冬去春来，华东师大又有新发现！
冬去春来 时不待我
转眼2024年已经过去两个月
华东师大科研团队
取得了哪些新进展？
我们整理了今年1月、2月
部分科研成果
一起来看看！
精密光谱科学与技术领域
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实现GHz级高速可切换光场调控
高速、高效的多自由度动态光场调控是光学领域一个重要挑战。近期，华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室程亚教授和李林研究员团队与南京大学的科研人员合作，通过将超构表面与铌酸锂薄膜（LNOI）集成光子芯片结合，实现了光场的高速动态调控，并首次成功展示了GHz级可切换的波前整形，为高速动态光场调控提供了全新的思路。相关工作发表于Advanced Photonics，研究生钟浩宗、郑勇、孙嘉程为本文共同第一作者，程亚教授、李林研究员为共同通讯作者。
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在表观遗传修饰DNA紫外光诱导超快动力学机理研究领域取得进展
在基因DNA序列中存在部分具有微小化学结构变化的核酸碱基，这些碱基在基因表达的表观遗传调控中起到至关重要的作用。然而，在由紫外光诱发的皮肤癌中，有大约30%突变位点与该类碱基有关。
精密光谱科学与技术国家重点实验室陈缙泉教授团队, 针对表观遗传修饰位点多是DNA紫外光损伤突变热点问题，建立模型表观遗传修饰DNA双链分子，利用超快时间分辨光谱技术结合量子化学计算，首次在DNA双链体系中揭示了电荷转移三重态的超快生成过程。相关成果于2024年1月9日发表在 J. Am. Chem. Soc.上
原文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c04567
新闻链接：
https://www.ecnu.edu.cn/info/1094/65535.htm
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内壳层镱原子光钟的研究取得重要进展
精密光谱科学与技术国家重点实验室徐信业教授团队在国际上首次精确测量了镱原子中基于内壳层电子跃迁的1695nm新钟跃迁的绝对频率值，并找到研制相应光钟所必需的光晶格的“魔术波长”精确位置；进一步精确测量了与1695nm内壳层跃迁相关的一些重要的物理量，如超极化率、张量极化率和超精细结构能级的磁偶极系数等；最终在国际上首次实现了内壳层镱原子光钟的闭环锁定，即初步实现了内壳层镱原子光钟。
以上研究成果已于2024年2月20日在线发表在Physical Review X上。
原文链接：
https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevX.14.011023
新闻链接：
https://www.ecnu.edu.cn/info/1094/65620.htm
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实现超灵敏中红外时间拉伸光谱
精密光谱科学与技术国家重点实验室曾和平教授与黄坤研究员团队在超灵敏中红外光谱探测方面取得重要进展，发展了宽波段、高分辨、超灵敏的中红外上转换时间拉伸光谱测量技术，展示了单光子探测灵敏度与亚波数光谱分辨率，可为痕量检测、红外遥感和医学诊断等应用提供有力支撑。
相关成果于2024年2月8日以Single-Photon Time-Stretch Infrared Spectroscopy 为题在线发表在Laser & Photonics Reviews期刊上。
原文链接：
https://doi.org/10.1002/lpor.202301272
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双光梳多维相干光谱揭示微观动力学量子路径
作为核磁共振光谱的技术延伸，多维相干光谱学具备揭示微观动力学的量子路径和偶极-偶极相互作用的特性。精密光谱科学与技术国家重点实验室李文雪研究员团队采用双光梳光谱技术实现高分辨率多维相干光梳光谱，揭示了铷原子超精细能级的能量耦合关系。该研究为量子反应动力学效应的探索提供了一种方法。
相关成果以Phase‐Stable Multidimensional Coherent Spectroscopy Based on Dual‐Comb Interferometry为题在Advanced Optical Materials在线发表。李文雪研究员和罗大平副研究员为共同通讯作者，左众副研究员和顾澄琳研究员为本文共同第一作者。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202303130
物理科学领域
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提出一种新型非易失性存储器——
铁电鳍式二极管（ferroelectric fin diode，FFD）
铁电鳍式二极管（FFD）存储器与传统类型铁电存储器的性能比较
这种FFD存储器具有优异的存储性能，简单的两端结构和高达104的自整流伏安特性。基于FFD存储器，物理与电子科学学院段纯刚教授团队研制了1.6 k规模无源交叉阵列的存算一体芯片，并完成了模式分类的存内计算任务演示。FFD存储器在高密度、大规模的无源交叉阵列存储和存算一体应用中具有明显优势，这对未来类脑芯片技术的发展至关重要。
