乙酸产甲烷菌(Methanothrix harundinacea和Methanosarcina flavescens)的相对丰度(图2d)；产甲烷菌基因功能分析发现主导调控合成脂多糖以及谷胱甘肽的基因丰度显著增多(图3)，这类代谢产物曾多次被报道利于增强微生物适应恶劣环境的能力。 　　上述研究揭示了低温下厌氧甲烷化低效的微生物机理，并证实了外源投加菌系进行人为干预可改变厌氧发酵系统内微生物组成，定向提高关键产甲烷菌生物量，促进产甲烷进程，从而提高低温厌氧发酵性能，为有机废弃物低温厌氧消化的生物强化技术形成与优化奠定了理论基础、提供了指导。 　　研究工作得到国家自然科学基金面上项目、中科院战略性先导科技专项(A类)、中科院青年创新促进会等的支持。实验设计图1.低温对厌氧消化微生物代谢的影响。a、产甲烷菌；b、细菌。图2.生物强化对低温厌氧消化性能及微生物的影响 a)生物强化过程及产气性能示意；b)生物强化对不同阶段甲烷产量的影响(R-37：37℃中温对照；R-20Bio：20℃低温生物强化反应器；R-20：20℃低温对照；D17-34：第17-34天；D35-252：第35-252天)；c)生物强化对乙酸和丙酸浓度的影响；d)微生物群落演替；e)各反应器内不同阶段pH平均值。图3.生物强化对微生物基因丰度的影响。a)古菌；b)细菌(Ino：接种物)。

结构生物学领域有一条不成文的观点：结构决定功能。只有知道生物分子的原子排布，科学家们才能了解这个蛋白的功能。几十年来，分析蛋白结构有一个无冕之王——X射线晶体衍射。在X射线晶体衍射中，科学家们让蛋白结晶，然后利用X射线照射，随后根据X射线的衍射来重建蛋白的结构。在蛋白质数据银行(Protein Data Bank)的100000多条蛋白词目里，超过90%的蛋白结构是利用X射线晶体衍射技术解析得到的。　　尽管X射线晶体衍射一直是结构生物学家的最佳工具，但是它存在较大的限制。科学家们将蛋白进行大块结晶通常需要多年的时间。而很多基础蛋白分子，例如嵌在细胞膜上的蛋白，或是形成复合体的蛋白却无法被结晶。　　X射线晶体衍射技术(X-ray crystallography)即将成为历史，低温电子显微技术(cryo-electron microscopy, 也称作electron cryomicroscopy, cryo-EM)引发结构生物学变革。　　低温电子显微镜适用于研究大的、稳定的分子，这些分子能够承受电子的轰击，而不发生变形——由多个蛋白组成的分子机器是最好的样本。因此由RNA紧紧围绕的核糖体是最佳的样本。三位化学家用X射线晶体衍射研究核糖体溶液的工作在2009年获得了诺贝尔化学奖，但这些工作花了几十年。近几年，低温电镜研究者们也陷入了“核糖体热”。多个团队研究了多种生物的核糖体，包括人类核糖体的首个高清模型。X射线晶体衍射的研究成果远远落后于LMB的Venki Ramakrishnan实验室，Venki获得了2009年的诺奖。Venki表示，对于大分子来说，低温电子显微镜远比X射线晶体衍射要实用。　　这几年，低温电子显微镜的相关文章有很多：2015年一年，这个技术就用于100多个分子的结构研究。X-射线晶体衍射只能对单个、静态的蛋白晶体成像，但低温电子显微镜能够对蛋白的多种构象进行成像，帮助科学家们推断蛋白的功能。　　现在低温电镜迅猛发展，专家们正在寻找更大的挑战作为下一个解析目标。对很多人来说，最想解析的是夹在细胞膜内的蛋白。这些蛋白是细胞信号通路中的关键分子，也是比较热门的药物靶标。这些蛋白很难结晶，而低温电子显微镜不大可能对单个蛋白进行成像，这是因为很难从背景噪音中提取这些信号。　　这些困难都无法阻挡加利福利亚大学(University of California)的生物物理学家程亦凡。他计划解析一种细小的膜蛋白TRPV1。TRPV1是检测辣椒中引起灼烧感的物质的受体，并与其它痛感蛋白紧密相关。加利福利亚大学病理学家David Julius等人之前尝试结晶TRPV1，结果失败。用低温电子显微镜解析TRPV1项目，一开始进展缓慢。但2013年底，技术进步使得这一项目有了重大突破，他们获得了分辨率为0.34纳米的TRPV1蛋白的结构。该成果的发表对于领域来说，无异于惊雷。因为这证实了低温电子显微镜能够解析小的、重要的分子。　　尽管低温电子显微镜发展迅速，很多研究者认为，它仍有巨大提升空间。他们希望能制造出更灵敏的电子探测器，以及更好地制备蛋白样本的方法。这样的话，就能够对更小的、更动态的分子进行成像，并且分辨率更高。5月，有研究者发表了一篇细菌蛋白的结构，分辨率达到了0.22纳米。这也显示了低温显微镜的潜力。　　1997年时，英国医学研究委员会分子生物学实验室结构生物学家Richard Henderson非常坚定地宣称，低温电镜会成为解析蛋白结构的主流工具。在将近20年后的今天，他的预测比当年有了更多底气。Henderson表示，如果低温电镜保持这样的势头继续发展，技术问题也得以解决，那么低温电镜不仅会成为解析蛋白结构的第一选择，而是主流选择。这个目标已经离我们不远了。　　1. 施一公小组在《Science》发两篇论文报道剪接体三维结构　　　　U4/U6.U5 tri-snRNP电镜密度及三维结构示意图。　　2015年8月21日，清华大学生命科学学院施一公教授研究组在国际顶级期刊《科学》(Science)同时在线发表了两篇背靠背研究长文，题目分别为“3.6埃的酵母剪接体结构”(Structure of a Yeast Spliceosome at 3.6 Angstrom Resolution)和“前体信使RNA剪接的结构基础”(Structural Basis of Pre-mRNA Splicing)。第一篇文章报道了通过单颗粒冷冻电子显微技术(冷冻电镜)解析的酵母剪接体近原子分辨率的三维结构，第二篇文章在此结构的基础上进行了详细分析，阐述了剪接体对前体信使RNA执行剪接的基本工作机理。清华大学生命学院博士后闫创业、医学院博士研究生杭婧和万蕊雪为两篇文章的共同第一作者。　　这一研究成果具有极为重大的意义。自上世纪70年代后期RNA剪接的发现以来，科学家们一直在步履维艰地探索其中的分子奥秘，期待早日揭示这个复杂过程的分子机理。施一公院士研究组对剪接体近原子分辨率结构的解析，不仅初步解答了这一基础生命科学领域长期以来备受关注的核心问题，又为进一步揭示与剪接体相关疾病的发病机理提供了结构基础和理论指导。详细新闻报道参见：施一公研究组在《科学》发表论文报道剪接体组装过程重要复合物U4/U6.U5 tri-snRNP的三维结构。(Science, 20 Aug 2015, doi: 10.1126/science.aac7629 doi: 10.1126/science.aac8159)　　2. Science：HIV重大突破!史上最详细HIV包膜三维结构出炉!　　　　这项研究首次解析出HIV Env三聚体处于自然状态下的高分辨率结构图，其中HIV利用Env三聚体侵入宿主细胞。图片来自The Scripps Research Institute。　　在一项新的研究中，TSRI的研究人员解析出负责识别和感染宿主细胞的HIV蛋白的高分辨率结构图片。相关研究结果发表在2016年3月4日那期Science期刊上，论文标题为“Cryo-EM structure of a native, fully glycosylated, cleaved HIV-1 envelope trimer”。　　这项研究是首次解析出这种被称作包膜糖蛋白三聚体(envelope glycoprotein trimer，以下称Env三聚体)的HIV蛋白处于自然状态下的结构图。这些也包括详细地绘制这种蛋白底部的脆弱位点图，以及能够中和HIV的抗体结合位点图。(Science, 04 Mar 2016, doi: 10.1126/science.aad2450)　　3. Nature：史上最详细转录因子TFIID三维结构出炉，力助揭示人类基因表达秘密　　在一项新的研究中，来自美国加州大学伯克利分校、劳伦斯伯克利国家实验室和西班牙国家研究委员会(CSIC)罗卡索拉诺物理化学研究所的研究人员在理解我们体内被称作转录起始前复合物(pre-initiation complex, PIC)的分子机构(molecular machinery)如何发现合适的DNA片段进行转录方面取得重大进展。他们史无前例地详细呈现一种被称作TFIID的转录因子所发挥的作用。相关研究结果于2016年3月23日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Structure of promoter-bound TFIID and model of human pre-initiation complex assembly”。论文通信作者是劳伦斯伯克利国家实验室生物物理学家Eva Nogales，论文第一作者是Nogales实验室生物物理学研究生Robert Louder。其他作者是Yuan He、José Ramón López-Blanco、Jie Fang和Pablo Chacón。　　这一发现是非常重要的，这是因为它为科学家们理解和治疗一系列恶性肿瘤铺平道路。Eva Nogales说，“理解细胞中的这种调节过程是操纵它或当它变坏时修复它的唯一方式。基因表达是包括从胚胎发育到癌症在内的很多重要生物学过程的关键。一旦我们能够操纵这些基本机制，那么我们就能够要么校正应当或不应当存在的基因表达，要么阻止这种过程[即基因表达]失去控制时的恶性状态。”(Nature, 31 March 2016, doi:10.1038/nature17394)　　4. Science：科学家成功解析人类剪接体关键结构　　　在最近发表的一篇Science研究论文中，来自德国的科学家们利用冷冻电镜技术首次在分子级分辨率水平上重现了人类剪接体中一个关键复合体——U4/U6.U5 tri-snRNP的结构。剪接体是一种由RNA和蛋白质组成的用于切掉mRNA前体中内含子的分子机器。该研究解析的U4/U6.U5 tri-snRNP是构成剪接体的一个重要组成部分，研究人员利用单颗粒冷冻电镜获得了人类U4/U6.U5 tri-snRNP的三维结构，该复合体分子量达到180万道尔顿，解析分辨率达到7埃。该研究模型揭示了Brr2 RNA解螺旋酶如何在分离的人类tri-snRNP中通过空间结构阻止未成熟的U4/U6 RNA发生解链，还展现了泛素C端水解酶样蛋白Sad1如何将Brr2固定在预激活位置。　　研究人员将他们获得的结构模型与酿酒酵母tri-snRNP以及裂殖酵母剪接体的结构进行了对比，结果表明Brr2在剪接体激活过程中发生了显著的构象变化，支架蛋白Prp8也发生了结构变化以容纳剪接体的催化RNA网络。(Science, 25 Mar 2016, doi: 10.1126/science.aad2085)　　5.北京大学毛有东、欧阳颀课题组与其合作者在Science发表炎症复合体冷冻电镜结构　　　　炎症复合体三维结构　　北京大学物理学院毛有东研究员、北京大学物理学院/定量生物学中心欧阳颀院士与哈佛医学院吴皓教授合作利用冷冻电子显微镜技术解析了近原子分辨率的炎症复合体的三维结构，首次阐释了其复合物在免疫信号转导过程中的单向多聚活化的分子结构机理。该研究工作以“Cryo-EM Structure of the Activated NAIP2/NLRC4 Inflammasome Reveals Nucleated Polymerization”为题于2015年10月8日在线发表在国际期刊Science。　　先天免疫是人类免疫系统的重要组成部分，炎症复合体在触发先天免疫响应的过程中起到了关键信号转导的效应器作用，从而启动细胞凋亡等免疫应答和炎症反应。炎症复合体是胞浆内一组复杂的多蛋白复合体，是胱天蛋白酶活化所必需的反应平台，其复合物单体由多个结构域构成，并在上游蛋白的激活下诱导组装形成环状复合物。炎症复合体的结构对于认识先天免疫的信号转导过程、免疫调控和病原诱导活化等免疫响应机理具有关键的核心价值，因而成为国内外一流结构生物学和免疫学实验室追捧的研究对象。(Science, 23 Oct 2015, 10.1126/science.aac5789)　　6. Nature：施一公团队揭示γ -分泌酶原子分辨率结构　　　　人体γ -分泌酶3.4埃三维结构　　日前，清华大学教授施一公团队与国外学者合作，构建了分辨率高达3.4埃的人体γ -分泌酶的电镜结构，并且基于结构分析了γ -分泌酶致病突变体的功能，为理解γ -分泌酶的工作机制以及阿尔茨海默氏症的发病机理提供了重要基础。相关成果8月18日在《自然》发表。　　阿尔茨海默氏症是最为严峻的老年神经退行性疾病之一，但其发病机理尚待揭示。目前研究已知β -淀粉样沉淀是该病的标志性症状之一。而β -淀粉样沉淀的产生是APP蛋白经过一系列蛋白酶切割产生的短肽聚集而来。在此切割过程中，最关键的蛋白酶是γ -分泌酶。γ -分泌酶由四个跨膜蛋白亚基组成，其中，编码Presenilin(PS1)蛋白的基因中有200多个突变与阿尔茨海默氏症病人相关。γ -分泌酶在阿尔茨海默氏症的发病中扮演着重要角色。　　研究人员通过收集更多的数据、大量的计算并升级分类方法，计算构建出3.4埃原子分辨率γ -分泌酶的三维结构，可以观察到绝大部分氨基酸的侧链以及胞外区部分糖基化修饰和结合的脂类分子。在高分辨结构的基础上，施一公研究组对PS1上的致病性突变体进行了研究，发现这些突变主要集中在两个较为集中的区域内。他们对于其中一些突变体进行了生化性质的研究，发现这些突变会影响γ -分泌酶对于底物APP的酶切活性，然而对切割活性的影响却有所不同。(Nature, 10 September 2015, doi:10.1038/nature14892)　　7. Nature：人类核糖体结构终于被解析!　　　　核糖体是进行蛋白质翻译的机器，能够催化蛋白质合成。目前，许多研究已经对多种生物的核糖体结构进行了原子水平的结构解析，但获得人核糖体结构一直存在很大挑战，这一问题的解决对于人类疾病的深入了解以及治疗手段和策略的开发都有重要意义。　　近日，著名国际学术期刊nature在线发表了法国科学家关于人类核糖体结构解析的最新研究进展。　　在该项研究中，研究人员利用高分辨率单颗粒低温电子显微镜以及原子模型构建的方法获得了人类核糖体接近原子水平的结构。该核糖体结构的平均分辨率为3.6A，接近最稳定区域的2.9A分辨率水平。这一研究成果对人类核糖体RNA，氨基酸侧链的实体结构，特别是转运RNA结合位点以及tRNA脱离位点处的特定分子相互作用提供了深入见解，揭示了核糖体大小亚基接触面的原子细节，发现在核糖体大小亚基的旋转运动过程中，其接触面发生了强烈的重构过程。(Nature, 30 April 2015, doi:10.1038/nature14427)　　8. Nature：日本科学家成功解析代谢关键因子受体结构　　近日，著名国际学术期刊nature在线发表了日本科学家的最新研究进展，他们利用结构生物学方法对脂联素(adiponectin)受体，AdipoR1和AdipoR2，进行了结构解析，发现脂联素受体具有与G蛋白偶联受体不同的七次跨膜螺旋，对于靶向脂联素受体的肥胖及其相关代谢疾病治疗方法开发具有重要意义。　　在该项研究中，研究人员对人类AdipoR1和AdipoR2的晶体结构进行了解析，分辨率分别达到2.9 ?和2.4 ?，他们通过解析发现脂联素受体是具有不同结构的一类新受体。脂联素受体的这种七次跨膜螺旋在构象上与G蛋白偶联受体的七次跨膜螺旋不同，在这种新的 七次跨膜螺旋中，由三个保守组氨酸残基协同一个锌离子形成了一个大的腔体。这种锌结合结构可能在adiponectin刺激的AMPK磷酸化和UCP2表达上调方面具有一定作用。(Nature, 16 April 2015, doi:10.1038/nature14301 )　　9. Molecular Cell：中国科学家揭示A型流感病毒RNA聚合酶复合体的三维冷冻电镜结构　　2015年1月22日，中科院生物物理所刘迎芳研究组与清华大学王宏伟研究组在著名期刊Molecular Cell杂志在线发表了题目为 “Cryo-EM Structure of Influenza Virus RNA Polymerase Complex at 4.3 ? Resolution”的论文，揭示了流感病毒RNA聚合酶复合体的结构和功能。　　生物物理所刘迎芳和清华大学王宏伟课题组等中外多方参与的实验室通过使用最新的高分辨率单颗粒冷冻电镜三维重构技术，解析了含有A型流感病毒RNA聚合酶大部分成分的4.3埃分辨率的四聚体电镜结构。该复合体涵盖了流感病毒聚合酶催化活性的核心区域。从三维重构密度图中可以清晰识别出该空腔内PB1上的催化结构域以及结合的RNA复制起始链，据此，研究人员推测这是进行RNA合成反应的区域。这一活性中心结构与正链RNA聚合酶具有相似性，研究人员也因此提出了流感病毒合成新生RNA链的机制。(Molecular Cell, 5 March 2015, doi:10.1016/j.molcel.2014.12.031)　　10. Cell：科学家获得首个中介体复合物精确结构图　　　　中介体复合物(Mediator Complex)是细胞中最大也最为复杂的分子机器之一。现在，来自斯克利普斯研究所(TSRI)的科学家们在《细胞》杂志上报告称，他们利用用电镜获得了首个中介体复合物(Mediator)的精确结构图。　　Mediator是所有动植物细胞中的关键分子机器，对于绝大多数基因的转录有着至关重要的调控作用。Mediator拥有二十多个蛋白亚基，解析它的结构是基础细胞生物学的一大进步。这一成果能够为许多疾病提供宝贵的线索(从癌症到遗传性的发育疾病)。论文资深作者，TSRI副教授Francisco Asturias表示："明确这些大分子机器的结构和作用机制，可以帮助我们理解许多关键的细胞过程。"　　在这项新研究中，研究人员获得了高纯度的酵母Mediator，并通过电镜成像得到了迄今为止最为清晰的Mediator3D模型，分辨率达到约18埃。随后他们又进行了多种生化分析，例如在逐个去除蛋白亚基的同时观察电镜图像发生的改变。他们由此确定了酵母Mediator25个蛋白亚基的精确定位。　　项新研究获得的结构图谱，全面修正了之前的Mediator' 粗略模型。论文第一作者Kuang-LeiTsai表示："定位了所有的蛋白亚基之后，我们发现头部模块应该位于Mediator的顶部而不是底部。"此外，研究人员还对人类Mediator进行了深入研究。Tsai说："大体上看，人类和酵母的Mediator总体结构颇为类似。"最后研究人员在结构数据的基础上，为人们展示了Mediator调控转录时的构象变化。(Cell, 29 May 2014, doi: 10.1016/j.cell.2014.05.015)

