福建師范大學(xué)作為百年省屬重點(diǎn)高校，爭(zhēng)創(chuàng)國(guó)家“雙一流”建設(shè)高校，既是省委省政府賦予學(xué)校的重大職責(zé)使命，也是歷代福建師大人的夙愿擔(dān)當(dāng)，是學(xué)校重中之重的工作。學(xué)校官微圍繞“質(zhì)量、特色、貢獻(xiàn)”導(dǎo)向推出系列專(zhuān)題，全方位展示學(xué)校辦學(xué)成果，進(jìn)一步堅(jiān)定全校師生奮勇沖刺“雙一流”的信心與決心。

近期，我校師生團(tuán)隊(duì)積極突破學(xué)科壁壘，在多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新突破，相關(guān)研究得益于國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的強(qiáng)力支持，創(chuàng)新成果發(fā)表于國(guó)際高水平學(xué)術(shù)期刊, 引發(fā)了學(xué)界廣泛關(guān)注。

歐陽(yáng)松應(yīng)教授團(tuán)隊(duì)

揭示細(xì)菌抗噬菌體系統(tǒng)SPARDA激活機(jī)制

Argonaute（Ago）蛋白是一類(lèi)在生物界中廣泛存在的保守蛋白家族，真核生物Ago（eAgo）由四個(gè)結(jié)構(gòu)域組成：N端結(jié)構(gòu)域、PAZ結(jié)構(gòu)域、MID結(jié)構(gòu)域和PIWI結(jié)構(gòu)域，它們通過(guò)兩個(gè)連接區(qū)（L1和L2）相連，并作為RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合物（RISC）的核心成分，在RNA干擾中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

原核生物同樣廣泛存在Ago蛋白（prokaryotic Argonaute, pAgo），且其多樣性更為顯著。根據(jù)結(jié)構(gòu)域組成，pAgo可分為長(zhǎng)pAgo與短pAgo，其中短pAgo占比超過(guò)60%。而短pAgo僅含有MID結(jié)構(gòu)域和一個(gè)催化失活的PIWI結(jié)構(gòu)域，因此不具備切割靶核酸的能力。這類(lèi)蛋白通常與編碼TIR、Sir2、DUF3457等特征結(jié)構(gòu)域的基因位于同一操縱子，形成有功能的蛋白質(zhì)復(fù)合物。目前，短的pAgo介導(dǎo)的抗噬菌體機(jī)制研究有限。

我校生命科學(xué)學(xué)院歐陽(yáng)松應(yīng)教授團(tuán)隊(duì)2024年關(guān)于原核生物的SPARSA系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)pAgo和相關(guān)效應(yīng)蛋白形成一個(gè)帶正電通道，而gRNA和tDNA結(jié)合在該通道，進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞內(nèi)NAD+的快速耗竭導(dǎo)致流產(chǎn)感染，起到抗噬菌體感染作用（Nat Commun丨歐陽(yáng)松應(yīng)/龍鳳/李金宇合作揭示效應(yīng)蛋白SPARSA系統(tǒng)在細(xì)菌免疫中的激活機(jī)制）。

SPARDA（Short Prokaryotic Argonaute and DNAse/RNase-Endonuclease）是一種新型抗噬菌體系統(tǒng)，該系統(tǒng)將APAZ結(jié)構(gòu)域與一個(gè)DREN核酸酶結(jié)構(gòu)域融合，在識(shí)別外源核酸后，SPARDA通過(guò)DREN核酸酶結(jié)構(gòu)域?qū)Χ喾N核酸底物產(chǎn)生廣泛的“附帶”切割活性。然而，關(guān)于SPARDA的組裝機(jī)制及其非特異性核酸酶活性的激活機(jī)理仍有待闡明。

近日，我校歐陽(yáng)松應(yīng)教授團(tuán)隊(duì)與廈門(mén)大學(xué)夏寧邵院士團(tuán)隊(duì)合作，在《Nature Communications》上在線發(fā)表題為“Filament assembly induced by the recognition of target DNA activates the prokaryotic Argonaute SPARDA system”的論文，對(duì)來(lái)自Novosphingopyxis baekryungensis的SPARDA系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，通過(guò)冷凍電鏡技術(shù)揭示了與gRNA完全配對(duì)的tDNA可誘導(dǎo)SPARDA組裝成纖維狀結(jié)構(gòu)，并且該纖維狀組裝導(dǎo)致DREN核酸酶結(jié)構(gòu)域發(fā)生四聚化，從而激活其核酸酶活性。

