化学反应的纳米孔道单分子电化学分析研究

应佚伦 教授

南京大学化学化工学院

时间：2024年4月13日（星期六）15:30

地点：思明校区卢嘉锡楼202报告厅　　　

厦门大学谱学分析与仪器教育部重点实验室

2024年4月11日

报告人简介：

应佚伦，南京大学化学化工学院教授、化学与生物医药创新研究院双聘PI、国家优青(2020)，国家青年拔尖人才(2019)。主要从事光电纳米孔道单分子分析与超微电流放大核心模块研制，以第一或通讯作者在Nat. Nanotechol., Nat. Chem., Nat. Commun.，Nat. Protoc., J. Am. Soc. Chem.，Angew. Chem. Int. Ed.，Chem. Sci.等期刊上发表SCI论文90余篇，获2022年中国分析测试协会科学技术奖一等奖(1/10)、2020年中国化学会青年化学奖、2020年度英国皇家化学会Analyst新锐科学家讲座奖等及2023年美国化学会“Rising Star in Measurement Science”；现为Elsevier期刊Results in Chemistry编辑、《电化学》青年编委、ACS Sensors编委、ACS Measurement Science Au编委、ChemElectroChem编委和Analyst顾问编委。

报告摘要：

分子是保持物质化学性质的基本单元之一。单个分子间电荷传输及能量传递往往是在限域孔道界面上进行的，其是发生单个分子化学反应的基本途径之一。纳米孔道单分子电化学测量是获得单个分子物理及化学信息最直接和最有效的手段之一，其关键在于构建与单个分子空间尺寸相匹配的限域测量界面，将单个分子的化学反应过程动态信息转化为可测量的时序性电信号。本研究以生物蛋白分子作为测量界面基本构筑单元，设计构建了每一个化学基团都精准可控的独创纳米孔道限域单分子界面，利用了非稳态“时频”信号变换方法分析并归纳了孔道识别基团、限域电荷传输、单分子测量精度之间的构效关系。进一步，通过调控限域“离子-质子”相互作用网络，加剧了孔道内瞬时局域电荷传输的变化，从而将难以探测的单分子动态反应过程增强为极易测量的离子流时序电信号，直接观察到了蛋白质分子原位限域环境中可逆巯基-二硫键转化过程的精确时间轨迹，测量了限域微环境对单分子反应速率的影响，提出了氧气介导的二硫键断裂反应新路径，从而指导了蛋白质限域反应微环境的理性设计，提高了单个蛋白质反应器的催化效率。