双-（4-N,N-二甲基氨基苯基）甲烷(bis-(4-N,N-dimethylaminophenyl) methane，简称MBDA)，是合成重要精细化工产品米氏酮的前体化合物，也是合成碱性荧光黄GR与热敏、压敏染料结晶紫内酯(crystal violet lactone，简称CVL)的重要中间体。近年来，双-( 4-N，N-二甲基氨基苯基) 甲烷在制备高纯金属有机化合物和 N-异硫氰酸酯的催化合成中也有广泛应用[2-4]。本文将介绍江西师范大学国家单糖化学合成工程技术研究中心廖维林教授团队的连续流技术研究成果：以 N，N-二甲基苯胺和甲醛为原料，对氨基苯磺酸为催化剂在康宁微反应器中连续合成MBDA[1]。研究结果表明与传统间歇釜式合成工艺相比，连续流工艺实现了该合成反应的连续稳定进行，大大缩短了反应时间，适合工业化生产。MBDA的合成方法主要有二苯甲烷二胺甲基化法[5]和N，N-二甲基苯胺与甲醛缩合法[6]。迄今为止，后者是工业生产双-( 4-N，N-二甲基氨基苯基) 甲烷的常用路线。该路线是在酸性催化剂的催化下完成的，主要的酸性催化剂有硫酸、盐酸、对氨基苯磺酸、酸性树脂、甲酸等。但是N，N-二甲基苯胺与甲醛缩合法传统釜式工艺需要较长的反应时间，且工业生产目前还是批次操作，产品质量和收率稳定性受到影响。而康宁微通道反应器高效传质和传热且无放大效应可以直接将实验室工艺放大到和工业化生产。所以该研究尝试将釜式工艺转为连续流工艺！ MBDA的合成研究过程一、传统的间歇釜式合成实验为了对连续流反应工艺的反应条件和产物进行对比，研究者首先在实验室条件下参照文献[2]最佳反应条件(反应温度75℃，反应时间6h，N,N-二甲基苯胺、甲醛和对氨基苯磺酸的摩尔比为2:1.5:0.1) 进行了釜式反应实验。结果反应产物收率为 95.13% ，HPLC 纯度为 97.4% 。二、连续合成实验研究研究者选用康宁G1玻璃微通道反应器进行连续合成，经过G1反应后出来的物料直接流入冰水经过静置、过滤、醇重结晶，真空干燥后得到白色片状晶体，计算收率，测定其HPLC 纯度。研究者分别对停留时间、反应温度、物料比和催化剂用量进行了反应条件的优化：根据优化实验得到的最佳工艺参数:反应温度为120 ℃ ，N，N-二甲基苯胺进料速度为 30.67 mLmin-1 ，37% 甲醛进料速度为 10.9 mLmin-1，保持停留时间为 90 s，n( 甲醛) : n( N，N-二甲基苯胺) =0.6: 1.0，催化剂的用量 3%（相对于甲醛的摩尔比例） 。反应器连续运行 30 min，后处理，得到 877.8g 白色片状双-( 4- N，N-二甲基氨基苯基) 甲烷晶体，反应收率为95.2% ，产物 HPLC纯度为 98.2% 。三、结果讨论 MBDA的合成反应从间歇式转化为更高效、安全的连续过程是可行的； 康宁反应器高效传质、传热特性有助于部分慢反应提高反应速度实现快速合成，应用到工业化生产可以提高生产效率和效益； 康宁反应器无缝放大技术优势使该反应工艺可以快速放大到工业化生产。 参考文献[1]芮培欣，廖维林，郭晓红等．一种微通道反应器中连续制备双-(4-N，N-二甲基氨基苯基)甲烷的方法 [J]. 江西师范大学学报(自然科学版)，2020，44 ( 2) : 175- 177．[2]王帅，钟宏，唐联兴等．双-( 4-N，N-二甲基氨基苯基)甲烷的合成[J]tt精细化工中间体，2004，34 ( 4 ) : 26- 27．[3]Sharmistha Dutta Choudhury, Samita Basu. Caging of phenazine by 4, 4' -bis(dimethylamino) diphenylmethane: a comparative study with phenazine-N, N-dimethylaniline Chemical PhysicsLetters, 2004, 383(5/6):33- 536.[4]安华． 我国MO源发展状况 [J]. 低温与特气，1999(4):1-6．[5]邱泽刚，王军威，亢茂青等． 4，4' -二苯甲烷二胺与碳酸二甲酯甲基化反应合成4，4' -双( 二甲氨基) 二苯甲烷 ［J］． 精细化工，2008，25( 8) : 821-824．[6]苏广武，李梅香，罗先金． 高纯度 4，4' -N，N' -二甲氨基二苯甲烷的合成 [J]. 染料工业，2000，37( 5) : 19-20．

近日，中国科学院大连化学物理研究所复合氢化物材料化学研究组研究员陈萍、郭建平团队，与丹麦技术大学教授Tejs Vegge团队、大连化物所研究员李海洋团队/江凌团队合作，在催化合成氨研究方面取得进展。该研究首次将配位氢化物材料应用于催化合成氨反应中，开发出一类新型碱（土）金属钌基三元氢化物催化剂，实现了温和条件下氨的催化合成。　　氨是重要的化工原料和颇具前景的能源载体，实现温和条件下氨的高效合成具有重要科学意义和实用价值。以化石能源驱动的现有合成氨工业是高能耗、高碳排放的过程。因此，在以可再生能源驱动的“绿色”合成氨过程中，低温低压高效合成氨催化剂的开发是核心技术，也是科研工作者追求的目标。　　本工作中，科研团队开发的碱（土）金属钌基三元氢化物（Li4RuH6和Ba2RuH6）催化剂材料可实现温和条件下氨的催化合成。该催化剂材料是一种离子化合物，由Ru的配位阴离子[RuH6]4-和碱（土）金属阳离子Li+或Ba2+构成，在低温（-是电子和质子传递载体，Li+或Ba2+通过稳定NxHy物种降低反应能垒，通过多组分协同催化，使N2和H2以能量较优的反应路径转化为NH3。　　该类三元氢化物催化剂作为独特的化合物催化剂，在组成、结构、反应动力学性质、活性中心作用机制等方面显著不同于常规多相合成氨催化剂，而与均相合成氨催化剂存在一定关联，这为多相固氮和均相固氮研究架起了桥梁。该研究丰富了合成氨催化剂体系，并提出了“富电子、多组分活性位点”合成氨催化剂设计策略，为进一步探寻低温低压高效合成氨催化剂提供了新思路。　　相关研究成果以Ternary Ruthenium Complex Hydrides for Ammonia Synthesis via the Associative Mechanism为题，发表在《自然-催化》（Nature Catalysis）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会基础科学中心项目“空气主份转化化学”、中科院青年创新促进会等的支持。　　论文链接