研究首先解析了SPARDA-gRNA復(fù)合物的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)（分辨率2.77?），發(fā)現(xiàn)gRNA誘導(dǎo)了SPARDA的二聚化，由pAgo和DREN-APAZ形成二聚體。為了進(jìn)一步闡明tDNA識(shí)別gRNA時(shí)DREN被激活的機(jī)制，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步解析了SPARDA-gRNA-tDNA三元復(fù)合物的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)（分辨率2.64?），發(fā)現(xiàn)gRNA和tDNA結(jié)合后，會(huì)誘導(dǎo)SPARDA形成纖維狀結(jié)構(gòu)（圖1）。

圖1

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步解析了SPARDA形成纖維狀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)在纖維狀結(jié)構(gòu)中DREN結(jié)構(gòu)域會(huì)形成一個(gè)四聚體，并形成有利于底物結(jié)合的通道，從而促進(jìn)核酸底物的積累和切割。他們意外捕捉到了DREN結(jié)構(gòu)域結(jié)合過(guò)量的gRNA-tDNA的狀態(tài)，為理解SPARDA的底物切割機(jī)制提供了重要證據(jù)。

通過(guò)一系列冷凍電鏡結(jié)構(gòu)的解析，研究團(tuán)隊(duì)揭示了SPARDA在靶DNA激活過(guò)程中經(jīng)歷“單體?→?二聚體?→?單體?→?絲狀結(jié)構(gòu)”的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變（圖2）。這些結(jié)果共同闡明了一種依賴?yán)w維狀組裝的激活機(jī)制，為理解短pAgo介導(dǎo)的抗病毒免疫應(yīng)答提供了重要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

圖2

我校生命科學(xué)學(xué)院歐陽(yáng)松應(yīng)教授、王勖榮博士和廈門(mén)大學(xué)夏寧邵院士團(tuán)隊(duì)鄭清炳高級(jí)工程師、李少偉教授為共同通訊作者。我校生命科學(xué)學(xué)院在讀博士生張婉月、甄向凱研究員，廈門(mén)大學(xué)博士生江羽宸、李煜為共同第一作者。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。

姚胡蓉教授團(tuán)隊(duì)

在Nature子刊發(fā)表重要科研成果

近日，我校物理與能源學(xué)院姚胡蓉教授在鈉離子電池層狀氧化物正極材料領(lǐng)域的研究中取得重要進(jìn)展，創(chuàng)新性地將電負(fù)性與構(gòu)型熵結(jié)合，用于量化并預(yù)測(cè)高熵層狀氧化物的堆疊結(jié)構(gòu)傾向。

鈉離子電池層狀氧化物正極（Na?TMO?）的性能高度依賴于其堆疊結(jié)構(gòu)（O3型或P2型）。通常鈉含量是決定結(jié)構(gòu)類(lèi)型的關(guān)鍵因素。然而，在高熵或多組分體系中，由于過(guò)渡金屬（TM）種類(lèi)增多、相互作用復(fù)雜，組成與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)變得模糊，“陽(yáng)離子勢(shì)”等規(guī)則失效，使得高性能、高穩(wěn)定性正極材料的合理設(shè)計(jì)面臨挑戰(zhàn)。

研究創(chuàng)新性地提出“電負(fù)性熵權(quán)重（Wx）”這一物理化學(xué)描述符，首次將離子電負(fù)性與構(gòu)型熵結(jié)合，用于量化并預(yù)測(cè)高熵層狀氧化物的堆疊結(jié)構(gòu)傾向?；诖死碚撝笇?dǎo)，團(tuán)隊(duì)成功設(shè)計(jì)高Wχ值的低鈉含量O3型高熵層狀氧化物正極材料Na0.67Ni0.18Cu0.18Fe0.15Co0.15Mn0.17Ti0.17O2（O3-Na0.67），即使鈉含量降低到0.538仍為O3結(jié)構(gòu)。該材料展現(xiàn)出優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、空氣穩(wěn)定性、循環(huán)性能（200圈容量保持率93.02%）及倍率能力，并在鉀離子電池中也表現(xiàn)出良好穩(wěn)定性。該研究為合理設(shè)計(jì)復(fù)雜組分的高性能電極材料提供了全新的理論方法。

