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本發明公開了一種巰基改性磁性 MOFs 吸附劑及其方法和應用，其制備方法包括如下步驟:(1)采件溫和，成本低廉、操作簡便;本發明制備的磁性 MOFs 吸附劑對水體中金屬離子的去除具有吸附速度 快、吸附容量大、選擇性好等優勢。

近年來，一類新型多孔材料--- 配位聚合物【也稱金屬有機骨架（MOFs）】的研究得到迅猛發展， 已成為化學和材料科學領域的研究熱點，正從基礎研究過渡到實際應用。這類材料具有晶態網絡結構，    容易可控合成，比表面積大，孔隙率高，結構多樣可調，性能獨特，在吸附、分離、催化等領域具有極    大應用前景。我們發展了這類材料的設計合成方法，對其性能進行了有效調控，獲得了多例具有良好穩    定性和特殊孔性質的新    MOFs，這些材料在氣體分離、氫氣和甲烷儲存、成膜及膜分離、綠色催化等方面表現出良好的性質，具有極大應用開發價值。應用開發價值應用開發價值應用開發價值

開發一種簡單的合成策略，制備具有高活性的酶@MOFs生物雜交材料。該方法的關鍵在于添加了能夠作為“形貌調制器”的聚多肽-聚谷氨酸（γ-poly-L-glutamic acid, PLGA)。PLGA是一種陰離子生物聚多肽，不僅可通過靜電組裝方式調控酶的表面電荷進而加速酶@ZIF-8雜交材料的形成，而且PLGA直鏈上豐富的羧基基團可與金屬離子競爭配位，原位裁剪出具有不同形貌和孔徑尺寸的酶@ZIF-8納米結構（圖1A）。研究表明不同的納米結構對于雜交材料的活性有重要影響，其中設計的介孔2D酶@ZIF-8納米片結構由于具有更短的底物擴散路徑和更大的孔道尺寸，極大提高酶活性位點的利用率，因此得到的MOFs雜交材料具有優異的生物活性。基于提出的合成策略，研究人員還建立一個 MOFs“人造細胞”，通過酶級聯反應模擬細胞內的信號轉導（圖1B）。該人造細胞對葡萄糖具有雙重光學（熒光和比色信號）響應，兩種光學信號都與葡萄糖濃度成正比，并且在兩個互補的濃度范圍內靈敏。

提出一種半胱氨酸增強的仿生封裝策略，可快速、高效地將不同表面化學性質的蛋白質和酶封裝在MOFs內。這種增強的封裝策略靈感來源于生物體內金屬巰基蛋白對金屬離子的富集作用，半胱氨酸，聚乙烯吡咯烷酮和蛋白質形成類似于金屬巰基蛋白模型的自組裝體可促進金屬離子在蛋白質周圍富集，加速MOFs的預先成核 。研究發現封裝的蛋白質和酶可維持其自然構象，而MOFs保護層對酶的緊密結構限制作用可大大提高酶在極端環境下（e.g. 水解試劑、高溫和化學溶劑等）的生物活性。最后，這種仿生的封裝策略在生物儲存、酶級聯催化和生物傳感等多方面的應用也得到驗證。

化學學院歐陽鋼鋒教授團隊揭示封裝模式是如何影響酶@MOFs的生物功能，并提供一種新的策略可制備具有高生物活性的酶@MOFs材料。研究人員以6種工業用途廣泛的酶為模型（括葡萄糖氧化酶(GOx)、細胞色素C (Cyt C)、辣根過氧化物酶(HRP)、過氧化氫酶(CAT)、尿酸氧化酶(UOx)和乙醇脫氫酶(ADH)），研究了它們原位封裝于ZIF-8空腔后的活性轉化。研究結果發現部分酶可保持較高的生物活性，但另一部分酶活性則嚴重下降甚至完全失活。接著，研究人員通用過系統的表征手段發現酶的活性轉化與其封裝模式密切相關：1）在基于酶誘導ZIF-8成核驅動的快速封裝模式中，得到的酶@ZIF-8保持較高的生物活性；2）在ZIF-8自然成核的共沉淀緩慢封裝模式中（此過程中酶不參與ZIF-8成核），由于過量配體（2-甲基咪唑）的去折疊效應和競爭配位，得到的酶@ZIF-8趨向于失活（圖1A）。有趣的是，這兩種封裝模式與酶的表面電荷性質有關。研究人員通過酶表面氨基酸殘基的化學修飾調節酶的表面電荷，可實現酶@ZIF-8封裝方式的有效調控，進而改善酶@MOFs的生物活性。接著，研究人員探討了改善后的酶@MOFs（Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8）在生物傳感領域的應用。我們首先可以利用Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8對H2O2進行可視化傳感。谷胱甘肽(GSH)是一種生物硫醇，與糖尿病、肝病、白內障、阿爾茨海默病和帕金森病等多種病癥相關。H2O2可氧化GSH進而影響酶@MOFs的H2O2傳感性能(圖1B)。鑒于這一原理，我們建立了一種GSH的可視化酶@MOFs傳感平臺，并具有較高的檢測靈敏度和較寬的線性范圍（圖1C）。與單酶催化相比，多酶催化級聯反應是生物體內一類重要的化學轉化過程，在生物信號轉導和代謝途徑中起著關鍵作用。研究人員將多種酶（GOx和HRP）共封裝于MOFs（簡稱ECMN，圖1D），模擬細胞內級聯催化過程；同時，可以通過調控酶的封裝模式，提高ECMN的級聯催化性能（圖1E），并實現葡萄糖的高靈敏、可視化檢測? 此外，研究團隊從封裝策略及應用兩方面總結了酶@MOFs的最新研究進展：重點介紹了MOFs孔徑結構和酶生物界面與金屬離子的相互作用對酶封裝效率的影響及影響酶活性轉化的關鍵因素；并展示了酶@MOFs在生物傳感、催化和納米催化治療等領域的前沿應用。