近日，大连化物所太阳能研究部太阳能制储氢材料与催化研究组(DNL1621组)章福祥研究员团队开发了一种低功函金属粉末(Mg、Al、Zr等)辅助氮化的合成新方法，实现了在低温、短时间内高效氮化合成基于d0区金属元素(Ta、Zr、Ti等)的窄带隙金属氮氧化物半导体材料。基于该合成路线，团队有效降低了大部分金属氮氧化物的缺陷密度，并提升了相应材料的光催化性能；此外，采用该氮化路线实现了对SrTiO3和Y2Zr2O7等材料的高浓度氮掺杂，大幅减小其带隙，拓展了氮氧化物半导体光催化材料的开发边界。宽光谱捕光催化材料设计合成是实现太阳能高效光—化学转化基础，其吸收带边越宽则太阳能转化理论效率越高。大连化物所太阳能研究部长期致力于具有较宽可见光利用的新光催化材料开发，先后设计合成了氮氧化物(Adv. Mater.，2019；Adv. Mater.，2021；J. Energy Chem.，2021等)、含氧酸盐(Adv. Energy Mater.，2018)、金属有机框架类(Adv. Mater.，2018；Sci. China Chem.，2020；J. Am. Chem. Soc.，2022)和金属氮卤化物半导体材料(Angew. Chem.，2023；J.Mater. Chem. A，2023)等20余例不同类型、具有我国自主知识产权的新材料，在光催化分解水制氢方面展现了良好潜力。 　　在团队前期氮氧化物设计合成基础上，为解决传统氮化路线氮化动力学慢、氮化产物缺陷密度高等问题，本工作以低功函金属粉末为辅助氮化剂，将金属粉与金属氧化物前驱体进行简单的机械混合，利用氮化过程中金属粉末向金属氧化物的供电子效应，有效促进了金属—氧键的活化，并降低氮原子取代的能垒，从而大幅提升氮化动力学；该创新路线不仅实现了系列金属氮氧化物在低温、短时间内的高效合成，部分抑制了氮氧化物中缺陷的生成，显著提升了金属氮氧化物基光催化剂水分解性能，而且合成了多个以往传统氮化合成路线无法制备的新材料。该低功函金属辅助增强外源阴离子植入策略有望拓展至含硫、含碳等混合阴离子或非氧阴离子半导体的设计合成和开发。 　　上述工作以“Metallic powder promotes nitridation kinetics for facile synthesis of (oxy)nitride photocatalysts”为题，于近日发表在《先进材料》(Advanced Materials)上。该工作的共同第一作者为我所DNL1621组毕业生鲍云锋博士、博士研究生邹海、博士后杜仕文，以上工作得到了国家科技部、国家自然科学基金等项目资助。

p 　　近日，中国科学院大连化学物理研究所复合氢化物材料化学研究组研究员陈萍团队和分子反应动力学国家重点实验室团簇光谱与动力学研究组研究员江凌团队合作在合成氨反应机理研究中取得新进展，相关结果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.，DOI:10.1002/ange.201703864)上，并被选为“热点文章”。 /p p 　　实现温和条件下氨的高效合成一直是催化领域的重要研究课题。陈萍团队首次报道了具有优异低温活性的LiH-3d过渡金属这一复合催化剂体系，并提出了“氮转移”催化机理：LiH作为第二催化中心，可以转移过渡金属表面的氮物种形成Li2NH/LiNH2，继而加氢放氨。这种双中心的催化机制打破了单一过渡金属上反应物种的活化能垒和吸附能之间的限制关系，使得氨的低温低压合成成为可能(Nature Chemistry，2017,9,64)。而该催化剂上氮的活化和转移转化的微观机制尚有待深入研究。 /p p 　　在该工作中，大连化物所研究团队以LiH-Fe复合催化剂为研究对象，发现Fe与LiH在界面处存在强的相互作用。利用自主研制的团簇质谱与光谱联用实验装置，并与密度泛函理论计算紧密结合，成功探测到该催化剂表(界)面存在Li-Fe-H三元氢化物物种(如Li4FeH6，Li5FeH6等)。更为有趣的是这些氢化物物种可与N2反应直接转化为含有Fe-(NH2)-Li和LiNH2的物质，实现了N2的解离、向Li的转移和加氢 同时，三元氢化物中与Fe结合带负电荷的氢则转化为与N结合带正电荷的氢，完成了两电子转移。这些基于团簇反应的研究结果暗示了在Fe-LiH表(界)面形成的Li4FeH6很可能是催化活性中心，而N2的活化则有可能从传统Fe基催化剂C7位上的均裂过程转变为“氢助解离”机制。这项研究加深了对LiH-3d过渡金属催化剂上合成氨反应机理的认识，为新型高效合成氨催化剂的设计开发提供了思路。 /p p 　　上述工作得到国家杰出青年基金、基金委重点项目、教育部能源材料化学协同创新中心(iChEM)和大连化物所甲醇转化与煤代油新技术基础研究专项(DICPDMTO)的资助。 /p

近期，中科院宁波材料技术与工程研究所“结构与功能一体化陶瓷”研发团队的刘丽红和黄庆，成功实现低温常压下制备高质量氮化物荧光粉，并在8月份通过材料荧光特性测试。 　　氮化物荧光粉是LED(发光二极管)不可或缺的重要材料体系。据黄庆介绍，该项新技术将微波功率转变为热能，实现整体加热。相较传统气压合成方法的高温(1700℃～2000℃)和高压(1～10个大气压)条件，微波合成法能在常压和1600℃以下实现相同的合成结果。低温合成使荧光粉光学性能大幅提高，工业节能可达80%以上。 　　另外，在相同反应温度下获得的荧光粉量子效率，微波法与传统气压法相比提高1.6倍。在荧光粉产率上，一般气压炉一天只能生产100克左右，而微波法可以达到几十公斤量级。新技术还可实现材料大区域零梯度均匀加热，且升温速度快、合成时间短，有利于获得粒径分布均匀的粉体。

日前，两套全新定制型Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器在国内完成安装，两套设备将用于低温光学原子钟的相关研究。这是Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器在国内的又一全新应用方向。超稳定的激光是现代高精度测量科学的重要手段之一。高度相干的稳定激光可以被应用于引力波探测、射电天文学、低相位噪声的微波合成器。近几年来，超稳定激光新的用途是用于精确记录时间流逝的原子钟。原则上原子钟的极限准确度仅受限于只有几个毫赫兹的激光带宽。然而这就要求了全新一代超稳定的激光器需要达到10-18的稳定度。近年来，人们研究发现在低温硅腔中的激光器具有非常高的稳定性，将工作温度降至4 K时可提供诸多优势。首先，涂层热噪声在4 K时显著降低，不稳定性降低至10&minus 18水平；其次热膨胀（CTE）在极低温时迅速减小，进一步减少了温度波动的影响。超精细多功能无液氦低温光学恒温系统中的光学腔尤其适用于超高精度的原子钟系统以及需要特殊超高稳定度的精密低温光学实验。自2017年科研人员基于Montana搭建了超稳定光学微腔并将重要的结果发表在PRL期刊以来，Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器在超稳定光学微腔方面的应用引起了全球科学家广泛的兴趣。光学微腔低温系统的样品腔结构示意图*用于光学微腔的Montana超稳定低温光学系统示意图*日前，由Montana Instruments公司根据我国用户的要求全新打造的两套超高稳定性光学微腔低温系统已完成安装并交付使用。系统将用于基于光学微腔的原子钟相关的超高精度科学实验。基于Montana S200型超精细低温光学系统定制的用于光学微腔低温系统外观图该系统可以实现优于mK级的温度稳定性和超低振动，为超精密的光学实验提供稳定的环境。系统可以设计多个光学窗口和多种电学通道，满足用户的各种光电测量需求。因此该系统不仅适用于光学微腔实验，还适用于多种需要超稳定低温环境的精密光学、电学实验。* Ultrastable Silicon Cavity in a Continuously Operating Closed-Cycle Cryostat at 4 K, PRL 119, 243601 (2017)Montana超精细多功能无液氦低温光学系统先进光学恒温器制造商Montana Instruments多年来为低温光学、量子信息等领域提供高性能的光学恒温器而广受赞誉。作为低温光学恒温器的旗舰产品，Montana Instruments在S系列基础上推出了全新型号CryoAdvance系列。该系列的目标是助力科技工作者在先进材料和量子信息领域的研究更上一层楼。CryoAdvance 新特色☛ 自动控制：全新智能触摸屏系统，“一键式操作”，实时显示温度、稳定性、真空度等多种指标。☛ 模块化设计：多种配置可选，快速满足各种实验需求，后续升级简单。☛ 多通道设计：基本配置已包含光学窗口+直流电学+高频电学通道。☛ 稳定性设计：新设计在变温和振动稳定性上进一步优化。CryoAdvance 50主要参数☛ 低温极限：3.2K☛ 震动稳定性：☛ 水平光路高度：140 mm☛ 窗口材料：多种材质可选☛ 基本电学通道：20条直流通道。☛ 接口面板：双RF接口+25DC接口Cryostation® s200系统s200系统具有超大的样品腔，可满足多种低温光学实验方案和高度定制化的个性化实验方案。☛ 低温极限：3.6K☛ 震动稳定性：☛ 接口面板：多种接口可选相关产品1、超精细多功能无液氦低温光学恒温器