研究成果1月8日以“Electronegativity and Entropy Design of Layered Oxides for Sodium-ion Batteries”為題，發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《Nature Communications》。

我校為第一作者單位，碩士研究生甘露為第一作者，姚胡蓉教授為本文通訊作者。相關(guān)成果分別與中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所郭玉國(guó)研究員、寧德時(shí)代歐陽(yáng)楚英合作完成。

陳大欽教授團(tuán)隊(duì)

在鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃領(lǐng)域

取得重要進(jìn)展

全無(wú)機(jī)CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃因其優(yōu)異的光學(xué)性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)Rec.2020寬色域顯示的理想綠光材料，但其在綠光長(zhǎng)波段（530 nm以上）仍面臨量子效率低的瓶頸問(wèn)題。

針對(duì)當(dāng)前CsPbBr3@Glass在綠光波段光學(xué)性能難以滿足Rec. 2020色域要求這一挑戰(zhàn)，我校物理與能源學(xué)院陳大欽教授團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出了F離子摻雜結(jié)合水淬冷工藝的協(xié)同調(diào)控策略。該方法通過(guò)有效調(diào)節(jié)玻璃網(wǎng)絡(luò)聚合度，抑制離子擴(kuò)散和表面缺陷積累，成功制備出發(fā)射波長(zhǎng)為531 nm、量子效率高達(dá)95%的CsPbBr3@Glass。在525-535 nm的視覺(jué)敏感光譜范圍內(nèi)，其亮度達(dá)到商業(yè)β-塞隆綠粉的兩倍，且實(shí)現(xiàn)95.1%Rec.2020色域覆蓋。進(jìn)一步利用優(yōu)化后的紅綠CsPbX3@glass（X3=Br3，Br1I2）粉末制備的轉(zhuǎn)光膜與藍(lán)光導(dǎo)光板耦合，構(gòu)建出9英寸白光背光單元，并在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃基背光顯示原型器件。相較于商用YAG基背光顯示器件，該原型機(jī)表現(xiàn)出了更加優(yōu)異的色彩還原能力與色彩表現(xiàn)力，證實(shí)了其在寬色域顯示中的商用潛力。

研究成果以“Ultra-Pure 531 nm Green-Emitting CsPbBr3@Glass with a High Quantum Efficiency for Rec. 2020 Backlit Display”為題，發(fā)表在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Laser Photonics Reviews》。

福建師范大學(xué)為論文第一完成單位，我校碩士研究生賴錦明為第一作者，中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所黃萍博士、我校林繼棟博士和陳大欽教授為共同通訊作者。該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金及福建省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。

王靜研究員團(tuán)隊(duì)

在數(shù)字化SERS免疫檢測(cè)領(lǐng)域

取得重要進(jìn)展

表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）技術(shù)因具備超高靈敏度和多重檢測(cè)潛力，被廣泛認(rèn)為是新一代生物檢測(cè)的重要發(fā)展方向。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，SERS檢測(cè)仍面臨兩個(gè)核心瓶頸：一是抗體在納米探針表面的取向隨機(jī)，導(dǎo)致信號(hào)不穩(wěn)定；二是傳統(tǒng)強(qiáng)度型讀出方式難以實(shí)現(xiàn)可靠定量，限制了其在臨床檢測(cè)中的推廣應(yīng)用。

