生物无机化学研究进展
生物无机化学研究进展
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生物无机化学研究进展生物无机化学研究是一个涉及到生物、化学、物理等多个学科的领域,旨在研究生物体内无机化合物在生命活动中的作用及相互作用。
近年来,随着科技的不断发展,生物无机化学研究也得到了飞速的发展,走向了更为深入的领域,取得了一系列重要的进展。
一、生物无机化合物的鉴定及作用研究近年来,科学家们利用先进的仪器设备,探测到了很多新型的无机化合物,如量子点、石墨烯氧化物等,并对其作用进行了深入的研究。
其中,研究发现石墨烯氧化物具有较好的光合成作用和催化水分解反应能力,这为太阳能电解水制氢技术的发展提供了新的途径。
此外,还有不少生物功能分子在不同环境中表现出特定的针对性作用,如对二氧化碳、氧气等气体的催化作用等。
这些研究深入揭示了生物无机化合物的作用机理,为未来的研究提供了重要的思路及理论基础。
二、生物制备无机纳米材料生物制备无机纳米材料是一种新兴的无机纳米材料制备方法,即通过生物交互作用促进无机晶体的生长和组装,通过生物体内调控无机纳米粒子的大小和形态。
此方法不仅可以制造出无与伦比的特定形状和大小的无机纳米颗粒,而且使用环境友好、易于放大。
例如,用微生物培养出的无机纳米晶体,既可以作为材料学领域的重要实验材料,也有着很广泛的跨学科应用,如生物医学领域、工业生产等。
三、生物灵感制成功能材料生物灵感(biomimetic)制成功能材料,也是近年来生物无机化学领域的一个研究热点。
通过从生物体内找到生物大分子中的特定组成结构和功能,实现人造材料对环境的感应、响应、传输和转化等特殊能力。
如研究发现大多数哺乳动物的眼睛利用的是有结构的蛋白质重复单元来实现色彩的识别,科学家们通过模拟复制这些结构,成功地将模拟器件应用于色彩显示技术中。
此外,生物灵感制成的超支化物质及表面改性材料等也有着广泛的应用前景。
四、新型功能药物研究随着对生物无机化学研究的深入开展,科学家们从无机生物体内发现了大量具备成为新型功能药物开发原型的病毒、酶及其它生物分子。
生物无机化学的前沿问题
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生物无机化学的前沿问题生物无机化学是化学和生物学的交叉学科,是研究生物体内无机物质与生命过程之间相互作用、调节、转移及功能的化学基础。
它是现代生命科学的重要组成部分,对于深入了解生命体系、阐明其运作机制、探索生态学、环境保护、食品安全等方面具有重要价值。
本文将分析生物无机化学的前沿问题,包括生物元素的结构功能、离子通道、金属蛋白质、生物无机材料等方面。
一、生物元素的结构功能生物元素包括近30种元素,构成了生命体系中的化学元素组成。
它们在生命体内发挥干细胞分化、DNA复制、ATP合成、信号传递等许多重要生理过程中的基本作用。
生物元素的结构功能问题是生物无机化学的基础问题之一。
生物元素的结构功能关系的解析对于揭示生命的本质有着关键的作用。
生物元素的结构功能研究主要集中在氧化还原作用、配位作用、交联作用等方面。
二、离子通道离子通道是细胞膜上的蛋白质聚集体,是通过大量离子通道试验研究得来的,主要用于控制神经、心肌细胞和许多其他细胞类型中离子通量的选择性。
近年来,通过结构生物学、化学生物学等方法,人们对离子通道的结构和功能研究取得了一系列重要进展。
离子通道可以协助细胞膜的质子转移、离子的传输、离子流的荟萃,离子通道在感受到外部信号后可以响应并产生生物和神经反应,产生复杂的行为。
三、金属蛋白质金属蛋白质是蛋白质与金属离子紧密结合的化合物,具有神经生物学、调节、传输、光合作用等生理功能。
金属的种类不同会导致金属蛋白质的结构和功能发生变化。
在对金属蛋白质的研究中,人们提出了一些新的思路,例如利用具有高金属亲和力的代价的分子,抑制蛋白质的活性,从而用于药物设计。
这对于基于蛋白质的药物设计、生物材料的制备给出了新的思路,产生了重要的理论和实践意义。
四、生物无机材料生物无机材料是生物体与无机物质相互作用形成的新的化合物,如钙化、骨化等都是生物无机材料的典型例子。
生物无机材料具有优良的材料性能,如高强度、耐腐蚀、抗老化等特点,常用于制备高性能材料。
无机化学领域中的新进展
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无机化学领域中的新进展无机化学是化学学科中的重要分支,它研究的是无机物的物理、化学性质和其在生命体系、环境等各个领域中的应用。
近年来,随着科技的不断进步,无机化学领域中也涌现出了一些新的进展和应用。
本文将从四个方面介绍无机化学领域中的新进展。
一、金属-有机框架(MOF)材料的研究金属-有机框架材料是一种多孔性材料,由金属离子、有机配体和水分子等组成。
它们具有巨大的表面积、可调控的结构和化学活性,被广泛应用于气体吸附、分离、催化、传感等领域。
近年来,研究人员通过调控金属-有机框架材料的结构、组成和表面性质,不断地优化其性能,并将其应用于新的领域。
例如,研究人员将金属-有机框架材料与生物分子结合起来,用于分离和纯化生物分子。
他们发现,金属-有机框架材料可以通过与生物分子特异性的作用,对混合蛋白质进行分离和纯化,从而使得这一过程具有更快速、更高效、更经济的特点。
此外,研究人员还将金属-有机框架材料用于制备新型的光催化剂。
他们通过改变金属-有机框架材料中的金属离子和有机配体,设计出了具有可蓝移和红移发光性质的金属-有机框架材料,并用于太阳能光催化分解有害有机物质。
二、铁催化反应的应用近年来,铁催化反应受到研究人员的广泛关注。
与传统的贵金属催化反应相比,铁催化反应有着催化剂便宜、容易获取等优点,并已被应用于许多有机合成和化工领域。
例如,研究人员利用铁催化法制备了代表性的杂环化合物,如吡咯、吡唑和噻吩等。
这些杂环化合物具有广泛的生物活性和应用价值,并在医药、农药等领域中得到了广泛应用。
此外,铁催化法还可以用于制备化学品中一些重要的功能性单体,这些单体具有非常广泛的应用,如聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯和聚氨酯等。
三、新型染料敏化太阳能电池技术太阳能电池是当前可再生能源领域中的重点研究领域之一,而新型染料敏化太阳能电池技术的发展受到越来越多的关注。