p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201509/noimg/fea33c3e-9d39-4848-8e95-052ebaa33259.jpg" title=" 1.jpg" / /p p 　　 strong X射线晶体衍射技术(X-RAY CRYSTALLOGRAPHY)即将成为历史，低温电子显微技术(CRYO-ELECTRON MICROSCOPY)引起了揭示细胞内隐秘机制的革命。 /strong /p p 　　在剑桥大学一幢建筑的地下室里，一场技术革命正在酝酿。 /p p 　　一个笨重的、大约3米高的金属盒子通过连接细胞的橙色缆线，安安静静地传输着以万亿字节计算的数据。这是世界上最先进的低温电子显微镜之一：低温电子显微镜通过电子束对冷冻的生物分子进行成像，从而得到分子的三维结构。站在这个耗资770万美金的仪器旁，英国医学研究委员会分子生物学实验室(UK Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology, LMB)的结构生物学家 Sjors Scheres表示，低温电子显微镜非常敏感，一声喊叫就会带来极大误差，导致实验失败。“英国需要更多低温电子显微镜，因为未来它会成为结构生物学的主流。” /p p 　　低温电子显微镜震惊了结构生物学。过去30年里，低温电子显微镜揭示了核糖体、膜蛋白和其它关键细胞蛋白的精细结构。这些发现都发表在顶级杂志上。结构生物学家们表示，毫不夸张地说，低温电子显微技术正处于革命之中：低温电子显微镜能够快速生成高分辨率的分子模型，这一点远超X射线晶体衍射等方法。依靠旧方法获得诺奖的实验室也在努力学习这一技术。这种新模型能够准确地揭示细胞运行的必要机制，以及如何靶向针对疾病相关的蛋白。 /p p 　　“低温电子显微镜能够解决很多以前无法解决的谜题。”旧金山加利福利亚大学(University of California)的结构生物学家David Agard这样说道。 /p p 　　几年前Scheres被招进LMB，任务是帮助改进低温电子显微镜，最终他成功了。上个月，他们发表了这个领域最令人振奋的成就：阿兹海默症相关的酶的高清图片，图片包括该酶的1200左右个氨基酸，分辨率达到零点几纳米。 /p p 　　生物学家们如今仍在努力发展该技术，以期用它解决小分子或可变形分子的精微结构——这对低温电子显微镜来说，也是一大挑战。来自加利福利亚大学(University of California)的结构生物学家Eva Nogales表示，叫它革命也好，飞跃也好，低温电子显微镜的确打开了一扇大门。 /p p 　 strong 　蛋白结晶 /strong /p p 　　结构生物学领域有一条不成文的观点：结构决定功能。只有知道生物分子的原子排布，研究者们才能了解这个蛋白的功能。例如，核糖体是如何根据mRNA的序列来制造蛋白，分子孔道是如何开和关的。几十年来，分析蛋白结构有一个无冕之王——X射线晶体衍射。在X射线晶体衍射中，科学家们让蛋白结晶，接着利用X射线照射，随后根据X射线的衍射来重建蛋白的结构。在蛋白质数据银行(Protein Data Bank)的100,000多条蛋白词目里，超过90%的蛋白结构是利用X射线晶体衍射技术解析得到的。很多诺贝尔奖也与这一技术相关，例如1962年揭示DNA双链螺旋结构的诺奖。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201509/noimg/fe5402ce-8a68-46ea-a731-d1b2f037ea42.jpg" title=" 2.jpg" / /p p 　　尽管X射线晶体衍射一直是结构生物学家的最佳工具，但是它有较大的限制。科学家们可能需要几年才能找到把蛋白形成大块结晶的方法。而很多基础蛋白分子，例如嵌在细胞膜上的蛋白，或是形成复合体的蛋白却无法被结晶。 /p p 　　当Richard Henderson 1973年到LMB，研究菌视紫红质(一种利用光把质子运进膜内的蛋白)结构时，X射线晶体衍射是首选工具。Henderson和他的同事Nigel Unwin成功地做出了该蛋白的二维结晶，但却不适用于X射线衍射。因此他们决定使用电子显微镜。 /p p 　　当时，电子显微镜主要用于研究用重金属染过色的病毒或组织切片。一束光子打在样本上，新生的电子被检测到，被用于解析样本结构。这种方法成功制作了第一幅病毒的精微图片——一种烟草病毒。但染色导致无法看清各个蛋白，更不要说原子细节了。Agarad表示，样本上要么满是斑点，要么没染上，你只能看到分子的轮廓。 /p p 　　Herderson等人省略了染色的步骤，把菌视紫红质的单层晶体放到金属网格中，然后用电子显微镜进行成像。Agard表示，这个过程里，你看到的是蛋白的原子。这在当时是很大的进步，因为当时人们都认为不可能利用电子显微镜解析蛋白结构。Henderson等人在1975年发表了这一成果。 /p p 　　20世纪80年代和90年代，低温电子显微镜领域发展迅速。一个关键性突破是利用液态乙烷来快速冷冻蛋白溶液。这也是为什么叫低温电子显微镜的原因。但这个技术的分辨率仅为1纳米，远远达不到针对蛋白结构进行药物设计的需求。而当时X射线晶体衍射的分辨率能达到0.4纳米。NIH等资助者投入了数亿美金来支持蛋白晶体领域的发展，但对于低温电子显微镜领域的资助却很少。 /p p 　　1997年，Henderson参加了高登研究会议(Gordon Research Conference )关于3D电子显微镜的年会。一位同事以这样的话做为开幕致词，“低温电子显微镜技术非常有限，不可能超越X射线晶体衍射。” 但Henderson的想法完全不同，在下一场发言中，他做出了反击。Henderson指出，低温电子显微镜会超越其它各种技术，成为全球研究蛋白结构的主流工具。 /p p 　 strong 　革命由此开始 /strong /p p 　　在此之后，Henderson等人致力于提高电子显微镜的性能——尤其是感知电子的灵敏度。在数码相机席卷全球很多年后，很多电子显微镜学家仍然倾向于使用传统的胶片，因为比起数码感应器，胶片能更有效地记录电子。与显微镜生产商合作时，研究者们发明了一种新的直接电子探测器，这种探测器的灵敏度远高于胶片和数码相机探测器。 /p p 　　大约在2012年，这种探测器能够以一分钟几十帧的高速得到单个分子原子的连续图像。同时，和Scheres一样的研究者们精心编写了将多张2D图片建成3D模型的软件程序。这些3D图像的画质可以媲美X射线晶体衍射获得的图像。 /p p 　　低温电子显微镜适用于研究大的、稳定的分子，这些分子能够承受电子的轰击，而不发生变形——由多个蛋白组成的分子机器是最好的样本。因此由RNA紧紧围绕的核糖体是最佳的样本。三位化学家用X射线晶体衍射研究核糖体溶液的工作在2009年获得了诺贝尔化学奖，但这些工作花了几十年。近几年，低温电镜研究者们也陷入了“核糖体热”。多个团队研究了多种生物的核糖体，包括人类核糖体的首个高清模型。X射线晶体衍射的研究成果远远落后于LMB的Venki Ramakrishnan实验室，Venki获得了2009年的诺奖。Venki表示，对于大分子来说，低温电子显微镜远比X射线晶体衍射要实用。 /p p 　　这几年，低温电子显微镜的相关文章有很多：2015年一年，这个技术就用于100多个分子的结构研究。X-射线晶体衍射只能对单个、静态的蛋白晶体成像，但低温电子显微镜能够对蛋白的多种构象进行成像，帮助科学家们推断蛋白的功能。 /p p 　　5月，多伦多大学(University of Toronto)结构生物学家John Rubinstein等人使用了100,000张低温电子显微镜图片来生成V-ATPase 的“分子电影”，V-ATPase的作用是消耗ATP，把质子运进运出细胞液泡。”我们发现，这个酶非常灵活，可以弯折、扭曲和变型。” Rubinstein说道。他认为，这是由于这个酶的灵活性，它能够高效地把ATP 释放的能量传递到质子泵。 /p p 　　2013年Nogales的团队拼接了调控DNA转录成RNA的复合体的结构。他们发现，复合体的一个臂上悬挂着紧绕DNA链的10纳米结构，这段结构可能影响基因转录。Nogales表示，这个结构很漂亮，它可以帮助我们分析这个分子起作用的机制。 /p p 　 strong 　小而漂亮 /strong /p p 　　现在低温电镜迅猛发展，专家们正在寻找更大的挑战作为下一个解析目标。对很多人来说，最想解析的是夹在细胞膜内的蛋白。这些蛋白是细胞信号通路中的关键分子，也是比较热门的药物靶标。这些蛋白很难结晶，而低温电子显微镜不大可能对单个蛋白进行成像，这是因为很难从背景噪音中提取这些信号。 /p p 　　这些困难都无法阻挡加利福利亚大学(University of California)的生物物理学家程亦凡。他计划解析一种细小的膜蛋白TRPV1。TRPV1是检测辣椒中引起灼烧感的物质的受体，并与其它痛感蛋白紧密相关。加利福利亚大学病理学家David Julius等人之前尝试结晶TRPV1，结果失败。用低温电子显微镜解析TRPV1项目，一开始进展缓慢。但2013年底，技术进步使得这一项目有了重大突破，他们获得了分辨率为0.34纳米的TRPV1蛋白的结构。该成果的发表对于领域来说，无异于惊雷。因为这证实了低温电子显微镜能够解析小的、重要的分子。“当我看到TRPV1的结构时，我激动得一晚上睡不着觉。”Rubinstein说道。 /p p 　　研究者们可能面临更多这样无眠的夜晚。Agard表示，会有更多膜蛋白相继被解析出来。 /p p 　　上个月由Scheres和清华大学的结构生物学家施一公合作发表的一篇文章就成功解析了一个膜蛋白。他们建立了& amp #947 -分泌酶的模型，& amp #947 -分泌酶负责合成与阿兹海默症相关的& amp #946 -淀粉斑。0.34纳米分辨率的图谱显示，比较少见的遗传性阿尔茨海默病的& amp #947 -分泌酶突变后会在图谱上呈现两个“热点”(突变或者重组频率显著增加的位点)，并且这种突变最终会合成有毒性的& amp #946 -淀粉斑。& amp #947 -分泌酶的结构图帮助研究者发现为什么以往的抑制剂会无效，从而促进新药的研发。程亦凡表示，& amp #947 -分泌酶的结构非常惊人。 /p p 　　类似的成功吸引了制药公司的注意。他们希望借助低温电子显微镜去解析那些无法结晶的蛋白，从而更好地研发药物。Scheres如今和辉瑞公司合作，攻克离子通道。离子通道包含很多膜蛋白，例如痛感受分子和神经递质受体。“我几乎被每一个人联系过。”Nogales这样说道。 /p p 　　尽管低温电子显微镜发展迅速，很多研究者认为，它仍有巨大提升空间。他们希望能制造出更灵敏的电子探测器，以及更好地制备蛋白样本的方法。这样的话，就能够对更小的、更动态的分子进行成像，并且分辨率更高。5月，有研究者发表了一篇细菌蛋白的结构，分辨率达到了0.22纳米。这也显示了低温显微镜的潜力。 /p p 　　与任何热门领域一样，低温电子显微镜的发展也有烦恼。一些专家担心研究者们盲目追求该仪器会诱发一些问题。2013年HIV表面蛋白的结构图遭到了科学家们的质疑，他们认为用于建模的图片很多都是白噪声。此后，其他团队得到的X射线晶体衍射和低温电子显微镜模型也对原模型提出了质疑。但这些研究者们坚持相信自己的结果。今年6月，在高登研究会议(Gordon Research Conference )上，研究者们希望低温电子显微镜的结构图要有严格的质量控制。并且杂志要求作者们提供详细的建模方法。 /p p 　　成本问题可能会限制低温电子显微镜的推广。Scheres估计，LMB每天用于支持低温电子显微镜的经费就达到近3万人民币，外加近1万的电费——这是由于存储和处理图片的电脑耗电量很大。Scheres表示，每天至少要花费近4万人民币，对于很多地方来说，这个费用太高。为了推广低温电子显微镜，很多基金会建立了对外公开的设备，各地研究者们可以预约使用。霍华德· 休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute, HHMI)在珍利亚农场研究园区配备了一台。这台设备对所有HHMI资金的研究者公开。在英国，政府和维康信托在牛津大学附近建立了低温电镜公开使用平台。参与该平台搭建的伦敦大学(University of London)的结构生物学家Helen Saibil表示，有很多人想学习使用低温电镜。 /p p 　　洛克菲勒大学(Rockefeller University)的生物物理学家Rod MacKinnon就是这些人之一。他在2003年因解析一些离子通道的结晶结构而获得诺贝尔奖。MacKinnon现在对低温电镜非常着迷。“我现在处于学习曲线的斜坡阶段，非常热切。” MacKinnon这样说道。他打算用低温电镜来研究离子通道是如何开和关的。 /p p 　　1997年时，Henderson非常坚定地宣称，低温电镜会成为解析蛋白结构的主流工具。在将近20年后的今天，他的预测比当年有了更多底气。Henderson表示，如果低温电镜保持这样的势头继续发展，技术问题也得以解决，那么低温电镜不仅会成为解析蛋白结构的第一选择，而是主流选择。这个目标已经离我们不远了。 /p p 　　原文检索： /p p 　　Ewen Callaway. (2015) The revolution will not be crystallized. Nature, 525(7568):172-174. /p