針對(duì)上述關(guān)鍵問(wèn)題，我校光電與信息工程學(xué)院王靜研究員團(tuán)隊(duì)圍繞“如何實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可重復(fù)、可量化的數(shù)字化SERS檢測(cè)”開(kāi)展系統(tǒng)研究，提出了一種基于雙特異性抗體（Bispecific Antibody, BsAb）的數(shù)字化SERS檢測(cè)新策略。該策略通過(guò)分子工程手段構(gòu)建具有雙重識(shí)別能力的抗體片段，使其能夠在納米探針表面實(shí)現(xiàn)定向固定，從源頭上提升識(shí)別效率和信號(hào)一致性。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)將該分子設(shè)計(jì)與自主構(gòu)建的微流控?cái)?shù)字SERS平臺(tái)相結(jié)合，將傳統(tǒng)連續(xù)型拉曼信號(hào)轉(zhuǎn)化為可統(tǒng)計(jì)的“數(shù)字事件”，顯著降低背景干擾與信號(hào)波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了更加穩(wěn)定和可重復(fù)的定量檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該體系在靈敏度、重復(fù)性和抗干擾能力方面均表現(xiàn)優(yōu)異，并在真實(shí)臨床樣本中驗(yàn)證了其檢測(cè)潛力。該研究為構(gòu)建高可靠性的數(shù)字化生物傳感體系提供了新的技術(shù)路徑，為SERS技術(shù)在疾病診斷和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。

研究成果以“A digital SERS platform powered by bispecific antibody fragments for SARS-CoV-2 diagnostics”為題，發(fā)表在《Biosensors and Bioelectronics》（SCI一區(qū)TOP，IF=10.7）。

福建師范大學(xué)為第一單位，王靜研究員為第一作者兼通訊作者，澳大利亞昆士蘭大學(xué)Christopher B. Howard博士及Matt Trau教授為共同通訊作者。研究獲得福建省引導(dǎo)性項(xiàng)目、福建省優(yōu)秀青年科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。

錢(qián)德平教授團(tuán)隊(duì)

在有機(jī)太陽(yáng)能電池非富勒烯受體材料領(lǐng)域

取得重要進(jìn)展

有機(jī)太陽(yáng)能電池因其柔性、輕量化和可溶液加工等優(yōu)勢(shì)，被視為新一代光伏技術(shù)的重要發(fā)展方向。近年來(lái)，非富勒烯受體材料，尤其是Y系列小分子受體，顯著推動(dòng)了器件效率的快速提升。然而，隨著效率逐漸逼近理論極限，傳統(tǒng)單分子受體在分子堆積調(diào)控、形貌穩(wěn)定性及規(guī)?；瘧?yīng)用方面逐漸顯現(xiàn)出局限性。相比之下，寡聚物和聚合化小分子受體在形貌穩(wěn)定性和加工容忍度方面具有潛在優(yōu)勢(shì)，但其性能提升仍受限于分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分子間相互作用調(diào)控不足。

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，我校海峽柔性電子（未來(lái)科技）學(xué)院馬康橋副教授提出了一種全新的三聚體受體材料構(gòu)筑策略，通過(guò)“側(cè)基連接”的方式在側(cè)鏈方向?qū)崿F(xiàn)共軛拓展，成功構(gòu)筑出具有三葉草形幾何特征的大分子受體結(jié)構(gòu)。不同于傳統(tǒng)依賴端基或中心核連接的設(shè)計(jì)模式，該策略在保持關(guān)鍵功能單元完整性的同時(shí)，為三聚體受體的分子構(gòu)型與電子結(jié)構(gòu)調(diào)控提供了更大的自由度，有利于實(shí)現(xiàn)更合理的分子堆積和分子間相互作用調(diào)節(jié)，為高性能寡聚物及大分子受體材料的設(shè)計(jì)提供了新的分子工程路徑。在該側(cè)基連接體系中，研究者進(jìn)一步通過(guò)引入不同空間位阻的烷基鏈，對(duì)分子平面性、分子間相互作用以及與給體材料的混溶行為進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)控。研究結(jié)果表明，適度的空間位阻能夠在分子平面性與聚集強(qiáng)度之間建立良好平衡，從而形成更加理想的共混膜形貌和高效的電荷輸運(yùn)通道。該研究清晰揭示了烷基鏈工程在調(diào)控分子間相互作用和器件性能中的關(guān)鍵作用，為高效有機(jī)太陽(yáng)能電池材料的理性設(shè)計(jì)提供了重要指導(dǎo)。