一種高效保溫隔熱材料 SiO2 納米多孔氣凝膠，美國已將類似的材料用于航天飛機。 這種性能優異的新型保溫隔熱隔聲材料，其纖細的多孔網絡結構使之具有極低的固態熱 傳導以及氣態熱傳導。在常溫常壓下熱導率可低達 0.02W/（m?K），是當前熱導率最低的 固態材料。它不僅根據熱導率推算，一塊不到一寸厚的 SiO2納米多孔氣凝膠，相等于二 十至三十塊普通玻璃或 15cm 厚度的混凝土墻體的隔熱功能。鑒于目前建筑材料的隔熱 性能差,僅上海的建筑能耗占總能耗的 25.4%，因此有關專家呼吁應大力推廣各類保溫隔 熱輕質材料，SiO2納米多孔氣凝膠以其優異的保溫隔聲性能有望成為一種環保型高效保 溫隔聲輕質建材。另外 SiO2納米多孔氣凝膠還具有透光性，可以有效地透過可見光，同 時可以高效地阻隔紅外輻射，因此，用于建筑物可以很好地兼顧采光和節能。

成果描述：70%的中草藥中含有單寧(又稱鞣質)。它們的負面作用突出體現在兩個方面：一是導致中藥制劑渾濁沉淀，降低其藥效和品質，如單寧是影響丹參注射液澄明度的主要因素；二是對人體產生毒副作用。目前除去藥用植物中單寧的方法在除去單寧的同時，大量的有效成分也同時被除去；有些方法還將引入其他雜質，使產品的質量降低。因此，中藥制劑中單寧的選擇性去除是中藥制劑工藝過程中的一個世界性難題。 由家畜動物皮制備的膠原纖維吸附材料對單寧的吸附具有專一性，而對低分子酚類化合物及其它非單寧成分的吸附量非常低。而且，通過化學改性還能進一步調控其吸附能力和吸附選擇性，從而制備出了系列的適合于不同應用領域和范圍的單寧吸附材料。將所制備的吸附材料用于單寧和與其結構最相似的中藥有效成分（各種黃酮、異黃酮類化合物及黃岑甙、綠原酸等）的吸附時，單寧的吸附率為100%，而有效成分的吸附率＜5%，大大超過國內外已到達的水平。 膠原纖維吸附材料無毒、純天然，在國內外具有領先和獨創性，已獲得國家發明專利（“膠原纖維吸附材料及其制備方法和對單寧的吸附與分離”，專利號：ZL021341737）。市場前景分析：中草藥提取物和制劑中鞣質的高選擇性去除，天然產物有效成分如黃酮、有機酸和生物堿等的分離純化。與同類成果相比的優勢分析：單寧的吸附率為100%，而有效成分的吸附率＜5%，大大超過國內外已到達的水平。國際先進。

70%的中草藥中含有單寧(又稱鞣質)。它們的負面作用突出體現在兩個方面：一是導致中藥制劑渾濁沉淀，降低其藥效和品質，如單寧是影響丹參注射液澄明度的主要因素；二是對人體產生毒副作用。目前除去藥用植物中單寧的方法在除去單寧的同時，大量的有效成分也同時被除去；有些方法還將引入其他雜質，使產品的質量降低。因此，中藥制劑中單寧的選擇性去除是中藥制劑工藝過程中的一個世界性難題。 由家畜動物皮制備的膠原纖維吸附材料對單寧的吸附具有專一性，而對低分子酚類化合物及其它非單寧成分的吸附量非常低。而且，通過化學改性還能進一步調控其吸附能力和吸附選擇性，從而制備出了系列的適合于不同應用領域和范圍的單寧吸附材料。將所制備的吸附材料用于單寧和與其結構最相似的中藥有效成分（各種黃酮、異黃酮類化合物及黃岑甙、綠原酸等）的吸附時，單寧的吸附率為100%，而有效成分的吸附率＜5%，大大超過國內外已到達的水平。 膠原纖維吸附材料無毒、純天然，在國內外具有領先和獨創性，已獲得國家發明專利（“膠原纖維吸附材料及其制備方法和對單寧的吸附與分離”，專利號：ZL021341737）。