深冻 -16℃、被冰封 4 个月，木蛙仍能复活。在被冷冻之前，木蛙会在组织中积累血浆尿素，一旦开始冻结，尿素可以转化为葡萄糖充当低温保护剂。　　南极线虫，作为已知唯一能在胞内大面积冷冻中存活的动物，它产生的冰活性蛋白可作为再结晶的抑制剂，借此在细胞冻结过程中有效地控制冰晶生长行为。　　这两种动物的耐寒能力，给中科院低温工程学重点实验室副主任饶伟研究员带来了研究灵感。图 | 饶伟(来源：饶伟)　　日前，她和团队在 Trends in Biotechnology 发表了题为 《用于先进冷冻保存的仿生材料和技术》(Bioinspired materials and technology for advanced cryopreservation )的论文[1]。　　图 | 相关论文(来源：Trends in Biotechnology)　　论文中，她就三维体相生物系统的仿生型低温保存材料与技术的发展做以总结，并展望了低温保存的未来发展趋势。低温保存曾让三万年前的种子“复活”根据 Arrhenius 方程(阿伦尼乌斯公式， 化学反应速率常数随温度变化关系的经验公式)，温度越低，生化反应速率越慢。因此，样品保存的温度越低，保存的时间就越长，在 4℃ 时存活时间只有数小时的生物样本，在 -80℃ 下可以保存数月，在 -196℃ 下，随着反应速率近乎于 0，能保存数世纪。目前，低温保存技术是各类生物样本长期保存的唯一可行途径。　　俄罗斯科学家曾经利用冰冻在西伯利亚科雷马河永冻层里三万年前的种子，成功培育出一棵植物，打破复苏最古老植物种子的记录。利用现代低温冷冻保存技术，低温技术在新兴的医学前沿领域，如人类精子、卵子及胚胎长期保存已成为现实。可以说，低温冷冻保持创造了一个又一个生命奇迹。低温冷冻保存技术，极大地推动了临床医学的发展。　　对具有较高医疗价值的生物样品来说，低温保存有助于满足相关需求。然而，目前很难有效地对大尺度组织和器官进行冷冻保存。随着体积增大，细胞种类增多，结构复杂性增大，对生物系统从微观到宏观的多尺度精准控冰要求越来越高。因此，很有必要借鉴耐寒动物的抗冰策略，从物质与能量传递的角度全面解读和发展仿生型低温冷冻保存技术。(来源：Trends in Biotechnology)低温保存的技术路径有待全面考虑　　　　此前的低温保存方法分为三类：静态冷藏、慢速冷冻(缓慢冷冻/快速解冻)和玻璃化冻存。　　静态冷藏是临床器官保存的主要方法，通过将器官保持在 4°C 来降低其代谢速率。然而，保存时间一般限制在 24 小时之内，典型器官如心、肺低温冷耐受时间约为 4 小时，这会使得珍贵的供体器官由于运输、手术的时间超出耐受冷缺血时间而不得不被废弃。　　许多细胞和简单组织通常借助缓慢冷冻/快速解冻的手段，通过程序降温保存在−196°C，但这个过程需要根据样本传热传质特征平衡降温与升温过程的冰晶损伤与溶液损伤，否则有可能造成不可逆冷冻损伤。　　而玻璃化冻存目前主要用于敏感细胞，譬如卵母细胞和干细胞。由于固有的低传热速率以及高浓度低温保护剂的毒性，该方法对于大体积生物样品见效甚微。由于不受控制的新陈代谢或冰晶损伤，目前仍不能按需获得高质量的器官。　　当生物样品被低温保存时，样品的生理、热学及力学性能是相互关联的。因此，有必要全面考虑低温保存的技术路径。(来源：Trends in Biotechnology)首次利用液氦，实现干细胞-269°C 低温保存到目前为止，即使是最先进的超低温保存方案，也不能在有冰形成的情况下保证器官完整性。　　大自然中的耐寒动物，给饶伟团队提供了灵感。这类动物通过调节生物系统来对抗低温胁迫，对于从生化或生物传热学角度解决低温保存问题，这是很好的参考。　　该研究展示了耐寒动物的生存策略：冬眠动物通过减缓代谢速率以节约能量并减轻缺血损伤 冷冻避免型动物采用过冷来防止或减轻冰晶带来的损伤，而冷冻耐受动物则可以忍受部分体液结冰，通过在较高温度下触发胞外冰的形成来避免伤害更大的胞内冰形成，从而将冷冻损伤降至最低。　　此外，该研究还讨论了受天然抗冻机制启发的材料和技术。为了实现与冰共存，具备高生物相容性的低温控冰保护剂必不可少。天然的低温保护剂，如海藻糖、脯氨酸以及它们的衍生物，在保存生物样本上具有巨大潜力。　　进一步地，该工作首次阐述了耐寒动物的抗寒机制与先进的低温保护技术之间的关系。通过模仿自然界中耐冻或避冻生物的耐寒机制，有望建立新的低温保存方法。(来源：Trends in Biotechnology)　　据悉，对于冰晶生长的精准调控，是减少细胞冷冻保存损伤的基础。简单来说，要想低温保存就得精准控制细胞内外结冰的时空分布。饶伟研究团队提出了普适性的分子靶向控冰新策略，目前可以实现在单细胞特定位点冰晶成核与冰晶生长的精准调控，从而实现细胞内外的选择性控冰[2]。　　进一步的，在拓展研究中，饶伟首次利用液氦(−269 °C)进行了包括人胚胎干细胞在内的多种干细胞的低温保存，突破了现有干细胞低温保存温度极限(-196 °C)并绘制了液氦保存的热力学过程图。　　在自然界中，一些大体积的动物不仅依赖于来自外部环境的热传导，并且通过化学能产生热量以提高新陈代谢率，这一过程有助于均匀、快速地重新升温，以避免再结晶。　　对木蛙解冻的 1 小时磁共振成像显示，木蛙的所有区域几乎同时解冻。快速、均匀的解冻可保证较低的热机械应力，减少缺血-再灌注损伤。　　受这种生物调控的解冻过程的启发，纳米颗粒低温保护剂被开发出来，作为外部物理场驱动的自加热种子，可以实现快速和均匀的复温加热，而不是完全依赖于从表面到组织深处的热传导。　　这种纳米加热方法不仅能显著提高升温速率，减少所需的低温保护剂数量，还可以消除温度的不均匀性，以减少温度梯度产生的热应力所导致的开裂损伤。(来源：Trends in Biotechnology)　　研究中，目前给冷冻实验提供复温能量的方法主要有两种：射频和激光。　　射频纳米加热，指的是利用磁性纳米颗粒，将射频能量转化为热量，从而去加热生物样本。这种基于超顺磁、或铁磁机制的感应加热方法，可通过降低机械应力和再结晶来扩大低温冷冻体积。　　而激光再加热则利用具有高吸收系数的纳米粒子将近红外光的能量转化为热。　　在一项实验中，饶伟团队合成了具有高光热转换效率的柔性液态金属纳米颗粒，并使用激光照射加热玻璃化的人骨髓间充质干细胞和小鼠尾巴。　　其中，干细胞的存活率高达 78%，而常规方法只有 25%，并且重新加热的小鼠尾巴的血管中包含一个完整的组织结构。　　可以说，激光纳米加热可迅速加热相对较小体积的生物样本，比如胚胎和细胞悬浮液。而射频纳米加热有望实现大体积生物系统的复温，例如肾器官。每年拯救几百万性命，价值之高不亚于治愈癌症　　细胞、组织和器官等生物样本，在医疗系统中具备巨大价值，可用于药物发现、不孕不育症、创伤、再生医学、移植等领域。　　器官等生物样本的临床应用，还可创造巨大的公共卫生效益，并在全球范围内每年拯救几百万性命，这与治愈癌症不相上下。最近，美国国家科学基金会投资 2600 万美元，以用于开发细胞、组织、器官及活体等生物系统的先进低温保护技术。　　仿生自适应低温保存技术，有望为微小生命活体的生物样本库保存提供标准化冷冻方案和标准，为保护生物多样性提供技术支撑。饶伟团队通过喂饲仿生保护剂及低温自适应驯化，成功将冷冻敏感型日本弓背蚁转化为冷冻耐受型，驯饲后的蚂蚁在冷冻条件下的存活率相比较对照组增加了两倍多，实现了目前最大尺度的非耐寒活体低温自适应保存与复活[3]。　　饶伟团队发现的系列低温保护新材料以及新技术，可为器官长期低温保存提供理论和技术支持，如此或可改变目前 70% 以上心/肺器官，因为输运、手术时长超过器官冷缺血耐受时间而导致的供体器官废弃现象。(来源：Trends in Biotechnology)　　饶伟表示，活体大脑中的记忆等功能能否通过解冻进一步复苏，仍需进行系统的研究。目前该团队正在做蚂蚁在经历冻存和复活后记忆能否保存的工作，初步结果非常乐观。　　她和团队博士生窦蒙家在冻存前，对蚂蚁的嗅觉进行了特殊的奖励训练，使得训练后的蚂蚁对特定的气味保持倾向性。之后，对蚂蚁进行低温冻存和常温下复活之后，其发现复活后的蚂蚁仍然保持着对特定气味的记忆能力。　　对于此次论文，她总结称，虽然分别讨论了不同的生物样本低温保存方法，但它们在实际情况下面临着同样的挑战，如多尺度精准控制冰核形成和冰晶生长，以及避免缺血-再灌注损伤的需要。“科研于我，犹如心底一抹深红”　　饶伟说，做低温保存研究需要有一颗“强大的心脏”，尤其是挑战大尺度异质异构生物体保存时，因为绝大部分实验都是失败的，无法实现具备完整功能的生物体成功复活。而活体的低温保存，更是充满了不确定性，其中做蚂蚁冻存和复活的实验过程是很难忘的。　　蚂蚁本身是非耐寒的生命体，受季节影响，蚂蚁的生活习性和行为模式变化也比较明显。由于北京的四季温差较大，饶伟团队在进行蚂蚁活体低温保存实验时，经常发现冻存之后的存活率随季节波动较大。　　尤其是冬季，订购的蚂蚁往往在运输的途中由于不耐受低温就发生了大概率死亡。为了确保实验数据的一致性，蚂蚁的驯饲和低温适应实验只能安排在特定的季节来进行。所以，获取一组成功的实验往往周期特别长。　　研究虽苦，但却是饶伟心之所爱。　　饶伟读本硕时，学习暖通空调专业，更注重工程设计能力，很多同学毕业后去设计院做暖通设计师。她更喜欢每天都挑战不一样的事物，读博之前非常想换方向。当时得知中科院理化所刘静教授从事生物传热学方向，能把传热传质的基础知识与探索生命奥秘结合，感觉是一个特别奇妙的领域。　　她表示：“读博时，我探索了利用碱基液态金属的热化学治疗机理。在美国的两站博后期间，又拓展到材料学和分子生物学等方向。科研的确是一场不设限的奇妙‘旅行’。而我目前所在团队，又能把实验室前沿技术快速转化并实现临床应用。此前，我们曾利用‘冷冻保存’的反作用‘冷冻破坏’去治疗肿瘤，开发的低温治疗装备已在全国100多家医院实现临床应用。一路从博士、到博士后、再到老师，在不同航道上划着生命行舟逆水而上。路上平平仄仄动荡往复，却也灿烂惊心摇曳生姿。科研于我，犹如心底一抹深红，意味着最重的分量。”

一、摘要：1型糖尿病是一种会导致胰腺β细胞破坏的自身免疫性疾病，需要终身胰岛素治疗。胰岛移植提供了一个很有前途的解决方案，但也面临着诸如可用性有限和需要免疫抑制等挑战。诱导多能干细胞（iPSCs）为功能性β细胞提供了一个潜在的替代来源，并具有大规模生产的能力。然而，目前的分化方案，主要是在混合或2D环境中进行的，缺乏可延展性和悬浮培养的最佳条件。我们研究了一系列可能影响分化过程的生物反应器放大过程参数。该研究采用了一种优化的HD-DoE协议，该协议设计具有可扩展性，并在0.5L（PBS-0.5 Mini）垂直轮式生物反应器中实现。我们开发了一种三阶段的悬浮生长过程，从贴壁培养过渡到悬浮培养，TB2培养基在规模化过程中支持iPSC的生长。阶段性优化方法和延长分化时间用于增强iPSC衍生的胰岛样簇的标记物表达和成熟。连续的生物反应器运行被用于研究营养和生长的限制以及对分化的影响。将连续生物反应器与对照培养基变化生物反应器进行比较，显示出代谢变化和更类似b细胞的分化谱。从试验中收集的低温保存的聚集物被恢复，恢复后显示出活力和胰岛素分泌能力得到维持，这表明它们具有存储和未来移植治疗的潜力。本研究表明，阶段时间的增加或限制培养基补充以减少乳酸积累可以增加在大规模悬浮环境中培养的胰岛素合成细胞的分化能力。二、实验内容节选：营养消耗和代谢物的分析 为了检测细胞潜在的替代碳源和氮源，我们分析了对照组和连续生物反应器在整个培养过程中的氨基酸代谢（图S5A-B）。使用快速培养基氨基酸维生素分析仪Rebel（908 Devices）来分析氨基酸浓度。必需氨基酸，如组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸在整个培养期间都保持不变。然而，一些氨基酸在两种培养基中都完全耗尽，包括5天后的L-天冬氨酸和16天后的L-谷氨酸。氨基酸代谢对正常的胰腺β细胞功能至关重要，丙氨酸和谷氨酰胺以其调节β细胞功能和胰岛素分泌的作用而闻名。在培养结束时，谷氨酰胺和丙氨酸的浓度高于新鲜培养基，表明它们不限制生长（图S5A-B）。然而，它们增加的来源仍然未知，不像之前的观察而将它们的增加归因于GlutaMAX&trade 添加剂。与起始培养基相比，丙氨酸和谷氨酰胺水平的升高在对照组生物反应器中没有观察到，后者在不同阶段之间和整个延长的内分泌诱导阶段都有频繁的培养基变化。两种生物反应器之间无其他显著性差异。如前所述，限制培养基补充的生物反应器比对照培养基变化的生物反应器具有更好的分化能力。氨基酸浓度调节和血清缺乏与促进来自人类干细胞的胰腺β细胞的发育有关。 此外，使用FLEX2（Nova Biomedical）对两种培养结果进行评估，分析两种反应器的整个培养期间Gln、Glu、NH4+、Na+、K+、Ca++、pH、PCO2和PO2（图S6A-B）。在连续生物反应器中，培养基的渗透压稳定增加，但保持在280-320mOsm/kg范围内。这种增加可以归因于由营养物质代谢和其他废物产生的溶质的积累。相比之下，对照培养基的渗透压变化的生物反应器随着培养基在细胞分化过程的不同阶段被补充而波动。谷氨酰胺和谷氨酸水平也进行了评估，两者都显示随着时间的推移而消耗。这与使用Rebel分析仪进行的测量结果一致。两种生物反应器在生物分化上具有可比性，除了在连续生物反应器中pH的持续下降和预期的耗氧速率方面的主要差异。在反应液中测量的气体可能会受到收集和测量之间时间的影响，但是，对所有样品的总体影响是相同的。总体数据显示，在培养10天或PP诱导分化阶段后，PO2水平开始稳步下降。尽管反应液与两个生物反应器顶空内的气体体积相同(500毫升），但与控制培养基补充变化生物反应器相比，进入反应液的氧气通量可能不足以补充0.5L连续容器中增加的耗氧量。文献来源：doi.org/10.21203