研究成果以“Branch-Connected Construction Of Shamrock-Shaped Giant Molecule Acceptors Enables Efficient Organic Solar Cells Through Optimized Molecular Architecture”為題，發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《Chemical Engineering Journal》。

福建師范大學(xué)為論文第一完成單位，我校碩士研究生覃珊珊為第一作者，馬康橋副教授、陳振宇副教授與錢(qián)德平教授為共同通訊作者。該研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金及福建省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持。

鄧韋華副教授

在Chemical Society Reviews發(fā)表論文

近日，我校化學(xué)與材料學(xué)院項(xiàng)生昌教授團(tuán)隊(duì)在化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)綜述期刊Chem. Soc. Rev.（IF = 39）上發(fā)表題為“Dimensionally engineered MOF films for chemiresistive sensors”的綜述論文。我校鄧韋華副教授與研究生肖可為共同第一作者，項(xiàng)生昌教授與福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所徐剛研究員為共同通訊作者。

該文指出，痕量氣體的精準(zhǔn)檢測(cè)在環(huán)境、醫(yī)療、安全等領(lǐng)域至關(guān)重要。化學(xué)電阻式傳感器具有實(shí)時(shí)響應(yīng)、便攜和非接觸傳感優(yōu)勢(shì)，而金屬有機(jī)框架（MOF）薄膜憑借其可調(diào)孔隙與豐富化學(xué)功能，成為理想的氣敏材料。論文從維度工程角度系統(tǒng)綜述了MOF薄膜在化學(xué)電阻傳感器中的最新進(jìn)展，涵蓋制備策略與傳感應(yīng)用，依次探討了厚膜、二維薄膜和三維薄膜對(duì)不同傳感行為的影響，并展望了機(jī)器學(xué)習(xí)輔助設(shè)計(jì)、傳感器陣列、高通量篩選等未來(lái)方向。

范曦副教授

在鈦鈷簇基多孔材料領(lǐng)域

取得重要進(jìn)展

己烷異構(gòu)體（如正己烷、2-甲基戊烷、2,2-二甲基丁烷等）是石油催化裂化汽油的關(guān)鍵組分，其分支程度直接影響汽油的辛烷值。傳統(tǒng)分離方法依賴多級(jí)蒸餾，能耗高、設(shè)備復(fù)雜，且分離效率有限。金屬有機(jī)框架材料因其可調(diào)控的孔結(jié)構(gòu)被視為理想吸附劑，但現(xiàn)有材料多局限于氣相吸附或靜態(tài)液相萃取，難以兼顧高選擇性、高容量與快速傳質(zhì)。

近日，我校化學(xué)與材料學(xué)院范曦等利用Ti4Co2金屬氧簇作為前驅(qū)體，成功制備了具有明確單晶結(jié)構(gòu)的異孔TiCo-MOF（TiCo-TPT），首次實(shí)現(xiàn)了在常溫常壓下對(duì)己烷異構(gòu)體的液相連續(xù)流高效分離。

研究成果以“High Efficient Liquid-Phase Breakthrough of Hexane Isomers Via a Robust Heteroporous TiCo-MOF”為題，發(fā)表在國(guó)際材料科學(xué)頂級(jí)期刊《Advanced Functional Materials》（IF19.0, SCI-Ⅰ, TOP）, 并入選“編輯精選（Editor’s Choice）”論文。

我校為該研究成果的唯一通訊單位，碩士研究生王峰磊和在站博士后葉子銘博士為論文共同第一作者， 通訊作者是我?；瘜W(xué)與材料學(xué)院范曦副教授和張章靜教授。

服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略需求，全力推動(dòng)“雙一流”建設(shè)實(shí)現(xiàn)新跨越

期末專(zhuān)注之美

第十六屆“德旺杯”小學(xué)拔尖人才 （數(shù)學(xué)）冬令營(yíng)，1月17日啟動(dòng)

我?？蒲袌F(tuán)隊(duì)持續(xù)在多領(lǐng)域取得新進(jìn)展

我校成功入選全國(guó)首批高等教育綜合改革試點(diǎn)高校

來(lái)源：科學(xué)技術(shù)處

編輯：張怡寧

責(zé)編：梁瑩（師）

審核：黃志斌（師）