新型染料敏化太阳能电池由染料分子、半导体纳米晶和电解质等组成。
染料分子吸收可见光并转化为电子,电子通过半导体纳米晶进入电解质,经过电子传输和回流形成电流输出。
生物无机化学学术会议(一)2024
![生物无机化学学术会议(一)2024](https://img.taocdn.com/s3/m/f13ea9e80129bd64783e0912a216147916117e66.png)
生物无机化学学术会议(一)引言概述:生物无机化学学术会议(一)是一个重要的学术盛会,旨在促进生物无机化学领域的学术交流与合作。
本次会议将聚集来自世界各地的专家学者,共同探讨生物无机化学领域的最新研究成果和前沿技术,推动该领域的发展和应用。
正文:1. 生物无机化学的基础理论1.1 生物无机化学的概念与发展历程1.2 生物无机配合物的形成与结构分析方法1.3 金属离子对生物体的生物活性与毒性影响1.4 生物无机化学反应机制的研究进展1.5 生物无机金属酶的催化机制与应用研究2. 生物无机化学在药物设计与开发中的应用2.1 金属药物的设计与合成2.2 生物无机化学在药物靶点的筛选与优化中的应用2.3 生物无机金属配合物作为抗癌药物的研究进展2.4 生物无机金属配合物在抗菌药物开发中的应用2.5 生物无机金属配合物在神经科学研究中的应用3. 生物无机化学在环境保护与资源利用中的应用3.1 生物无机金属配合物在环境污染物检测与治理中的应用3.2 生物无机金属配合物对重金属污染的修复效果3.3 生物无机金属配合物在催化剂研究中的应用3.4 生物无机化学对新能源开发的贡献3.5 生物无机金属配合物在材料科学中的应用4. 生物无机化学与生物医学工程4.1 生物无机材料在生物医学中的应用4.2 生物无机金属配合物在仿生学中的应用4.3 生物无机化学对生物体免疫系统的影响4.4 生物无机化学在组织工程与再生医学中的应用4.5 生物无机金属配合物在生物材料界面的作用研究5. 生物无机化学的未来发展趋势与挑战5.1 生物无机化学与人工智能的结合5.2 生物无机化学在药物递送系统的应用研究5.3 生物无机金属配合物的可持续制备方法5.4 生物无机化学对环境污染与健康问题的解决5.5 生物无机化学在纳米医学与微创介入中的应用总结:生物无机化学学术会议(一)的召开将推动生物无机化学领域的发展与应用,促进跨学科间的合作与交流。
无机化学的新进展与应用前景
![无机化学的新进展与应用前景](https://img.taocdn.com/s3/m/55d86ab6cd22bcd126fff705cc17552707225e3d.png)
无机化学的新进展与应用前景无机化学是化学的基础学科,从化学元素的基本性质开始,研究原子、分子、化合物之间的相互作用和转化过程。
作为化学科学中最古老、最综合、最基础的分支学科之一,无机化学在社会的各个领域都有广泛的应用。
近年来,人们对于无机化学的研究和应用也在不断的发展,取得了许多令人瞩目的新进展。
1.氧化物的研究氧化物的研究一直是无机化学研究的热点之一。
在新能源和环境保护领域,氧化物作为贵重金属、有机催化剂及其它高性能材料的控制骨架,具有重要的应用前景。
然而,氧化物的高温、高压和反应热难以控制,同时其物理性质和电子性质受晶体结构、晶面和界面影响很大,因此,对于氧化物在不同结构和配合物中的电子结构、反应机理及应用前景的研究具有非常重要的意义。
2.光电磁材料的研究随着科学技术的快速发展,光电磁材料研究已经成为了无机化学中非常关键的领域之一。
这些物质广泛应用于发光二极管、光电池、光纤通信及太阳能电池等各种高科技领域。
此外,光电磁材料的研究有助于理解光电子的基本行为和光学性质,预示着未来在光电子与器件领域可能出现的新突破。
3.金属有机框架材料的研究金属有机框架材料是一类新型有机-无机杂化功能材料。
具有小孔径、高孔密度、可调反应活性、稳定的骨架结构等优良特性,因此在气体吸附、分离、储氢、催化、光电催化、药物分子控制释放和传感识别等领域具有广泛的应用前景。
近年来,对金属有机框架材料的研究和应用也取得了一系列的进展,如发现了新型具有双重环醚结构和多重酸碱功能的金属有机框架材料等。
总而言之,无机化学的新进展与应用前景十分广泛。
随着科技的发展和科学家们的努力,我们相信无机化学的新发现和新应用将会不断涌现。
这将为人类的未来发展带来源源不断的动力与活力,为我们的生活带来更多惊喜和惊艳。
生物无机化学与生物矿物质
![生物无机化学与生物矿物质](https://img.taocdn.com/s3/m/392cc6cecd22bcd126fff705cc17552706225e56.png)
生物无机化学与生物矿物质生物无机化学是研究生物体内元素及其化学结合形式的学科。
生物无机化学中的生物矿物质又是指生物体内一些必需元素的化合物。
这些元素和化合物对于生命的生存和发展至关重要,因此在人类的健康、医学与环境保护中具有很大的影响。
一、生物矿物质的类别生物矿物质的种类繁多,大概可以分为以下几类。
1. 离子型矿物质离子型矿物质包括人体内的钙、镁、钠、钾、氯和磷等。
它们存在于细胞膜、体液和骨骼中。
2. 基质型矿物质基质型矿物质是一种广泛存在于骨骼和牙齿中的矿物质。
这些矿物质主要由流体和有机物构成。
水是其主要成分,其次是胶原蛋白和琥珀酸等有机物。
3. 微量元素微量元素包括维生素、铁、锌、铜、锰、硒等元素。
这些元素虽然只需体内微量,但对人体的生物学功能至关重要。
二、生物无机化学的意义生物无机化学与生物矿物质的研究对于防治疾病、促进人类健康和环境保护至关重要。
具体来说,它的意义体现在以下三个方面。
1. 健康生物无机化学对于人们的健康具有重要的意义。
人体需要各种矿物质来保持机体正常运转。
例如,含有丰富钙质的牛奶可以预防骨质疏松症;铁质可以预防因贫血导致的疾病等等。
基因探究结论也说明,缺乏微量元素可以增加人类患病的风险。
2. 医学生物无机化学与生物矿物质研究的成果已经逐渐在医学上被应用。
例如,生物矿物质的缺乏和摄入过量都可能引起许多疾病。
生物无机化学和生物矿物质的研究为临床医学等相关领域提供了很强的理论支持。
3. 环境保护生物无机化学的研究对于环境保护也非常重要,因为现代人类的生活方式导致环境中存在许多有害物质,污染环境对人类健康安全产生了极大的威胁。
生物矿物质可以用于环境检测,检测出环境中的污染物质。