勤卓高低温试验箱一直以精湛技术作为市场拓展的生命和主线，凭着完善的技术，勤卓高低温试验箱先后入驻国家直升机研究所，布鲁塞尔大学，国家海洋研发所和一批次大型的光电、五金、汽车等企业。了解勤卓环测科技的技术成果，可以让客户更有针对性的购买我司的实验设备，同时对我司高低温试验箱的价格也会承担认同感。高低温试验箱的价格，我司一直根据不同型号，不同温度范围和不同尺寸作为价格导向。一，勤卓环测科技有以下八款不同型号的高低温试验箱：型号温度范围内箱尺寸（W*H*D）外箱尺寸（W*H*D）HK-63T0~150 ℃400*450*350mm800*650*600mmCK-80T-20~150 ℃400*500*400mm1020*1600*870mmLK-120T-40~150 ℃500*600*400mm1020*1700*870mmUK-150T-60~150 ℃500*600*500mm1020*1700*970mmJK-225T-70~150 ℃500*750*600mm1020*1850*1070mmCK-408T-20~150 ℃600*850*800mm1120*1950*1270mmLK-800T-40~150 ℃1000*1000*800mm1520*2100*1270mmUK-1000T-60~150 ℃1000*1000*1000mm1520*2100*1470mmH:0~150 ℃ C:-20~150 ℃ L:-40~150 ℃ U:-60~150 ℃ J:-70~150 ℃二，精良的高低温箱结构设计 2-1. 内外箱材质测试区内箱不锈钢板 ( SUS # 304 )，不锈钢。2-2. 外 箱 灯 源 高亮度照明灯2-3. 同温层结构设计 有效避免箱体顶部凝结之专利技术(),2-4. 观 测 视 窗 观察试品使用 ( W*L 28 * 35 cm ),2-5. 窗口防汗设计 采电热器装置，防止水气凝结 ( 40 W ),2-6. 测 试 孔 可外接测试电源线及信号用 ( 5.0 cm ),2-7. 机 台 滑 轮 采滑轮移动调整摆放位置与强力螺栓固定位置.2-8. 保 温 层 保温绝缘层耐燃防火 PU ＋ 隔热玻璃棉2-9. 箱 内 盘 架可活动调整栅盘架与不锈钢条状栅盘二只.2-10. 箱 门 采双道隔热气密迫紧,有效隔绝外部温度泄漏.三，高低温试验箱广发适用范围：可以准确地模拟低温、高温、高温低温循环复杂的自然状环境，适用于电子、塑胶、LED节能灯，医疗产品、电容、电阻、各类材料、汽车配件、金属、化学、建材等多种行业的产品可靠性检测，提高您产品的质量，让您的客户满意！四，勤卓环测科技在研发生产环境试验设备方面，一直注重设备质量的完善。多年来，勤卓环测科技长期与美国，日本等地的企业建立稳固的技术互补合作关系。先后联合成立了上海环境试验设备技术研发室，成为中国环试领域第一个企业自检的试验设备技术研发机构。东莞市勤卓环境测试设备有限公司联系人：林青地址：广东省东莞市东城区财经工业园[523460]电话：0769-82205656,13609685030传真：0768-83718518E-Mail：qinglin@kingjo.cc华东地区销售服务专员联系人：郑艺玫地址：东莞市东城区[523460]电话：0769-82205353,18925802250传真：0769-83718518E-Mail：emma@kingjo.cc华南地区销售服务专员联系人：陆智敏地址：东莞市东城区[523460]电话：0769-82205560,18925806924传真：0769-83718518E-Mail：fanny@kingjo.cc华中、东北地区销售服务专员联系人：杨玉茹地址：东莞市东城区[523460]电话：0769-82205757,13925754292传真：0769-83718518E-Mail：739810593@qq.com华北、港澳台地区销售服务专员联系人：郁丽萍地址：东莞市东城区[523460]电话：13925758816,0769-82205656传真：0769-83718518E-Mail：2569753247@qq.com西北、西南地区销售服务专员联系人：李川地址：东莞市东城区[523460]电话：13751267824,0769-82205757传真：0769-83718518E-Mail：qinzhuo17@163.com

为了解中国科学仪器的市场情况和应用情况，同时将好的检测机构及其优势检测项目推荐给广大用户，“仪器信息网”与“我要测”自2011年9月1日开始，对不同领域具有代表性的家实验室进行联合走访参观，关注行业热点。近日，“仪器信息网”与“我要测”相关工作人员参观访问了化学工业合成材料老化质量监督检验中心。 　　化学工业合成材料老化质量监督检验中心 　　化学工业合成材料老化质量监督检验中心(老化研究所，以下简称“老化检验中心”)隶属于广州合成材料研究院有限公司，是专门从事高分子材料老化与防老化研究、性能检测及老化试验方法制修订的国家级权威检测机构，该中心是通过国家计量认证的法定质检机构，并于2003年通过国家实验室认证。广州合成材料研究院有限公司于1961年成立，原名为化学工业部合成材料老化研究所，1993年更名为化学工业部合成材料研究院，1999年7月加入中国蓝星(集团)总公司后改为现名。 中心的各种资质证明 　　老化试验对于科学研究，对于现代工业生产都是非常重要的检测手段，是检验及提高安全性、稳定性和可靠性的必要检测。老化检验中心可按国际标准(ISO)、中国标准(GB)、ASTM、DIN、JIS、等标准进行各种合成材料及其制品的老化试验，如人工气候老化、热氧老化、高低温老化、湿热老化、臭氧老化、盐雾腐蚀和液体介质老化等试验。能够对各种高分子材料(玻璃钢、复合材料、塑料、橡胶、汽车材料、涂料、油漆、树脂、胶黏剂、化学试剂等)及其制品进行性能检测，对高分子材料、复合材料进行成分分析，对塑料、橡胶、复合材料进行使用寿命推算、最高使用温度推算、温度指数推算等。 　　除了全面及专业的老化测试之外，老化检验中心还能够进行物理机械性能、电学性能、耐热性和工艺特性、阻燃性能、化学稳定性能等多方面的性能检测与分析，能够进行化学试剂和溶剂的化学试剂和溶剂的定量测试、材料材质分析等，能够进行涂料、颜料的全项测试及防水材料的测试等。 　　中心加速老化实验室内的多种老化试验设备 　　老化检验中心位于广州天河区的研究所内，设有加速老化实验室、拉力试验室、燃烧试验室、热性能试验室、危化品分类检验室、金属腐蚀实验室等室内实验室。其加速老化实验室面积为1380平方米，配备有各种加速老化试验设备30多台，其中光加速老化试验设备有：氙弧灯试验箱，荧光紫外试验箱，开放式碳弧灯试验箱等。其他加速老化试验设备有：臭氧试验箱、盐雾试验箱、高低温交变试验箱、湿热试验箱、热老化试验箱等多种类型，具备进行各种加速老化试验的能力，还配置了各种相关检测设备100多台。 　　在多年的研究和检测中，老化检验中心不但提高和积累了老化检验的技术，还利用自己的经验技术研发生产了氙灯老化试验箱、荧光老化试验箱等设备。 　　老化检验中心在研究与测试中使用的部分其他仪器： 　　气相色谱-质谱联用仪 　　X射线荧光光谱仪 　　气相色谱仪 　　电子万能试验机 　　除上述实验室外，中心还拥有我国目前仅有的几个自然老化曝露实验场之一，位于广州市郊白云区。之所以设立在处在南亚热带的广州，主要就是考虑到了利用南亚热带湿润乡村气候进行暴露试验，大型的自然老化曝露实验场可以进行大量、大型的老化试验，如自然暴露老化试验和埋地土壤腐蚀试验标准等。 　　除日常检验工作外，老化检验中心还承担国家指定的检测任务，广东省质量监督涂料产品检验站和广东省质量监督化学试剂检验站也设立于此。广东省质量监督涂料产品检验站，是广东省质量技术监督局授权的[(广东)省质监认字(082)]具有第三方公正地位的、省内唯一专门从事涂料质量检验的省级质检机构，也是是中国国家认证认可监督管理委员会指定的3C产品强制性论证检测机构之一。广东省质量监督化学试剂检验站，是广东省质量技术监督局授权的[(广东)省质监认字(083)]、省内唯一专门从事化学试剂质量检验的省级质检机构。 　　不仅如此，老化检验中心主持或参与了数十项标准的制订与修订，如：GB/T1766-1989 色漆和清漆 涂层老化的评级方法，GB/T9276-1996 涂层自然气候曝露试验方法，GB/T3681-2000 塑料大气暴露试验方法，GB/T13938-1992 硫化橡胶自然贮存老化试验方法等，在高分子材料研究方面也取得了不少成果。 　　附：化学工业合成材料老化质量监督检验中心 　　http://www.cmar.cn/

RADLEYS的前身是1968年建立的一家专门生产玻璃的厂商，随着组合化学这门新兴科学的发展，充满活力的RADLEYS研发团队，紧随科学发展的脚步，推出了RADLEYS品牌的平行反应站。目前该公司产品已成为当今世界最*的化学家个人工具箱中必不可少的部分，其产品广泛应用于制药，化工，化学，组合化学等行业。 RADLEYS在制作高品质玻璃反应系统领域已享有超过45年的盛名，拥有一批专业的玻璃釜的设计和制造工程师，而且，RADLEYS所生产的所有客户制定化反应系统都是在与客户密切合作的基础上进行设计，所有制造的反应釜都是根据每个客户的具体要求而生产。RADLEYS同时也提供多种具有创新技术的标准化平行反应站，例如Lara全自动化控制反应釜，新型的Lara Lite反应釜以及新设计的Reactor-Ready标准反应釜。 产品系列： A 平行合成仪系列： 1﹑6位平行合成仪/6位低温平行合成仪 2﹑12位平行合成仪/12位低温平行合成仪 3﹑GreenHouse/GreenHouse&trade 冷冻槽 4﹑StarFish B 反应釜系列 1﹑Reactor-Ready反应釜 2﹑Reactor-Ready Duo 3﹑Lara控制化实验室反应釜 C Tornado IS6顶置式搅拌器 D Heat-On加热块 为了更好地服务于广大客户，德祥公司诚意与国内各地代理商合作，共同为新老客户提供*的产品，及时的技术支持。德祥公司也致力于为广大业内合作伙伴提供全方位的支持，加强彼此间的合作，以高品质的服务，具有竞争力的价格为广大的仪器界友人提供更加便利的业务拓展渠道，以及相关的售前、售后支持！ 欢迎有意者来电来函与我司联系： 德祥上海分公司 联系人：郭锐 电话：86-021-52610159-817 传真：021-52610122 邮箱：rui_guo@tegent.com.cn 网址：http://www.tegent.com.cn 地址：上海市静安区北京西路1068号银发大厦18F（200041）