该成果于2024年1月13日发表在Nature Communications上，被期刊Highlight并选为Feature论文。电子科学系冯光迪博士和朱秋香副教授为论文共同第一作者，田博博教授为论文通讯作者。受Nature Portfolio Communities邀请，团队在Behind the Paper栏目对该研究进行了分享。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-44759-5
Springer Nature research communities “Behind the Paper”:
化学科学领域
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在光催化CO2还原选择性制备多碳产物方面取得进展
将CO2高效、选择性地转化为C2H4等多碳产物仍然是一个巨大的挑战。近期，化学与分子工程学院张中海教授团队提出非均相原子填充空位策略，合成了二维薄层杂化钙钛矿材料，缩短活性中心距离，促进了C-C偶联，产生C2H4的选择性高达94.6%。相关成果以Modulation of active center distance of hybrid perovskite for boosting photocatalytic reduction of carbon dioxide to ethylene为题发表在PNAS上（PNAS, 2024, 121, e2318970121）。
（A, B）DMASnI3和DMASnI3(O)的DFT模型图；
（C）DMASnI3和DMASnI3(O)光催化CO2还原产物选择性
原文链接：
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2318970121
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二维膜家族新成员——
二维多孔富勒烯膜：促进有机溶剂的超快传输与分离
开发能够克服通量和选择性博弈瓶颈，且在实际分离应用中性能稳定的分离膜是提升膜技术的关键问题。
化学与分子工程学院陈晓芳研究员和黄爱生教授团队通过合成新型二维多孔富勒烯纳米片，首次构筑了超薄的二维多孔富勒烯分离膜。多孔的二维纳米片不仅能够提供用于传质和筛分的亚纳米层状通道，纳米片面内孔道还致使膜内的有效传质路径大幅缩短。二维富勒烯膜展现出超高稳定的有机溶剂分离性能。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.202401747
3►
硫、氟、硼促成高价硫与碳的点击链接
化学与分子工程学院姜雪峰教授/王明教授团队在C-SuFEx链接获得系列突破（Review: Natl. Sci. Rev. 2023, 10, nwad123. Chem. Eur. J. 2023, 29, e202300536. Nat. Synth. 2022, 1, 455. Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202207100.）。然而，这些C-SuFEx链接都离不开当量过量的活化试剂，也突破不了S(VI)与芳基碳的链接。
近期，他们实现了S(VI)与芳基碳的C–SuFEx高效链接：使用催化量硅基Lewis酸作为活化试剂，利用Si–F键（BDE = 135 kcal/mol）的强结合能，使其与有机三氟硼酸钾作用，现场解离缓释三氟化硼实现接力催化，通过三配位/四配位硼的催化循环，首次实现了芳基碳的C–SuFEx链接。
相关成果于2024年1月25日以C-SuFEx linkage of sulfonimidoyl fluorides and organotrifluoroborates为题在线发表在Nature Communications期刊上。
催化接力活化C-SuFEx链接
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-44998-6
数学科学领域
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在非Koszul operad的极小模型方面取得突破
数学科学学院周国栋教授团队于2024年2月在Advances in Mathematics上正式发表题为Koszul duality,minimal model and L∞-structure for differential algebras with weight的研究工作，首次给出非零权微分代数的operad的极小模型，进而导出控制非零权微分代数形变的李无穷代数与微分代数的同伦版本，完整地回答了法国数学家Loday提出的一个公开问题。
代数结构的形变理论与operad理论的两个基本问题是具体地确定控制代数结构的形变的李无穷代数与研究此代数结构的同伦版本。这两个问题都可以由代数结构的operad的极小模型导出。对于Koszul operad，其极小模型可由Ginzburg与 Kapranov引入的operad 的 Koszul 对偶理论给出。然而，如果定义代数结构的 operad不是Koszul operad，问题变得异常困难。
微分代数起源于微分方程的代数化研究，已成为新的数学分支。当权非零时，微分代数的operad不是Koszul operad。Loday 2010年提出了发展非零权的微分代数的Koszul对偶的公开问题，周国栋教授团队的这篇文章完全地解决了此问题。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0001870823005819?via%3Dihub
生命科学领域
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揭示靶向髓系来源的抑制细胞的全新肿瘤免疫调控靶点