同时,生物矿物质的研究还有助于开发出减少环境污染的新技术。
三、生物无机化学与生物矿物质的研究进展随着现代化学和生物技术的不断发展,人们对生物无机化学和生物矿物质有了更深入的研究。
下面是一些近年来的研究进展。
无机化学的新进展
![无机化学的新进展](https://img.taocdn.com/s3/m/18c64c05bf1e650e52ea551810a6f524cdbfcb58.png)
无机化学的新进展一、简介无机化学是研究在无机体系中发生的化学反应和现象的学科。
随着科学技术的不断进步,无机化学也在不断发展,涌现出众多新的理论和应用。
本文将从无机材料的开发与应用、催化剂的研究、新型配位化合物的设计和合成等方面,介绍无机化学的新进展。
二、无机材料的开发与应用无机材料在生物医学、电子器件、催化剂、环境治理等领域都有广泛应用。
近年来,人们对无机材料的研究重点主要集中在纳米材料和多孔材料方面。
1. 纳米材料纳米材料是具有尺寸在1-100纳米之间的材料,具有特殊的物理和化学性质。
在无机化学中,纳米材料的合成、表征及其在催化、传感、储能等方面的应用成为研究热点。
例如,金属纳米颗粒具有较大的比表面积和丰富的表面活性位点,可用于催化反应和传感器制备。
此外,气体敏感纳米材料在气体传感和储能方面也取得了一定的成果。
2. 多孔材料多孔材料是由具有可重复的孔道结构的无机物或有机物组成的材料。
其具有高比表面积、大孔容和高孔隙率的特点,广泛应用于吸附分离、储能、催化剂等领域。
近年来,无机多孔材料如金属有机框架、无机-有机杂化材料等的研究取得了重要突破。
这些材料不仅具有高效吸附分离性能,还可用于制备高性能催化剂和电子器件。
三、催化剂的研究催化剂在化学合成、环境治理、能源转化等领域起着至关重要的作用。
近年来,通过设计新颖的催化剂结构和合成方法,提高催化剂的活性和选择性是无机化学领域的热点之一。
1. 单原子催化剂单原子催化剂是指将单个金属原子分散地负载在载体上,具有高催化活性和选择性。
传统的催化剂存在金属集中堆积和晶面同质缺陷等问题,而单原子催化剂能够克服这些问题,为化学反应提供了高效的催化性能。
通过无机化学手段合成和调控单原子催化剂的结构和性质,并研究其在催化反应中的机理,已成为无机化学研究的重要方向。
2. 金属有机框架催化剂金属有机框架材料是由金属离子和有机配体组成的晶体材料。
其具有高比表面积、可调控的孔道结构和丰富的活性位点,是一类重要的催化剂。
无机化学的研究进展
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无机化学的研究进展无机化学是化学中的重要分支之一,研究无机物质的性质、合成方法和应用。
随着科学技术的发展,无机化学领域也不断取得新的突破和进展。
本文将介绍近年来无机化学领域的研究进展,涵盖了催化剂设计、材料合成、纳米技术等方面的内容。
一、催化剂设计催化剂在化学反应中起到了至关重要的作用,能够加速反应速率、提高反应选择性和降低反应温度。
近年来,无机化学家们对催化剂的设计进行了深入研究,取得了一系列重要成果。
1.1 单原子合金催化剂单原子合金催化剂具有高度均匀的原子分布和丰富的活性位点,能够提高催化反应的效率和选择性。
通过合金化、浸渍、还原等方法,研究者成功地制备了一系列单原子合金催化剂,并在氧化还原反应、氮化反应等领域取得了显著成果。
1.2 金属有机骨架材料(MOFs)催化剂金属有机骨架材料是一类多孔的晶态材料,具有高比表面积和可调控的孔径结构,广泛应用于气体吸附、分离和催化等领域。
研究者们通过调控MOFs的组分和结构,设计、合成出了一系列高效、稳定的MOFs催化剂,并在有机合成、能源转化等方面发挥了重要作用。
二、材料合成无机化学还涉及材料的合成和性能调控,具有广泛的科学研究和应用价值。
近年来,研究者们在材料合成方面不断探索,取得了许多突破性进展。
2.1 纳米材料合成纳米材料因其独特的性质和广泛的应用前景受到了广泛关注。
无机化学家们通过控制反应条件、选择适当的模板和添加剂,成功地合成了一系列具有特定形貌和结构的纳米材料,如纳米颗粒、纳米线、纳米片等。
2.2 二维材料的制备二维材料是一类具有单原子或几原子厚的材料,具有独特的电子、光学和机械性质。
通过剥离、溶液法、化学气相沉积等方法,研究者们成功合成了多种二维材料,如石墨烯、二硫化钼等,并在电子器件、传感器等领域展现了广阔的应用前景。
三、纳米技术纳米技术是一门关注纳米尺度(10^-9米)物质性质与应用的交叉学科,与无机化学紧密相关。
近年来,研究者们在纳米技术领域开展了一系列研究,为无机化学的发展带来了新的机遇和挑战。
无机化学研究前沿
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无机化学研究前沿摘要:无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科,在近年来取得较突出的进展,主要表现在无极碳化学,无机高分子化学和纳米材料等方面。
未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透,用以解决工业生产与人民生活的实际问题。
文章就当代无机化学研究的前沿的无极碳化学做了简要阐述。
关键词:无机化学研究前沿碳化学合成及应用有人预言,21世纪是“超碳时代”。
理由是:金刚石的人工合成、碳纤维的开发应用、石墨层间化合物的研究、富勒烯(碳笼原子簇)及线型碳的发现及研究都取得了令人瞩目的进展。
这些以单质碳为基础的无机碳化学给人们展现了无限的想象空间。
而这些无机碳的应用也取得了很大的进展。
IBM日前表示将开发在碳纳米管上融合一片集成电路的器件。
该技术有望加快下一代芯片产品的面世。
美国贝尔实验室的研究小组使用富勒烯在较高温度下(117K)制造出了电阻为零的有机超导体。
一、金刚石金刚石是最硬的物料。
每个碳原子都与其它的四个最靠近的近邻形成四面体的取向,这种类型的结构能使晶体在三维空间中有很高的强度。
由于它极高的硬度,金刚石被用于切割、钻孔和研磨。
金刚石主要用于精密机械制造、电子工业、光学工业、半导体工业及化学工业。
天然金刚石稀少,只限于用作装饰品,因此人工合成金刚石正在成为碳素材料中的重要研究开发领域。
1.金刚石的合成1.1石墨转化法石墨转化法可分为静态超高压高温法和动态法两种。