国信证券 (002736 )发布研究报告称，“双碳”背景下合成生物学有望在未来5-10年保持高速增长，看好合成生物学在低成本替代现有材料及制备新材料的潜力，具备技术及成本优势的合成生物学企业竞争优势明显。合成生物学是一门发展迅速的前沿交叉学科，被誉为第三次生物技术革命，其下游应用广泛，需求正在不断扩张。合成生物学是一门融合了生物学、信息学、基因组学、 化学等多学科的交叉学科，在学习自然生命系统的基础上建立出人工生物，并制造出满足人类需求产品。合成生物学通过设计和构建细胞工厂，能够使细胞以淀粉、纤维素、CO2等可再生碳为原料，生产重要的化工产品、天然药物、食品、生物能源等产品，合成生物学相可以实现更高的转化效率、更低的成本，更友好的路线。我国大品种氨基酸产能充沛，小品种氨基酸如丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、等亟需扩大产能、降低成本，通过合成生物学的手段，可有效降低小品种氨基酸生产成本。丙氨酸在食品、医药日化等领域具有广泛应用，丙氨酸生产的化工流程温度高、压力大、酸碱强，环境污染严重。目前，工业化生产丙氨酸采用发酵法和微生物酶法代替了原有的化学合成法丙氨酸，华恒生物利用合成生物方法改造微生物突破厌氧发酵技术，使丙氨酸的生产成本较酶法降低50% 缬氨酸可以改善母猪生产性能，提高动物免疫力，在饲料行业的需求快速增长，由于缬氨酸的合成途径属于丙氨酸衍生物类型，华恒生物在具备丙氨酸厌氧发酵技术后又突破了低成本缬氨酸生物发酵技术 通过人工合成酶对丙烯酸定向加氨形成了β-丙氨酸，较传统天冬氨酸脱羧法极大的降低了产品成本。全球丙氨酸市场自2016年3.5万吨增长至2019年5万吨，年化复合增长率为13%，预计丙氨酸市场在未来四年内继续保持稳定增长，在2023年将达到8万吨，同比2019年5.1万吨增长57% 近年来全球缬氨酸市场规模保持着迅猛增长态势，全球需求量从2016年的0.73万吨增长到2019年的3.25万吨，年复合增长率高达65%。尼龙66重要上游原材料己二腈等目前国内化率仍在提升中，生物基戊二胺可实现替代法生产，长链尼龙作为具有优异的耐磨性和耐低温性，其重要的上游原材长链二元酸(DC12及DC10)可通过合成生物学实现低成本制备。PA66主要应用领域为工程塑料和工业纤维，在汽车轻量化的趋势下其市场潜力较大，但PA66的上游原材料己二腈生产技术壁垒很高，差能由欧、美、日控制，国内仅能实现小部分生产，且成本高昂。合成生物学可通过利用赖氨酸脱羧的方式生产戊二胺，通过尼龙56对尼龙66实现替代。长链尼龙的重要原料长链双元脂肪酸传统合成方法为化学合成法或由蓖麻油分解制备，凯赛生物通过合成生物学利用简单的烷烃经过发酵即可廉价制备DC12及DC10，在全球市场占据了较高份额。营养素市场空间广阔，合成生物学大有可为。长链不饱和脂肪酸DHA及ARA对婴幼儿记忆力、思维能力及视网膜发育具有重要作用，广泛应用与婴幼儿配方奶粉及保健品，随着人们健康意识的提高，对DHA及ARA的需求不断增加。DHA的主要生产来源为深海鱼类，但随着海洋污染加剧，鱼油DHA存在食品安全风险，且鱼油含有大量EPA，限制了其使用范围，通过生物发酵法生产的DHA有效规避了这些分险，在DHA市场中的市占率不断提高。

大体积、高精度、高均匀性，符合有机合成化学多样化要求和精确性要求。 　　CEM Discover 环形聚焦单模微波微波合成系统已经成为全球最畅销的单模微波反应器，使传统的30mL单模技术扩展到300mL,使其完美定量耦合势阱效应，和11通道单模的Auto-Tunning高精度调节技术，实现了单模技术平台量和质的飞跃，不仅实现了合成反应边界条件的定量性和重复性，使其突破并扩展到更多样性的合成化学的要求。从低温到高温，从小样品到大样品，全系列各种功能的自由扩展，实现从小分子合成直至中药萃取的各种应用，帮助化学家们进行前沿性R&D研究。这是世界上其他同类单模微波合成产品都无法比拟的。 300mL环形聚焦单模-大体积、高精度、高均匀性 2003年CEM推出大型环形单模合成反应器 Discover，实现了单模谐振腔从30mL到300mL的扩展，Auto-Tuning 自动改变多耦合（11通道）的专利技术，通过环形单模多通道进行聚焦辐射，行程能势阱效应，提高能量耦合均匀性，不受反应物体积尺寸和极性变化的影响，而且可提高大规模反应的转化率。确保体积变化时反应条件和结果的重复性和再现性。多通道能量耦合使控制精度提高10-40倍，自动调控密度0-900W/L。实现了单模技术量和质的突破，使单模的平台扩展到更适合多样性的合成化学，远胜于驻波型单通道单模微波。2003年7月经ACS推荐，荣获R&D100技术创新大奖。 300mL环形聚焦单模技术专利获2003年R&D100技术创新大奖 传统30mL驻波单模的空间扩展性的限制 传统驻波单模技术已有30年的历史，其特点是单通道单向高密度耦合，市场上已有多家供应商。但单模能量界面直径为2.5cm，腔体体积只有30mL，只能放入10-15ml容器，大于20mL易失去微波场平衡，导致耦合位置排斥，影响单模耦合的一致性。另一个缺点是单模功率受腔体限制，因高密度小体积极易产生瞬间泄漏和过强量热耦合损坏反应物，从而造成研究失败。控制精度随功率提高迅速降低，单模精度± 3-9W。总之单模小腔体限制扩大反应、加气反应、机械搅拌、循环回流、连续流动和低温反应能力。微波消解 微波合成 更多 有关CEM Discover 环形聚焦单模微波微波合成系统 详情请浏览 http://www.pynnco.com , 或咨询：电话：010-65528800，传真：010-65519722，邮件 sales@pynnco.com

多模微波→驻波单模→环形聚焦单模 有机合成的反应具有多样性和复杂性，关键取决于控制目标性反应结果准确性，保证分子链准确结合是合成技术的关键，精确高效的耦合能提高转化率。 一、一代多模微波为何不适用于药物合成 技术上，同一微波装置不能同时实现多模和单模两种发射模式，多模微波基于家用微波炉技术，具备功率大，腔体大50-60L的优点，缺点是能量分布模式不均匀和不确定性（图1），控制精度低±15-25w，所以需要不停进行腔内转动。多模反应不能保证反应的一致性和重复性。市场上，多模微波普遍只用于破坏分子键的消解反应。对小样量药物筛选合成，目前使用的是单模微波。难以想象将2mL的小样品置于60L多模腔体中进行合成，如何保证反应重复性和一致性。市场上，有多模仪器冒充单模的欺骗用户。 二、第二代30mL驻波单模受制于空间限制 驻波单模技术，采用单通道单向耦合（图2），驻波微波受制于波长和反射角限制，其谐振腔体积无法改变和扩展，单模截面直径只为2.5cm，30mL腔体只能放入10-15mL容器，大于20mL易导致耦合位置排斥，影响单模反应的一致性。而且，单模调节精度 ±3-9w，会随功率提高迅速降低，只能使用小功率磁控管，因高密度小体积会产生瞬间强量热破坏性耦合，极易造成研究失败。从而小腔体无法进行扩大反应、加气反应、机械搅拌、循环回流、连续流动和低温反应能力，限制了发展的要求。 三、第三代300mL环形聚焦单模大体积 高精度和高转化率 CEM第三代微波技术，它使单模体积从30mL扩展到300mL，反应物体积尺寸和极性提高10倍，而稳定性不受影响。Auto-Tuning自动调节11通道专利耦合技术，进行环向聚焦辐射，能量耦合精度和均匀性高，形成能势阱效应，确保大规模反应结果高转化率，保持重复性和再现性。多通道能量耦合使控制精度提高10-40倍，自动调控精度达0.818w.实现单模技术量和质的双突破，使单模的平台扩展到更适合多样性的合成化学。2009年7月经ACS推荐，获R&D100技术创新大奖。 四、功率调节精度比较——Discover取得合成技术的重大进步 微波反应均可以直接和瞬时方式更快，更高效地进行体积传递能量。这些微波特性为有机化学家提供了更好更高的合成转化率，并更好地控制了反应条件，从而获得了精准的结果。由于这些明显的优势，微波化学是药物化学、纳米材料合成和学术教学实验室的行业标准。微波类型微波功率体积波导通道调节率%调节精度多模1500-2500W50-60L单腔±1%±15-25W驻波单模300W30mL单通道±1%±3W环形单模0-900W300mL11通道±1%±0-0.818W CEM第三代微波化学技术其高精度和定量耦合完美的能量谐振效果，是微波动力的重大突破，大大领先驻波形单模微波技术。Discover 2.0其高效安全精确的动力同步冷却体系，可在数分钟内驱动极为困难的化学合成，提高转化率，防止高能量产生的热破坏性。辅助冷却阻止后一反应的出现，降低副反应，实现真正的目标绿色化学。 Discover 2.0成功用于小分子合成、组合化学、药化、化工、材料、生物等，帮助化学家进行前沿性R&D研究。在世界著名的大学、研究机构如哈佛大学、MIT和医药公司中，包括: Pfizer，GlaxoSmithkline，Merck&Co，Bristol-MyersSquib，AstraZeneca，J&J，Pharmacia，Lilly，AHP，Plough等已得到广泛的应用，多样化平台，节约时间，增进产出，降低成本，带给市场安全有效的新药。

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低温恒温恒湿培养箱有着精确的温度和温度控制系统，它为产业研究生物技术测试提供所需要的各种模拟环境条件，广泛用于环境保护、卫生防疫、药检、农畜、水产等科研、院校、生产部门。是水体分析和BOD测定，细菌、霉菌、微生物的培养、保存、植物栽 培、育种试验、药物纺织食物加工等无菌试验稳定性检验以及工业产品的原料性能产品包装产品寿命等测试。产品特点：★极富美学设计理念的流线型豪华整机造型，静电喷塑箱体，双层门结构★采用镜面不锈钢氩弧焊制作而成，箱体外采用钢板，造型美观，新颖。镜面不锈钢内衬，仪器永无锈蚀之虑。★LCD大屏数字显示屏显示各设定参数和实测参数★高性能的恒温功能，避免样品的蒸发干枯★内置照明系统、紫外杀菌灯★压缩机采用自动控制，控温范围不受室温影响，4~60度任意可控，压缩机可自动化霜（很多品牌设备不具备自动化霜功能：如不进行化霜，霜会越结越厚，到时会将翅片蒸发器结满霜而将风道堵死，致使冷风不能循环制冷效果下降）。★配有加湿器，加湿器带有湿度调节旋钮，并由控制器自动控制湿度。★采用新型的合成硅密封条，能长期高温运转，使用寿命长，便于更换。★热风循环系统由能在高温下连续运转的风机和合适风道组成，提高工作室内温度均匀。★隔板升级（隔板采用不锈钢钢板冲孔，可以解决以往网格放物品时不平整）★隔条升级：（先采用众多隔条焊接在内胆里面，放上隔板就箱抽屉式抽拉）★箱内载物托架可自由调节控制介绍：★采用液晶显示控制器，多段编程；具有温度、湿度、定时功能，控温精确可靠。★工作时间： 周期范围0～99个，大可设24段工作时间，每段时间设定范围：0～99小时；周期设定为0时，为连续工作状态；★升级版声光报警环境扫描微电脑芯片，具有更强大的数据处理功能★超温报警、定时停机、来电恢复、参数加密、温度修正等功能。★具有压缩机启动延时功能，有效保证压缩机使用寿命；并具备自动化霜功能。★具有断电恢复功能，在外电源突然失电又重新来电后，设备可自动按原设定程序恢复运行产品名称低温恒温恒湿培养箱产品型号QZ-70THPYQZ-150THPYQZ-250THPYQZ-350PY内箱尺寸（W*D*H）350*400*500mm400*500*750mm500*550*900mm580*600*1000mm外箱尺寸（W*D*H）540*540*1050mm590*640*1390mm690*690*1550mm770*740*1630mm容积70L150L250L350L输入功率500W600W800W900W载物托架（标配）2块(任意调节位置）显示方式液晶一屏显示电源电压AC220V 50HZ控温范围-5~60℃温度分辨率0.1℃控湿范围制冷方式自动压缩机化霜方式自动波动度&plsmn 0.1℃工作环境温度5℃～40℃测试孔1个定时范围1～9999小时开门方式手动开门观察窗门上观察窗创新点：性能稳定、参数精准、质量保障 低温恒温恒湿培养箱