髓系来源的抑制细胞（MDSCs）能够显著抑制机体的抗肿瘤免疫功能，进而促进肿瘤细胞的免疫逃逸，与肿瘤患者的不良预后呈正相关。
生命科学学院杜冰教授团队发表在Journal of Hematology & Oncology上的研究表明，FFAR2敲除可以显著降低MDSCs免疫抑制活性，逆转肿瘤免疫抑制微环境，显著抑制小鼠体内肺癌和黑色素瘤的进展。这些发现预示FFAR2可能成为抑制MDSCs、逆转肿瘤免疫抑制微环境的潜在新靶点，在提升临床肿瘤免疫治疗效果方面具有巨大潜力。
原文链接：
https://doi.org/10.1186/s13045-024-01529-6
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开发“闻香”调控的基因治疗，实现“闻香治病”
2月6日，华东师范大学医学合成生物学研究中心叶海峰研究员团队在Nature Communications上在线发表题为 AAV-delivered muscone-induced transgene system for treating chronic diseases in mice via inhalation的研究工作，成功开发了“香气分子”麝香酮（muscone）调控的基因表达精准控制系统，并将其装载在腺相关病毒AAV载体中（命名为AAVMUSE），实现无针无痛、患者依从性高的可控式基因疗法。以“闻香”这种便捷的方式控制治疗药物的表达释放，为临床治疗慢性疾病提供了一种全新策略。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-45383-z
新闻链接：
https://www.ecnu.edu.cn/info/1094/65590.htm
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发现新型小分子抑制剂，有望成为多种晚期恶性肿瘤候选药物
华东师范大学生命科学学院刘明耀教授团队与上海宇耀生物科技有限公司携手开展产学研用创新合作，近期在美国化学会国际权威期刊ACS Central Science在线发表研究论文Discovery of the highly selective and potent STAT3 inhibitor for pancreatic cancer treatment。
研究发现新型STAT3选择性小分子抑制剂（YY002），证明其在包含胰腺癌在内多种肿瘤上具有显著抗肿瘤效果。YY002区别于多数已发现的STAT3抑制剂，其可同时抑制STAT3双功能磷酸化。
目前，临床试验申请正式获得国家药品监督管理局和美国食品药品监督管理局批准，同意针对晚期实体瘤和复发难治性恶性血液肿瘤开展临床Ⅰ期研究，现已经完成多例患者给药。该靶点全球尚无药物上市，有望成为多种晚期恶性肿瘤的候选药物。
原文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.3c01440
新闻链接：
https://www.ecnu.edu.cn/info/1094/65667.htm
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听认知训练重塑海马相关的认知记忆
认知训练诱导的脑可塑性效应往往与训练相关的感觉模式和任务范式相关联，因此目前有关听认知训练的研究大多集中在听觉系统。
生命科学学院周晓明教授团队最近的工作（Cereb Cortex 2024:34,bhae045）表明，基于听觉线索的认知训练不仅提高了听觉功能，还显著改善与任务相关的大脑区域（如海马）的认知记忆功能。这一发现揭示了认知训练对大脑的普适影响，并支持将听认知训练作为重塑成年感觉和认知功能的一项重要策略。这是该团队近期在PNAS及J Neurosci等发表研究成果后的又一重要进展。
原文链接：
https://academic.oup.com/cercor/article-abstract/34/2/bhae045/7609246?redirectedFrom=fulltext
生态与环境科学领域
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揭示亚洲龙脑香物种适应的分子基础与致濒机制
亚洲热带雨林具有极高的生物多样性，是生物多样性保护的重点。高大壮观的龙脑香亚科植物以其巨大的体型著称，是亚洲热带雨林的单一优势类群。然而，目前四分之三的龙脑香亚科物种面临灭绝风险。
生态与环境科学学院陈小勇教授团队与国内外研究者合作，通过高质量同源四倍体基因组组装和种群基因组学分析，首次在基因组水平上揭示了龙脑香亚科植物适应热带雨林环境的分子基础及其濒危原因，为这类物种的保护和恢复提供了科学依据。该研究成果在Nature Communications期刊上在线发表。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-45836-5
新闻链接：
https://www.ecnu.edu.cn/info/1094/65639.htm
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揭示外来植物的多维入侵机制
生态与环境科学学院郭文永研究员团队提出一个多层级的多要素-生物入侵概念框架，并基于全球尺度外来植物的基因组大小、生态适应策略和经济利用价值等多种数据阐明了多维要素影响全球外来植物入侵的复合驱动机制。
相关成果发表于Nature Communications期刊，郭文永研究员为通讯作者，团队博士后郭坤为第一作者。该研究是该团队针对“哪些物种更易成功入侵”这一入侵生态学核心问题系列研究的阶段性整合。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-45667-4