常温常压下石墨转化为金刚石是非自发的,但在高温高压(由疏松到致密)下可能实现这种转化,其温度和压力条件因催化剂的种类不同而不同。
1.1.1静态超高压高温法用高压设备压缩传压介质产生3~10GPa的超高压,并利用电流通过发热体,将合成腔加热到l000~2000℃高温。
其优点是能较长时间保持稳定的高温高压条件,易于控制。
该法可得到磨料级金刚石,但设备技术要求高。
为了获得粒度较大的优质金刚石单晶,普遍采用过渡金属(Ni,Fe,Co等)及其合金作触媒,保持约5GPa的压力、1500K的温度到一定的时间,使石墨转化金刚石。
无机化学的重要应用领域研究进展
![无机化学的重要应用领域研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/dc3a0c000812a21614791711cc7931b765ce7bcd.png)
无机化学的重要应用领域研究进展无机化学作为化学科学的一个重要分支,通过对无机化合物的结构和性质的研究,在许多领域发挥着重要的作用。
本文将介绍无机化学在几个重要应用领域的研究进展,包括催化剂、材料科学和药物研发。
催化剂是无机化学中一个重要的应用领域。
催化剂是一种物质,能够加速化学反应的速度而不参与反应本身。
无机化学家们通过合成和优化催化剂,可以为许多工业过程提供高效、环境友好的解决方案。
例如,采用贵金属纳米颗粒作为催化剂,在有机合成、汽车尾气净化和能源转换等领域发挥了重要作用。
为了实现更高的催化活性和选择性,研究者们还在设计催化剂的晶体结构和表面组成方面进行了深入研究。
材料科学是另一个无机化学的重要应用领域。
无机化合物的多样性和结构稳定性,使其在材料科学中具有巨大潜力。
例如,在光电子学领域,研究者们通过控制无机材料的能级结构和光学性质,开发出了高效的太阳能电池和光电传感器。
此外,在能源存储和转换领域,利用过渡金属氧化物、固体氧化物燃料电池等无机材料的特性,研发了高效的电池和燃料电池。
此外,诸如金属有机骨架材料、纳米材料和多孔材料等无机化合物,在催化、吸附和分离等方面也表现出巨大的应用潜力。
药物研发是无机化学的另一个重要应用领域。
无机化合物在药物研发中具有独特的优势,如较高的稳定性和可控性。
例如,白金类抗肿瘤药物通过与DNA结合,抑制了癌细胞的生长与分裂,被广泛应用于临床肿瘤治疗。
此外,金属配合物和金属有机骨架材料也在传递药物和生物传感器的制备中发挥着关键作用。
研究者们还在金属探针技术和分子成像等方面,利用无机化合物的特性,开展了大量的研究。
综上所述,无机化学在催化剂、材料科学和药物研发等领域的研究进展丰富多样,为我们解决许多科学和技术难题提供了重要的支持。
随着技术的不断进步,我们相信无机化学的应用领域将进一步扩展,并为人类社会的发展做出更大的贡献。
无机化学的最新研究进展
![无机化学的最新研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/40139976ff4733687e21af45b307e87101f6f817.png)
无机化学的最新研究进展无机化学是化学中的一个重要分支领域,研究范围包括无机化合物的性质、组成、结构、合成、反应机理等方面。
随着科技的进步和生命科学的发展,无机化学的研究越来越受到人们的关注。
本文将介绍无机化学领域的几个最新研究进展。
1. 氮化硼材料的制备及性能研究氮化硼是一种重要的无机化合物,具有良好的机械性能、耐高温、化学稳定性和电性能,被广泛用于电子器件、高温结构材料等领域。
最近,研究人员在氮化硼材料的制备方法和性能研究方面取得了重要进展。
多种新型氮化硼材料的制备方法被成功开发,例如气相沉积法、高温反应法等,同时,研究人员也发现了氮化硼材料在气敏、光敏等方面的新应用。
2. 卤化物钙钛矿材料的合成与性质研究卤化物钙钛矿是一种具有优异光电性质的无机化合物,可以被用于光电器件、能源转换等领域。
最近,研究人员发现,改变卤素元素种类与比例以及阳离子种类和含量等因素,可以大大调节卤化物钙钛矿的光电性质和物理化学性质,从而有望实现对此类材料的精细调控和优化,开拓新的功能材料领域。
3. 金属-有机配合物的合成及应用研究金属-有机配合物是一类重要的无机化学材料,具有复杂的结构和丰富的化学性质,广泛应用于催化、分离、药物等领域。
最近,研究人员在金属-有机配合物的合成和性质研究方面取得了许多突破,研发出了新型高效的催化剂、分离材料和药物分子等。
同时,通过对其光电性质的研究,也有望将其应用于光电器件和光催化等领域。
4. 含氟盐酸盐材料的研究含氟盐酸盐是一类新型无机盐,具有较好的热稳定性、酸碱稳定性和光学性能,被广泛应用于功能涂料、生物医药、光电材料等领域。
最近,研究人员发现,不同结构的含氟盐酸盐在不同领域具有不同的应用前景,例如,一些分子型含氟盐酸盐可以被用于药物分子的调控,而层型的含氟盐酸盐则可以被应用于氧化亚铁的催化反应。
总的来说,当前无机化学领域的研究越来越深入,涉及的领域也越来越广泛。
上述几个领域的最新研究进展为无机化学领域的发展提供了新的思路和研究方法,有望推动无机化学材料的应用和创新。
‘无机化学发展前沿’
![‘无机化学发展前沿’](https://img.taocdn.com/s3/m/67f4fb074431b90d6d85c700.png)
无机化学发展前沿摘要: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科,在近年来取得较突出的进展,主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。
未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透,用以解决工业生产与人民生活的实际问题。
当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用,以及新的研究领域的开辟和建立。
因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。
同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透,形成许多学科的新的研究领域。
