# 精密光谱科学与技术领域
01 实现高灵敏和高鲁棒性的中红外上转换光谱测量
在中红外光谱中,提升探测灵敏度、降低噪声对测量的影响并避免扫描结构对中红外光谱至关重要。精密光谱科学与技术国家重点实验室武愕研究员团队利用基于量子关联的波长-时间映射方案实现了具有单光子探测灵敏度的中红外上转换光谱测量,无需依赖于光谱仪、干涉仪或阵列型探测器,有效降低噪声对测量的影响,为样品非破坏性检测提供新方法。研究成果以“Mid-infrared single-photon upconversion spectroscopy enabled by nonlocal wavelength-to-time mapping”为题发表于Science Advances。
原文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl3503
02 揭示光诱导无机双分子反应形成C-H键超快动力学
精密光谱科学与技术国家重点实验室吴健教授研究团队在光诱导分子超快反应动力学研究中取得重要进展。实现激光诱导无机双分子反应形成C-H键超快动力学的精密测量与相干调控,揭示最简单的从无机到有机的星际化学反应机制,为分子间相互作用形成新化学键的有效调控提供新方法。研究成果以“Ultrafast photoinduced C-Hbond formation from two small inorganic molecules”为题发表于著名期刊Nature Communications。华东师范大学为第一单位, 吴健教授、张文斌研究员、倪宏程研究员为论文通讯作者,博士研究生姜哲俊为论文第一作者,博士研究生姜哲俊和黄昊分别主导论文的实验和理论研究。
原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41467-024-47137-3
03 在拓扑磁体中发现三维范霍夫奇点
精密光谱科学与技术国家重点实验室袁翔教授研究团队利用自主搭建的强磁场红外光谱系统在拓扑磁体EuCd2As2中发现了三维范霍夫奇点。通常,范霍夫奇点被认为仅存在于一维和二维系统中,在三维系统中十分罕见,少数的例子也往往是在准二维的层状三维晶体中。研究团队的这一工作发现了严格的三维外尔半金属系统中也允许存在范霍夫奇点。研究成果以“The discovery of three-dimensional Van Hove singularity”为题发表于Nature Communications,博士研究生吴闻彬和施泽平为论文的共同第一作者,袁翔教授为论文通讯作者。
原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41467-024-46626-9
04 实现单次多幅超快复振幅光学成像
相位作为光场的一个重要分量,承载了许多强度成像无法揭示的独特信息,对于理解和分析物体的内部结构和性质至关重要。然而,传统的超快光学成像技术大多无法同时获取强度和相位信息,这严重限制了对超快动态过程的全面理解。精密光谱科学与技术国家重点实验室张诗按教授领导的联合研究团队巧妙地将压缩感知原理、相干调制成像与时空偏转成像深度融合,提出了一种可以同时实现定量超快强度和相位成像的压缩感知型相干调制超快成像技术。该研究成果发表于物理学顶级期刊Physical Review Letters,共同第一作者为博士研究生金诚挚和之江实验室徐英明博士,通讯作者为齐大龙研究员和张诗按教授。
原文链接:
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.173801
05 构建全光量子态远程克隆协议
在量子信息领域,借助量子纠缠态实现的量子态远程克隆协议是重要的量子信息协议之一。精密光谱科学与技术国家重点实验室荆杰泰教授研究团队利用高增益低噪声的光学参量放大器和光学分束器网络在实验上成功实现了全光学的量子态远程克隆协议。实验结果表明,通过全光量子态远程克隆协议,两个在空间上分离的用户同时实现了对初始量子态的克隆,并且克隆保真度超过了相应的经典极限。此外,该协议可实现宽带量子态远程克隆,展示了该体系的高容量优势。该研究成果发表在国际知名学术期刊Physical Review Letters,共同第一作者为娄彦博研究员和博士研究生吕颖慧,通讯作者为刘胜帅研究员和荆杰泰教授。
原文链接:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.160803
# 化学科学领域
01 揭示分子结的机械化学性能特征
分子结广泛存在于高分子和生物大分子中,并显著影响它们的物化性能。但限于其结构复杂性,分子结的机械性能研究鲜有报道。化学与分子工程学院张敏研究员联合David A Leigh(李大为)特聘教授和曼彻斯特大学Guillaume De Bo教授报道了分子水平上反手结(overhand knot)的机械断裂机制,证实结结构能显著削弱分子链的机械性能,对高分子聚合物和其他含有分子结结构的体系的研究具有重要指导意义。相关研究成果以华东师范大学为第一单位发表于Nature Chemistry杂志。
原文链接:
02“绿色分子编辑”:四重重排反应实现多个化学键的精准断裂与重组