新闻链接：
https://www.ecnu.edu.cn/info/1094/65602.htm
地理科学领域
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“我国华北平原霾污染成因”研究取得重要进展
硫酸盐是引发我国冬季大气霾污染的重要物质，然而关于大气中硫酸盐气溶胶形成机制的认识仍旧不清楚。地理科学学院王格慧教授团队通过实验室烟雾箱模拟并结合外场观测，系统揭示了过渡金属协同催化O2氧化SO2形成硫酸盐的过程及影响因素，定量比较了北京冬季大气硫酸盐的不同反应路径，进一步深化了对我国华北平原霾污染成因的认识。
本研究在国家自然科学基金重点项目（42130704）资助下，以“封面论文”形式发表于环境地学领域期刊Environ. Sci. & Technol.。
原文链接：
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.3c08411
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从行政区划角度提出中心城市治理的优化路径
中心城市是国家发展的核心增长极，中心城市治理是国家治理体系和治理能力现代化的重要保障。民政部政策理论研究基地——中国行政区划研究中心集体成果《国家空间治理与行政区划2：中心城市治理》，立足于行政区划作为一种重要资源的视角，探究中心城市行政区划的结构特征、演化规律、经济影响与优化路径，为提升中心城市承载能力，发挥中心城市带动作用，完成高质量发展、高效能治理和高品质生活的国家空间治理任务提供科学支撑。
河口海岸科学领域
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南黄海辐射沙脊群百年尺度地貌演化及地层层序模拟
河口海岸学国家重点实验室汪亚平教授团队采用多源数据分析与Delft3D模型结合的方法，重建南黄海陆架海域水动力-沉积物-地貌-地层耦合模型，成功模拟辐射沙脊群1979-2059年的地貌、地层演化特征，该成果2月13日以Modeling multi-decadal morphological evolution of the radial-shaped sand ridges in the Southern Yellow Sea, China为题在线发表于地貌学期刊Catena。团队构建了沉积物多粒径组份的区域Delft3D模型，并采用长期积累的多源数据进行沉积动力要素、地貌及地层的验证。在地貌动力学方面，模型设置的沉积物粒级组分数量和粒级范围有突破；在沉积记录方面，模型的结果与潮汐环境沉积记录的粒度粗细层理印证良好。
图为2017-2059年辐射沙脊群水深与地貌演化：a为1979年初始水深；b、c分别为2017年与2059年水深；d、e分别为1979-2017、1979-2059年海底地形变化（正值表示淤积，负值表示冲刷）。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.107884
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解析颗粒物类型组成的光学信号揭示光学复杂水体中颗粒有机碳的贡献
以东中国海为代表的光学复杂海域的颗粒物类型各不相同，在海洋碳循环过程中发挥着不同的作用。厘清河口-近岸-陆架海水体颗粒物的类型和组成，对于分类精准核查它们对海洋碳库和碳循环的贡献至关重要。
为填补这一观测空白，河口海岸学国家重点实验室沈芳教授团队基于现场光谱数据，建立了东中国海表层颗粒物类型光学分类模型，并建立了分颗粒物类型的颗粒有机碳估算模型。团队初步探索了东中国海表层浮游植物和有机碎屑对颗粒有机碳的贡献。通过解析颗粒组成，实现了在光学复杂水域分类型颗粒有机碳遥感估算的创新和突破。应用解析颗粒物类型组成模型的分析成果有助于加深对受到强烈陆海交换影响的高生产力近岸颗粒碳循环的理解。
研究成果以Disentangling Particle Composition to Improve Space-Based Quantification of POC in Optically Complex Estuarine and Coastal Waters为题，2024年1月26日正式发表于地球科学领域期刊IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing。
原文链接：
https://ieeexplore.ieee.org/document/10353986
药学领域
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“数智岐黄”中医药大模型发布 助力中医药文化传承创新发展
“数智岐黄”中医药大模型是由药学院/人工智能新药创智中心李洪林教授团队、计算机科学与技术学院王晓玲教授团队、兰曼教授团队联合上海中医药大学、临港实验室等6家单位共同开发。
该模型以《黄帝内经》《伤寒杂病论》等著名中医典籍及1000多本古籍和中医药文献为核心数据基础，以高质量中医药知识图谱为知识宝库，采用预训练和微调并结合检索增强生成和插件调用等技术，通过方剂推荐、中药性质解读、证候辅助诊断等实现中医药领域知识智能问答、健康咨询、中医药知识图谱动态交互三大核心功能，助力中医药创新研究和人才培养、临床辅助诊疗和中医养生保健，推动中医药文化传承创新发展。
新闻链接：
https://www.ecnu.edu.cn/info/1094/65501.htm
央视新闻：
人民网：
学习强国：
解放日报：
三位勇士，从华东师大到地球“三极”！
首站华东师大，古尔纳对谈格非！
让所有美好和春天一起醒来！
这位“高研值”本科生，是怎样炼成的？