例如,生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科;固体无机化学是十分活跃的新兴学科;作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。
一、无机合成与制备化学研究进展无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科学的基础学科。
发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。
近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面:(一)极端条件合成在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。
超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。
(二)软化学合成与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化, 即温和条件下的合成或软化学合成。
由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。
而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”, 正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究领域中占有一席之地。
(三)缺陷与价态控制缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象, 也是决定和优化材料性能的主要因素。
无机化学研究进展及应用
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无机化学研究进展及应用无机化学是化学的一个重要分支。
它主要研究的是不含碳的原子组成的化合物,即无机化合物。
无机化学在许多领域中都有着重要的应用,包括材料科学、生物学和工业化学等领域。
近年来,无机化学的研究也取得了很多新的进展,本文将从三个方面来介绍无机化学的最新进展及其应用。
一、无机材料的研究与应用无机材料是无机化学的一个重要方面。
它包括金属和非金属化合物,以及其混合形式。
这些材料具有许多出色的特性,如高强度、高硬度、高导电性、高热稳定性等,因此在许多领域中都有着广泛的应用。
例如,在电子学领域中,无机材料往往用作电子元器件及半导体材料。
其中,氧化铜、氧化锌和氧化钨等材料的研究已经被广泛地用于制作光电探测器、电池等。
此外,无机材料还可以制成陶瓷和玻璃等材料,在航空航天、伦理学和汽车制造等领域中都有着广泛的应用。
二、生物无机化学的研究与应用生物无机化学是无机化学和生物学的一个交叉领域,它研究的是生物组织中不同元素的含量、结构和功能等方面。
生物无机化学的研究有助于人们了解生物体内发生的化学过程,理解细胞和分子之间的相互作用,从而为疾病治疗和医学研究等领域提供了新思路。
近年来,生物无机化学的研究主要集中在金属离子、氧化还原反应和酶促反应等方面。
其中,金属离子在生物体内担任着多种重要的功能,如酶的催化和DNA的稳定等。
因此,对金属离子分布、含量和结构的研究对于理解生命、疾病治疗和新药开发等方面都有着重要的意义。
三、环境无机化学的研究与应用环境无机化学是致力于探究自然环境中无机化合物的化学和生命过程的一个领域。
它主要研究的是无机化合物在环境中分布、传输和转化等方面的规律。
环境无机化学的研究对于环境保护和污染防治等领域具有重要的意义。
例如,在空气污染控制领域中,无机化学家可以通过对大气中二氧化氮、二氧化硫和氮氧化物等污染物的研究来帮助开发新的处理方法。
在水污染控制领域中,环境无机化学家也能够研究水中各种无机化合物的化学、生物和光化学反应等机理,从而为水污染防治提供一些新的思路。
有关生物无机化学的趋势
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有关生物无机化学的趋势目前,无机化学发展有两个明显趋势:一是在广度上的拓宽,在化学范围内与有机化学相互渗透,形成元素有机化学、金属有机化学;与物理化学学科大面积交叉而形成物理无机化学。
在化学学科范围之外,与材料科学结合,形成固体无机化学和固体材料化学;向生物化学渗透,形成生物无机化学。
另一个特点是深度的推进。
在无机化学研究中,现在广泛采用物理学和物理化学的实验手段和理论方法,深入到原子、分子和分子聚集体层次,弄清物质的结构与性能的关系,化学反应的微观历程和宏观化学规律的微观依据。
这里介绍几个与生命科学有关的无机化学前沿。
1、揭示大脑的奥秘这是当前生命科学中最前沿的研究课题。
脑功能的研究具有特殊意义,它对智力的形成和发展的研究以及智能计算机模拟研究都有十分重要的影响。
而功能性脑放射性药物的研制和在活体中的应用,将使活体内脑化学的研究发生根本变化。
在下个世纪,放射性显像技术将使人体研究革命化。
当前,放射性药物化学研究非常活跃和丰富多采,成为放射化学领域中一个最受重视和最具有生命力的分支学科。
例如锝的放射性药物的开发极大地推动了锝的基础化学研究,特别是锝的配位化学和元素有机化学的发展。
2、无机物与生物大分子关系的研究211 金属离子与生物大分子的相互作用(1)核酸与金属离子的相互作用:研究发现,金属离子与DNA作用时,不同类型的金属离子具有不同效应。
如La3+等亲磷酸基离子在极低浓度下与磷酸基结合时,能使DNA螺旋稳定,但在较高浓度下,与碱基结合而降低其稳定性。
TI()Rh()也具有类似性质。
低浓度Ni2+离子使聚(dG2dC)发生B型DNA向Z型转变。
(2)金属配合物与DNA作用:通过对顺铂和博莱霉素等抗癌配合物的作用机理研究,发现手性配合物可与B2和Z2型DNA进行选择性结合,对于锌脂蛋白结构与功能关系的研究,发现用立体障碍较大的配合物Ru(DIP)32+可作为DNA构象的灵敏探针,于是,可以把手性配合物作为顺磁驰豫试剂来研究寡核苷酸的驰豫过程。
生物无机化学中的金属离子与生物催化反应机理研究
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生物无机化学中的金属离子与生物催化反应机理研究生物无机化学是研究生物体内金属离子与生命过程之间相互作用的科学领域。