化学键的断裂和形成是化学变化中最基本的过程,如何精准控制多个化学键断裂与形成一直是化学领域中的挑战。化学与分子工程学院刘路教授研究团队利用“绿色分子编辑”技术,通过光催化,依次发生4次重排反应,实现了4根化学键的选择性断裂和5根化学键生成,高效合成二烯化合物,该项研究成果对新药物、农药以及材料的开发具有重要意义。相关成果以“Stereoselective Synthesis of Polysubstituted Conjugated Dienes Enabled by Photo-driven Sequential Sigmatropic Rearrangement”为题于4月8日在线发表于Angewandte Chemie International Edition期刊上。
原文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202400805
# 数学科学领域
01 证明广义球之间全纯逆紧映射的间隙现象一般地存在
数学科学学院吴瑞聪研究员与其合作者上海交通大学高云副教授最近建立了一个簇新的全纯映射超平面限制定理,用于研究广义球之间的全纯逆紧映射。除了成功确立单位球间隙猜想中的间隙的一般存在性,也同时把间隙现象推广到广义球上。相关研究成果于3月1日以“A hyperplane restriction theorem for holomorphic mappings and its application for the gap conjecture”为题发表在Mathematische Annalen。数学科学学院吴瑞聪研究员为通讯作者。
原文链接:
https://link.springer.com/article/10.1007/s00208-023-02604-y
# 生命科学领域
01 超声控制的细胞“生物炸弹”精准攻击肿瘤
生命科学学院叶海峰研究员团队提出了一种创新的肿瘤治疗手段——利用超声波控制的细胞“生物炸弹”,对肿瘤发起精准攻击。该团队采用声遗传学的策略,即利用超声波控制细胞行为的一种技术,设计构建了一种基于温敏型转录抑制因子TlpA39的超声调控的基因表达系统(SINGER),携带该系统的工程化细菌可以在超声波的刺激下,局部升温到39摄氏度,即可精确地启动特定基因的高效表达。超声控制的工程细菌疗法有望开辟精准医疗的新天地,为患者提供更精准、更安全的治疗选择。在不久的将来,超声控制的细胞“生物炸弹”有望成为抗击肿瘤的有力武器,为广大癌症患者带来新的曙光。该研究成果于4月11日在Cell Reports Medicine 杂志上发表。
该设计图描绘了超声波刺激工程细菌在肿瘤组织内局部产生并释放治疗蛋白抗肿瘤的作用过程
原文链接:
https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(24)00182-4
新闻链接:
02 发现洞穴苔藓植物光苔具有RNA编辑能力
光苔是以洞穴为主要生境的一类地钱纲植物,在弱光下有发光特征,目前只有一个科一个属,全世界只有12个种,大多是稀有和保护物种。基于复杂叶状体的全面取样,通过对产于广西洞穴的野生材料进行无菌培养和基因组测序以及相关实验分析,生命科学学院朱瑞良教授、赵琼研究员团队发现光苔具有丰富的C-to-U RNA编辑位点,并且证实光苔同时具有大量PPR编辑因子,包括251个DYW型PPR蛋白。研究人员推测光苔显著的RNA编辑能力可能是随着DYW型PPR编辑因子的出现而获得,并提出了二种假说。这些发现有助于深入了解陆地植物RNA编辑的进化模式。随着光苔人工培养体系的建立和后续光苔全基因组序列的发表,光苔有望成为进一步研究陆生植物RNA编辑的一个理想的模式植物。该研究成果于4月在著名植物学期刊New Phytologist上发表。
原文链接:
https://doi.org/10.1111/nph.19750
新闻链接:
https://www.ecnu.edu.cn/info/1094/66012.htm
# 生态环境科学领域
01 植物也能“穷则思变”:揭示自然界中植物的生存智慧
生态与环境科学学院、浙江天童国家野外台站沈国春教授研究团队发现,植物也会“穷则思变”。在竞争激烈或复杂环境中,处于劣势的植物(“穷”),会展现出更高的功能性状可塑性(“变”),主动求变来应对困境。这一新发现揭示了植物界的生存策略与智慧,即面对挑战时,它们能够灵活调整自身性状,尤其是细根性状,以提高生存机会。该研究成果已在Nature Communications上发表,为我们更深入地理解植物的生态适应性提供了重要线索。
幼苗实验设计图
原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41467-024-47295-4
新闻链接:
https://rmtzx.sciencenet.cn/mixmedia/a/202404/07/WS66124b8ae4b0f632f266d153.html
# 药学领域
01 新型药物递送
药学院朱书雷副研究员和化学与分子工程学院吕伟研究员、余家会研究员进行合作,优化了一种新型linker-payload平台。传统PABE连接子无法释放pKa值>9.2的羟基载荷。在该连接子中,即使pKa值高达15.17的苯乙醇也能从中快速解离,半衰期不超过15分钟。该系列连接子已成功应用于ADC、PDC系统。相关成果发表于著名药学期刊Journal of Controlled Release上(2024, 369, 622-629),博士生姜星为第一作者,朱书雷副研究员和余家会研究员为通讯作者。相关技术已申请国家发明专利,实现成果转化。
相关前药的结构以及释药机制
原文链接:
https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2024.04.019