作者:李晨 来源:中国科学报可同时耐高温和耐低温的粘合剂的制备及应用。中国农科院供图聚硫辛酸3D打印新材料。中国农科院供图近日，中国农业科学院麻类研究所可降解材料开发与利用团队联合湖南大学、中南大学在环保型可降解粘合剂开发与利用方面取得重要进展。他们利用超分子聚合的方法从小分子出发制备出了一系列粘附性能好，使用范围大的粘合材料，并利用其粘性效果，将其作为3D打印材料。这些超分子聚合物基可降解粘合材料不仅粘附效果高于同类型材料，而且在应用上提供了一种新思路。相关研究成果在线发表于《化学工程杂志》(chemical engineering journal )和《先进科学》 (advanced science )，并获得国家发明专利授权。粘合剂在日常生活、医疗卫生、汽车工业、航天航空等领域有着普遍应用，随着环保意识的提升，开发环保型可生物降解粘附材料已成为一项重要的研究课题。现有粘合剂存在粘附效果不佳，特别是在极端环境下效果更差。更重要的是这些粘附材料无法进行增材制造，无法使其应用更广泛。研究人员利用分子识别和超分子聚合的策略合成一系列具有同时耐高低温的粘合剂，这些粘合剂在高温150°C达到了5.18MPa ，在低温-196°C达到了9.52MPa。在较宽的温度范围内(-80℃至150°C) 成功实现了对粘附行为的实时和定量监测，使用定制设备，可轻松监测粘附持续时间、衰减和失效。这项工作制备了一系列可同时耐高低温的、粘附效果好的粘附材料，同时也为粘附效果的监测提供了新思路。针对以往的粘附材料缺乏进一步增材使用的问题，研究人员进一步利用天然小分子硫辛酸的热响应开环聚合形成聚硫辛酸，制备了新型粘合剂。基于此粘合剂的时间依赖自增强效应，将其应用在增材制造的热熔沉积3D打印中。通过聚硫辛酸的3D打印，完全实现了不同尺度上的模型形成。3D打印后，聚硫辛酸打印的模型随着时间的推移表现出机械增强的特征。这是由聚硫辛酸和硫辛酸的微观自组装引起的。这项工作实现了微观层面的自组装和宏观层面的自组装有机结合。该研究也为粘合材料的可控制造和机械增强提供了一种可行的方法，为下一代功能粘合材料的应用开辟了道路。相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138674https://doi.org/10.1002/advs.202203630授权发明专利：可同时耐高温和耐低温的粘合剂的制备方法ZL202011312658.8

7月27日，国际人用药品注册技术协调会（ICH）发布《药品及原料药连续制造指南》征求意见稿。 该指南旨在从现行GMP中获取适用于连续生产的技术及监管要素，协调药品制造商采用灵活方式开发、实施或整合连续生产小分子化药及蛋白类药物（多肽、抗体类等），为行业和监管机构在药品及原料药中应用连续生产技术的开发、实施和评估提供指导。从批制造到连续制造 众所周知，药物开发成本昂贵、耗时、技术上也很复杂，主要内容包括药物合成、药物传递和药物评价。一般来说，开发一种新药通常需要十多年的时间，而相应的成本可能从数亿美元到数十亿美元不等。 征求意见稿在附件中对不同类型药物的连续生产提供了具体要素及生产流程指导原则。该指南适用于化学实体和治疗性蛋白质原料药和制剂的连续制造；适用于新产品的连续制造以及现有产品从“批制造“转变为“连续制造”。 对于药物化合物的合成和传递，微通道反应可用于进行药物研发合成的不同基础步骤，包括样品制备、反应、分离和检测。微通道反应可以实现高度可控的混合和反应动力学，装置可直接用于药物输送，可以有效消除传质、传热的限制，适用于强放热反应的研究。为什么要选择Vapourtec流动合成仪？需要强大的动力系统和有效的防堵塞模式1)Vapourtec流动合成仪可在很宽泛的流速内实现简单、可靠、平稳的输送作用；2)能够泵取强酸、金属有机反应物以及悬浮物；3)V3泵可泵送浆料、可耐受微小气泡和固体颗粒 。需要不同类型的反应器确保实现更复杂的反应Vapourtec流动合成仪有多种不同类型反应器供选：双核双管低温反应器、高温反应器、标准线圈盘管式反应器、柱式反应器、光化学催化反应器。在高通量系统的构建中，需要更先进的自动化软件和硬件Vapourtec流动合成仪触摸屏操作，反应器有流速控制和温控装置，保证反应自动运行和精确的温度控制。R系列可以根据需要建立模块化系统。关于Vapourtec Vapourtec成立于2003年，已有17年生产经验。作为专业生产流动化学系统的厂家，一直致力生产实验室级别的流动化学系统的研发生产。 Vapourtec设计和生产流动化学合成系统持续在市场保持技术优势，提供了新的连续化学合成能力，并且始终保持着技术兼容性，从而使得即使最早期的用户仍可利用技术发展提供的优势。目前已推出两个系列产品：1. R-Series 一个高度特定的模块化系统，能够独立操作或与其他设备的集成，提供多功能的自动化流动合成 R-Series2. E-Series 一个易于使用的入门级系统平台，适合新用户和学校实验室教学。 E-Series 当前，辉瑞、GSK、诺华等知名药企均已布局便携式、连续、微型和模块化(PCMM)工厂，致力于开发按需片剂所用的连续生产技术解决方案。可见，连续生产是制药行业未来发展的重要方向，FDA和ICH的指导原则也将促进药企在连续制造技术方向的探索，Vapourtec流动合成系统专注实验室级别的自动化连续流动管道反应，快速高效合成化学原料，也为药物连续制造助力新的策略和强大方法！

家电高低温循环测试方法高低温循环试验箱：1.高温环境测试：将家用电器置于高温环境中，模拟高温条件下的工作情况。可以选择使用高温试验箱或者将设备放置在一个高温房间中。确保环境温度稳定，并逐步升高温度至目标测试温度。在高温下，观察和记录设备的性能、温度变化、噪音、电流消耗等参数，并评估设备的工作稳定性和安全性。2.低温环境测试：将家用电器置于低温环境中，模拟低温条件下的工作情况。可以选择使用低温试验箱或者将设备放置在一个低温房间中。确保环境温度稳定，并逐步降低温度至目标测试温度。在低温下，观察和记录设备的性能、启动时间、电源适应性、耐寒性等参数，并评估设备的工作稳定性和安全性。3.温度循环测试：将家用电器置于温度循环试验箱中，进行温度循环测试。该测试模拟设备在不同温度之间的变化和过渡过程。设定温度循环的上下限，并根据测试要求和标准进行温度变化的频率和持续时间。在温度循环测试中，观察和记录设备的性能、温度响应、温度均匀性等参数，并评估设备在温度变化环境下的可靠性和稳定性。4.湿度测试：在湿度控制环境中对家用电器进行测试，以模拟不同湿度条件下的工作情况。可以选择使用湿度试验箱或者控制环境湿度的设备。设定目标湿度并保持稳定，观察和记录设备的性能、防潮性能、绝缘性能等参数，并评估设备在湿度变化环境下的可靠性和稳定性。高低温循环试验是指设定温度从-50℃保持4小时后，加热到+90℃，然后，在+90℃保持4小时，冷却至-50℃小时，依次做N个循环。工业级温度标准-40℃～+85℃，由于温箱通常有温差，为了确保客户端不会因温度偏差而导致测试结果不一致，建议使用标准温度进行内部测试±5℃测试温差。

【科学背景】二维材料因其独特的物理和化学性质而成为材料科学领域的研究热点。自2004年通过机械剥离法从石墨中剥离出石墨烯以来，二维材料在凝聚态物理学、材料科学和化学领域展现了优异的性能和应用前景。然而，将纯有机分子纤维编织成无瑕的二维图案仍然是一项巨大的挑战。虽然宏观织物的美观性和实用性激励化学家将分子编织成交错图案，但纯有机自由悬挂二维编织聚合物网络（2DWPNs）的单晶尚未得到全面研究。因此，获得精确的结构信息，如键长、键角和聚合物网络中原子的空间位置，变得困难。此外，从分层材料中剥离的自由悬挂二维单层编织片材稀少，妨碍了对其多样表面和结构特征的有效探索。 有鉴于此，浙江大学黄飞鹤团队、李光锋研究员、美国德州大学奥斯汀分校Jonathan L. Sessler教授和浙江工业大学化工学院朱艺涵教授合作提出并实现了一种基于配位B&minus N键驱动的无瑕纯有机自由悬挂二维编织聚合物网络的合成方法。通过定义基于1,4-二（苯并二噁硼）苯（BDBB）和1,2-二（4-吡啶基）乙烯（BPE）编织聚合驱动的两上两下编织图案，获得了这种2DWPN。使用单晶X射线分析揭示了该编织聚合物网络的明确定义的编织拓扑结构。此外，科学家们使用Scotch Magic Tape成功从块状晶体中剥离出自由悬挂的二维单层纳米片，并通过低剂量低温电子显微镜成像技术研究了这些纳米片的表面特征。研究结果展示了纯有机编织聚合物网络的精确构建，并突显了在二维有机材料中应用编织拓扑结构的独特机会。这一研究不仅为二维编织材料的形成机制和结构-性能关系提供了新的见解，还为未来在现代社会中应用新型多功能材料开辟了新的道路。【表征解读】 本文通过纳米压入法和PeakForce定量纳米机械映射等先进仪器，对2DWPN-1和NWPN-1晶体的机械性能进行了深入研究，揭示了编织拓扑对其力学响应的影响。通过对比分析这两种材料的机械行为，本文不仅展示了它们在负载下的变形特性，还揭示了编织结构所带来的独特柔韧性。这些发现为理解材料的微观结构与宏观性能之间的关系提供了重要依据。 针对2DWPN-1晶体表现出的优越柔韧性现象，本文采用纳米机械表征手段，深入探索了其微观机理。研究发现，2DWPN-1的聚合物链因其编织结构而具有更高的构象自由度，从而在外部载荷下能够有效分散应力。具体而言，分子经纬纱的相对滑动和聚合物链的交错结构共同维持了材料的完整性，显著降低了应力集中，赋予了晶体优异的机械性能。 在此基础上，本文综合使用了载荷-位移（P–h）曲线、Derjaguin–Müller–Toporov模量映射等多种表征手段，对2DWPN-1和NWPN-1的机械性能进行了全面的对比分析。结果表明，2DWPN-1在相同负载条件下的位移深度明显大于NWPN-1，同时硬度值较低，表明其具有更高的柔韧性。这一结果不仅确认了编织拓扑对材料性能的积极影响，也强调了材料设计中拓扑结构的重要性。 总之，经过系统的纳米机械表征，本文深入分析了2DWPN-1与NWPN-1之间的机械性能差异，进而成功制备了新型编织拓扑材料。这一研究为未来开发具有特殊性能的功能材料提供了新的思路，并推动了材料科学领域在拓扑设计和性能优化方面的进步。通过这种创新性的材料设计，未来的研究有望在柔性电子器件、生物医学传感器等多领域实现更广泛的应用，推动相关技术的发展与进步。【科学图文】图1：标记为2DWPN-1的二维瓦普材料（2DWPN）的示意图。图2：NWPN-1和2DWPN-1拓扑形成机制。图3：原子级薄2DWPN-1薄片的制造和表征。图4：二维瓦普材料（2DWPN-1）晶体的低温低剂量高分辨透射电子显微镜（HRTEM）图像。图5：2DWPN-1和NWPN-1的机械性能研究。【科学结论】本文的研究揭示了将分子编织技术应用于二维材料领域的巨大潜力，特别是在纯有机体系中构建精确编织拓扑结构的可行性。通过配位B&minus N键驱动的编织聚合反应，研究人员成功合成了无瑕的二维编织聚合物网络（2DWPN），并通过X射线衍射和低温电子显微镜技术对其结构进行了详细表征。这一成果不仅展示了二维编织材料在材料科学中的新进展，还突破了自由悬挂二维单层的制备难题，为二维材料的研究和应用开辟了新方向。此外，本文的研究还突出了编织拓扑结构在材料性能调控中的独特优势。编织结构能够有效分散应力，增强刚性晶体的柔韧性，这一发现为设计具有优异机械性能的二维材料提供了新的思路。同时，通过调节配位B&minus N键的角度来精确控制文献详情：Xiao, D., Jin, Z., Sheng, G. et al. Single crystals of purely organic free-standing two-dimensional woven polymer networks. Nat. Chem. (2024). https://doi.org/10.1038/s41557-024-01580-3