在生物体内,金属离子广泛参与到许多关键的生物催化反应中,发挥重要的功能。
本文将从金属离子在生物催化反应中的作用机理以及相关研究进展进行探讨。
一、金属离子的生物催化反应机理1. 金属离子的催化活性金属离子在生物催化反应中起到重要的催化作用。
金属离子具有独特的催化活性,与其电子结构以及配位环境有关。
例如,一些金属离子如铁离子、锌离子等可以通过氧化还原反应参与电子转移反应;铜离子则可以通过配体脱质子化催化氧分子的还原。
金属离子的催化活性主要取决于其配位环境的特性,包括配位的配体、配体的取代基以及配合物的几何构型等。
2. 金属离子的配位环境金属离子在生物催化反应中通常通过螯合配位形成金属配合物。
金属离子与配体之间的配位键可以通过配体的配位数、配位键长度以及配合物的几何构型等参数来描述。
配位环境的不同将对金属离子的催化活性产生重要影响。
例如,通过改变配位配体中的配位基团,可以调控金属离子的催化选择性以及反应速率,从而实现特定的生物催化反应。
二、金属离子与生物催化反应的研究进展1. 金属离子在酶催化反应中的作用酶是一类特殊的生物催化剂,其中许多酶活性中心含有金属离子。
金属离子可以与酶的配位基团形成稳定的金属配合物,在酶催化反应中发挥关键催化作用。
例如,锌离子在碱性磷酸酶催化水解反应中起到催化剂的作用,通过稳定过渡态的形成,加速反应速率。
2. 金属离子与DNA修复的关系金属离子在DNA修复过程中扮演重要的角色。
一些金属离子如铁离子、锌离子等可以与DNA中的碱基发生相互作用,参与到DNA修复反应中。
金属离子通过与DNA中的碱基形成锚定位点,并提供催化活性,加速DNA修复反应的进行。
3. 金属离子与抗氧化作用的关系金属离子在抗氧化反应中发挥重要作用。
一些金属离子如铜离子、铁离子等可以通过催化氧分子的还原,从而抑制自由基的产生。
无机化学的应用与研究进展
![无机化学的应用与研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/ff9da4ec32d4b14e852458fb770bf78a65293a02.png)
无机化学的应用与研究进展无机化学是化学科学的一个重要分支,研究无机元素及其化合物的性质、合成方法和应用。
在近年来,随着科学技术的不断发展,无机化学在各个领域得到了广泛的应用,并取得了一系列的研究进展。
本文将重点介绍无机化学在材料科学、能源领域、环境治理以及药物研发等方面的应用与研究进展。
1. 无机化学在材料科学中的应用与研究进展材料科学是无机化学的一个重要应用领域,通过无机化学理论和合成方法,可以制备出各种具有特定功能和性能的新型材料。
例如,无机材料在光电子学领域的应用得到了长足的发展,如发光材料、薄膜材料、光学玻璃等。
此外,无机材料在催化剂、电池材料、传感器等领域也有广泛的应用。
近年来,无机材料的纳米化研究成为研究热点,通过控制材料的形貌和尺寸,可以调控其性能和应用。
2. 无机化学在能源领域的应用与研究进展能源问题一直是全球面临的重大挑战,无机化学在能源领域的应用研究也取得了令人瞩目的进展。
例如,无机材料在太阳能电池、燃料电池、储能材料等方面的应用逐渐成为研究热点。
此外,无机化学在催化剂领域的应用也为能源转化和利用提供了关键技术支持。
通过设计制备高效催化剂,可以实现能源的高效转化和利用,推动能源领域的可持续发展。
3. 无机化学在环境治理中的应用与研究进展随着环境污染问题的日益严重,无机化学的应用在环境治理中也显示出巨大的潜力。
无机材料在废水处理、大气污染治理、土壤修复等方面的应用研究得到了广泛关注。
例如,通过选择合适的吸附材料和催化剂,可以有效去除水中的重金属离子和有机污染物。
此外,无机化学在污染源控制、环境监测和资源回收等方面的应用也取得了一系列的研究进展。
4. 无机化学在药物研发中的应用与研究进展药物研发是无机化学的重要应用领域之一,无机化学方法在药物分子设计、合成和性能优化方面发挥着重要作用。
例如,配位化合物作为药物分子的载体,在肿瘤治疗、抗菌剂研发和抗癌药物传递等方面显示出广阔的应用前景。
生物无机化学进展论文
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生物无机化学研究进展摘要:本文主要叙述了生物无机化学的研究进展。
主要从对含有微量元素的蛋白的突变、结构及性质的研究;酶的模拟;无机药物化学;金属元素中毒的研究等四个方面来介绍现在生物无机化学的进展。
关键词:生物无机化学;蛋白质;螯合剂;酶;无机药物化学中图分类号:o62 文献标识码:a文章编号:1009-0118(2012)07-0207-02生物无机化学是无机化学和生物化学交叉的领域。
它的任务是研究金属与生物配体之间的相互作用,它有赖于无机化学和生物化学两门学科水平的发展。
由于研究方法的进展,使得揭示生命过程中的生物无机化学成为可能。
生物无机化学主要分为两部分:一是研究生物体本身微量元素的作用,二是研究外界微量元素对机体的影响。
一、研究生物体本身微量元素的作用(一)含有微量元素的蛋白的研究含有微量元素的蛋白是生物无机化学中偏向生物领域的研究对象,做此项研究主要依靠生物化学技术。
含有微量元素的蛋白是微量元素与蛋白质形成的配合物,与酶的区别在于含有微量元素的蛋白并不表现催化活性,但却有其他的重要功能。
现在的研究在于发现新的蛋白,确定其结构、性质。
现在热门的蛋白有硒蛋白,因为硒蛋白是硒在体内存在和发挥生物功能的主要形式。
硒的作用,主要在癌症、神经退行性疾病和病毒等方面,但结论不统一。
现在主要在探索新的硒蛋白作为预防药物开发、癌症治疗和药物筛选靶标。
如杜明等通过硫酸铵沉淀等方法,从富硒灵芝中获得了一种新的含硒蛋白,并研究了它的抗氧化活性与其硒含量间的关系。
研究发现该蛋白的抗氧化活性与其硒含量具有相关性。
另外,也有对细胞色素进行研究。
如官墨蓝等对细胞色素b5的突变体做了研究。
为了深入了解细胞色素b5的64位氨基酸对血红素辅基微环境及蛋白性质的影响,对细胞色素b5第64位氨基酸残基进行保守性和非保守性突变。
研究表明,细胞色素b5第64位氨基酸残基对稳定血红素辅基和维持蛋白的结构有重要的作用,在64位引入其他氨基酸残基使蛋白结构不太稳定。
生物无机化学的研究进展
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生物无机化学的研究进展生物无机化学是化学科学与生物科学的交叉领域,在探索生命现象中发挥着重要的作用。
近年来,随着技术的进步和理论的深入,生物无机化学研究得到了广泛关注和迅速发展。
本文将对生物无机化学的研究进展进行综述,包括生物金属离子、生物矿物质和生物无机材料等方面。
一、生物金属离子生物金属离子是生物体内的重要组成部分,对生命活动起到了关键作用。
过去人们对生物金属离子的研究主要集中在铁、锌、镁、铜等常见元素上,随着技术的进步,人们开始关注稀有金属离子如铬、钒、钼等。
研究发现,这些金属离子在生物体内扮演着重要的催化、传输、光合和抗氧化等功能。
例如,钼离子在植物中起到光合作用和固氮的关键催化剂,而钒离子则与生物体内的一些酶反应密切相关。
二、生物矿物质生物矿物质是生物体内的无机结构物,如骨骼中的磷酸钙和牙齿中的羟基磷灰石等。
研究表明,这些生物矿物质不仅具有结构功能,还对骨骼生长和体内矿物代谢起到了重要的调控作用。
近年来,研究人员还发现了一些新型的生物矿物质,如一些海洋生物中的硅酸盐和硫酸盐,它们具有特殊的物理化学性质,对生物体的生长和适应环境起到了重要的作用。
三、生物无机材料随着纳米科技的发展,生物无机材料也成为了生物无机化学研究的热点之一。
生物无机材料是指具有无机成分且具有生物功能的材料,如金属纳米粒子、无机纳米材料和石墨烯等。
这些材料在药物传递、光学传感、基因工程和能源存储等方面有着广泛的应用前景。
例如,金属纳米粒子可以用于肿瘤治疗,无机纳米材料可以用于光电转换,石墨烯可以用于超级电容器等。
综上所述,生物无机化学的研究进展涵盖了生物金属离子、生物矿物质和生物无机材料等方面。
随着科学技术的不断进步,相信生物无机化学将在未来的研究中继续发挥重要的作用,为解决生命科学和环境科学等领域的重大问题提供新的思路和方法。
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生物无机化学研究进展1.生物无机化学发展背景生物无机化学,又称生物化学或生物配位化学,是无机化学、生物化学、医学等多种学科的交叉领域。
其研究对象是生物体内的金属(和少数非金属)元素及其化合物,特别是痕亮金属元素和生物大分子配体形成的生物配合物,如各种金属酶、金属蛋白等。
其研究模式为:发现有用的生物分子→分离出来→测定结构→侧重研究它们的结构、性质、生物活性之间的关系以及在生命环境内参与反应的激励→人工合成。
生物无机化学的蕴生和发展差不多经历了半个世纪,而作为独立学科的简历,却是近30年的事情,通常人们把国际期刊《Journal of Inorganic Biochemistry》的创立作为标志。
众所周知,这个学科是在无机化学和生物学的相互交叉、渗透中发展起来的一门边沿学科。
它的基本任务是从现象学上以及从分子、圆子水平上研究金属与生物配体之间的相互作用。
而对这种相互作用的阐明有赖于无机化学和生物学两门学科水平的高度发展。
2.我国生物化学的研究状况生物无机化学在我国较早就有一些不同学科的研究者在如生物矿化等方面开展工作;但是作为一门学科的出现,似应以全国第一次生物无机化学会议(1984年,武汉)的召开为标志。
总之,从80年代初,我国从事不同学科的化学家顺应国际上这一新学科的发展,不少人纷纷转到生物无机这块园地进行耕耘。
近20年来,这些耕耘者,的确作出了不少有意义的成果,以下分几个方面作概括介绍。
1)金属离子及其配合物与生物大分子的作用金属离子与生物大分子结合后,常常会发生明显的生物化学效应。
计亮年等观察到一些金属(碱和碱土金属)氯化物和葡萄糖酸盐对葡萄糖氧化酶(GOD)的活性有激活和抑制作用。
生物大分子结合的金属离子可被不同类型的螯合剂夺取。
李荣昌等研究了牛血清白蛋白镉(Ⅱ)的这类反应,提出用竞争参数F来表征螯合剂从生物大分子金属配合物中夺取金属的能力,求得了多种螯合剂相应的F值和稳定常数。
分子识别是近年来国际上一个十分活跃的研究领域。
计亮年等合成了一系列钌的平面配体配合物与小牛胸腺DNA的作用。
杨频等选用铁(II)、镍(II)为中心;离子,以phen、bipy、dppz等为配体,合成并分离出了手性金属配合物,研究了它们与B-DNA的作用。
应用金属及其配合物对肽键的化学切割,是作为金属水解肽酶的模拟物来加以研究的。
朱龙根等发现,简单的Pb(Ⅱ)水配合物能选择性的与含蛋氨酸和甲硫半胱氨酸残基小肽中的硫原子配位,进而快速地切割它们的羧基端的肽键。
他们还发现氨基酸和二肽的配合物也能有效地水解肽键,活性配合物为双核配合物。
蛋白质的水解机理是利用金属配合物促进特定肽键的水解,以达到选择性断裂肽键的目的。
离子探针是一种研究生物体内无适当光、磁信号金属离子的结合状态的有效手段。
杨频研究组应用顺磁离子探针研究了人血清白蛋白与Gd(Ⅲ)的作用。
2)药物中的金属及抗癌活性配合物的作用机理顺铂的作用机理:60年代末期,顺铂(cis-platin)抗癌作用的发现及其临床应用,开辟了金属配合物抗癌药物研究的新领域。
顺铂抗癌作用的化学基础,如顺铂的靶分子、顺铂的跨膜机制等,至今仍是人们致力研究的课题。
王夔曾提出金属-细胞相互作用的多靶模型,为后来更多的实验事实所支持。
他用实验证实了细胞膜是细胞外金属配合物进攻的前沿,金属离子与膜分子的结合是首先发生的事件。
有机锡配合物的抗癌活性及其与DNA作用的分子机理:自80年代初,Crowe等人发现有机锡配合物有抗癌活性以来,已进行了大量合成和筛选工作。
国内胡盛志等发现,由抗癌药物5-氟尿嘧啶(5-Fu)和Et2SnCl2Phen反应制得的Et2SnCl (Phen)(5-Fu),大大增强了原产品的抗癌活性。
潘华德等合成了一系列有机锡甾醇化合物及碳环醇化合物,都具有很好的活性。
3. 稀土元素生物无机化学我国科学工作者对稀土生物无机化学、稀土生物化学和稀土毒理学进行了研究。
80年代开始从分子水平及细胞水平上开展稀土的生物无机化学研究,并已出版了专著。
钟淑琳等从茶叶中分离出含稀土的成分,认为是一种类脂和多糖结合的大分子化合物。
赵贵文等从福建稀土矿区采集到的铁芒萁植物中测得含有较高的稀土,认为该植物对稀土具有富集作用。
郭繁清等从江西赣县大田地区的铁芒萁中分离出二种含稀土的糖结合蛋白。
钟广涛等研究了牙体中的稀土含量,指出随着人们年龄增长,牙中稀土量逐渐积累;卢国埕等指出矿区居民的头发中稀土含量明显增高。
卢国埕等还报道了三氯化钇对大鼠精子的毒性,可使精子运动速度明显降低。
牛春吉等用电位滴定法,测定了在接近体液条件下的稀土-氨基酸二元、三元及多元配合物溶液中的稳定性,并用数学模型方法计算了当有稀土等金属离子存在下,其物种的分布。
4.金属离子与细胞的作用同一般物质跨膜传递的特征一样,细胞与重金属配合物传递的方式可分为三类:主动运送、被动扩散和细胞的吞吐作用。
主动运送是膜上载体蛋白将物质逆电化学梯度从低浓度侧经过膜运送到高浓度的过程。
这一过程需要能量的供给才能实现,其能量来源于ATP的水解。
被动扩散是顺物质浓度梯度由较浓一侧向较稀一侧的运送。
这是不需要能量供给的自发过程。
某些亲水性物质,特别是金属离子或它们的配合物常常在载体或膜内通道蛋白的帮助下,顺浓度梯度进入细胞。
此类过程由于需要异性的载体,因此有选择性和饱和性。
细胞对顺铂类配合物摄入的动力学和机理已进行了不少研究。
抗肿瘤配合物顺铂和它的类似物的细胞摄入不仅与这类配合物的抗癌活性密切相关,而且与其细胞毒性、抗药性有关,对其摄入的机理仍存在争论:一方面顺铂的细胞积累与接触细胞的顺铂浓度成正比、且具有不饱和性、也不被其类似物所抑制,这些事实符合被动扩散机制;而另一些实验表明,顺铂的摄入不仅受许多药物试剂、如两性霉素B、蛋白酶A及C的激活剂、钙调蛋白的拮抗剂等的调节,而且还受胞外pH、渗透压、Na+ 及K+ 浓度的影响。
因此,顺铂的传递似乎通过某种特定的通道。
细胞膜的通透性与细胞对物质的摄取有密切关系。
卢景芬的研究表明,顺铂对人体红细胞膜的结合导致维生素C向内扩散及TEMPO向外扩散的增加;她们还利用自旋标记的顺铂等,研究了这些配合物从细胞流出的动力学,结果表明在初始阶段药物进入人体红细胞的速率是最快的,但3h后胞内铂浓度下降,这意味着流出的速率超过了进入的速率。
5.金属蛋白与金属酶细胞色素(Cyt)是一类含血红素的电子传递蛋白,在生物氧化、固氮和光合作用、以及能量转换及储存中有重要功能。
金属硫蛋白(MT)是一类低分子、富含半胱氨酸酶的金属结合蛋白,对它的研究和利用都必须进行分离提取。
黄仲贤等分离到了兔、鼠、刺猬、熊猫等哺乳动物的金属硫蛋白、鱼类和蚯蚓的金属硫蛋白以及若干植物,如凤眼莲微生物的金属硫蛋白。
王文清等研究了金属硫蛋白对汞化合物引起的红细胞溶血的抑制作用;黄仲贤等研究了Cu-MT清除·OH自由基的能力。
然而,体内清除自由基的机制很复杂,金属硫蛋白在生理过程中,是否起清除自由基的作用,尚需更直接的证据。
关于金属酶的化学模拟,1990年罗勤慧得到了第一个咪唑桥联的Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)异双核配合物单晶结构,继后唐雯霞等合成了结构类似的模拟物,。
计亮年等研究了以苯基卟啉或酞菁为母体的铁配合物的吸氧动力学,轴向配体对催化作用的影响和羟化反应机理等。
关于酶的修饰及固定化,李春华等将α-淀粉酶、糖化酶和葡萄糖异构共固定化,用于淀粉转化于果糖,取得了良好的效果。
硒蛋白和硒多糖中人体重要的功能蛋白,硒对人的健康有重要影响,国外研究已取得重要进展。
我国也开展了不少研究。
杨铭等从恩施富硒大蒜中分离出一中硒多糖。
关于金属辅酶,陈慧兰研究组设计、合成了三个系列、近30个不同烷基、反应碱基及平面配体的烷基钴西夫碱类模型化合物,测定了它们的Co-C键离解能,取得了新的结果。
6.生物矿化自然界生物利用矿物至少已有35亿年历史。
从细菌、微生物到动物、植物的体内均可形成矿物。
生物矿化的研究始于本世纪初。
近些年来我国学者也开展了这方面的研究,并已有专著问世。
崔福斋等采用X-射线分析等方法,对象牙从钠米到厘米的分级做详细的研究,结果表明象牙与人类的牙齿的牙本质相似,是由羟基磷灰石晶体和胶原纤维所组成。
然而,由于羟基磷灰石中的钙部分地被镁所取代,从而导致象牙中钙的化学环境在比羟基磷灰石晶体中的更加复杂。
他们还用扫描电镜、透射电镜和X-射线衍射等方法,研究了在硬脂酸单分子膜磷酸钙的控制结晶作用,发现当无膜存在时,磷酸八(OCP)晶体以20nm~50nm的微小晶簇混乱地从溶液中析出,且不具有择优取向。
随着生物矿化研究工作的开展,在充分比较生物矿物与纯矿物的形成过程及晶体结构的基础上,进一步认识到,有机基质及有机-无机界面的分子识别,在晶体的成核、生长以及微结构的有序组装方面起着关键作用。
邰子厚建议今后应在以下几个方面开展研究:(1)诱导分子膜作为分子膜板的定向成核;(2)利用超分子组装体系合成纳米材料;(3)微结构的构筑等。
生物矿化的研究使人们有希望获得既有确定大小、晶形和取向,又具有光、电、磁、声等功能的特殊晶体,为进一步合成优良的生物活性陶瓷、功程生物材料开辟一个新的研究天地。
7.环境生物无机化学环境生物无机化学从环境与生物体的相互作用出发,研究无机元素在环境中的存在形态、转化及其效应和人体健康的关系。
国内研究工作集中在:(1)与地方病和心血管病有关的碘、氟、铅、铬等;(2)结合动物和人体健康进行的汞、镉、铅、铜、锌、砷、铝和硒的研究;(3)结合作物生长开展的硼、锰、锌和钼的研究;(4)结合微量元素应用的潜在危害作用研究,如农用稀土研究等。
已有多部专著问世。
我国学者彭安、徐辉碧等对硒的化学开展了卓有成效的研究。
研究侧重中国低硒带与健康的关系及低硒生态环境改良途径。
另一个与环境生态有关的重大问题是稀土微肥和稀土饲料的广泛应用,会不会给人带来长期毒害,对此国家已经组织了重大基金项目进行研究。
汞是我国生态环境中突出的污染元素。
国际上存在的金矿开采和燃煤带来的污染在我国也同样存在,已引起国内外的充分重视和研究新热点。
国际公认在全球最具潜在危害性的金属有镉、汞、铅、锡、锑、银、锌等。
这些金属的形态和转化仍是我们需要切实解决的研究课题。
非金属元素碘、氟、砷对人的健康至关重要,要从必需和毒害两个方面加以研究。
在今后相当长的时期内,与地方病和区域健康有关的微量元素环境生物无机化学研究仍将是本学科研究的重点。
环境生物无机化学是一个与人类生存和生活质量密切相关的分支学科,需要给以更多的关注。
8. 小结从上述不难看出,我国生物无机化学是一个顺应国际学术潮流、刚刚发展起来的新学科、在短短的近20年期间,从不同学科转来的学者们,走进这片处女地、一面辛勤耕耘,一面培养新秀,不仅作出了令人瞩目的成绩,而且培养了一批愿意在这里献身的年轻人才。