聚焦科研 | 带您了解合肥工大近期科研工作新进展
近期我校取得了一系列亮眼的科研进展
食品与生物工程学院郑磊研究员课题组与美国斯坦福大学H. Tom Soh教授课题组合作，以双链DNA作为分子力钳对核酸适配体（aptamer）进行拉伸，进而在平衡态下测量了核酸适配体的折叠能量。该方法为核酸适配体乃至其他核酸结构的性能表征提供了有力的工具。
电子科学与应用物理学院（微电子学院）先进半导体器件与光电集成实验室的王莉副教授与胡继刚副教授和罗林保教授合作，成功研发出一种峰值波长位于1060纳米的硅肖特基近红外窄带光电探测器。
化学与化工学院吴宗铨教授团队利用镍催化剂顺序引发噻吩单体和手性异腈单体嵌段共聚，一步合成聚噻吩与螺旋聚异腈的嵌段共聚物。他们利用共轭聚噻吩的结晶性和聚异腈的螺旋手性实现了单手性螺旋胶束的可控自组装。
功能核酸性质研究
核酸适配体是能特异性识别靶标的核酸片段，是通过指数富集配体系统进化技术（SELEX）体外筛选获得的新型生物识别探针。因其具有合成容易、筛选无需活体、热稳定性高、靶标范围广等优势，已成为一种重要的研究手段受到广泛关注。核酸适配体与靶标的亲和性归因于其折叠结构与靶标之间的构型匹配，因此折叠能量（folding energy）是表征核酸适配体功能性和稳定性的重要参数。然而要通过实验手段在平衡态下直接测量核酸适配体的折叠能量非常困难。
针对这一难题，郑磊研究员课题组基于前期对双链DNA弯曲弹性力学的研究成果（EPL, 2010, 90:18003;EPL, 2011, 94:18003; Phys. Rev. X, 2011, 1:021008），牵头与斯坦福大学开展合作研究，巧妙地设计了双链DNA分子力钳来实现核酸适配体分子的拉伸，并建立了简单的延时凝胶电泳方法在平衡状态下测定了核酸适配体的折叠能量。该方法为核酸适配体乃至其他核酸结构的性能表征提供了有力的工具。
上述工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、安徽省自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金的资助。相关成果已于2020年6月3日以“Measuring Aptamer Folding Energy Using a Molecular Clamp”为题发表在《美国化学学会期刊》上，并被选为当期的内页封面文章。合肥工业大学为该论文第一署名单位，瞿昊副研究员为论文第一作者，2018级硕士研究生马启慧为论文第二作者。
高灵敏窄带硅基探测器领域
由于1060nm波长的光在人眼中被水的吸收和散射作用恰好可以达到平衡，以及1064nm激光器在高功率激光器中的主流地位，对于1060nm附近波段光的探测技术在医学成像、光通讯系统和测距探测等方面均具有重要的应用价值。目前对1060nm窄带探测器的研究非常匮乏，仅通过窄带隙材料、热电子机制、电荷收集机制等方法实现了对于其他波长的窄带探测。但使用的材料多为稳定性较差的有机光敏材料，制备工艺条件要求高，且需外加供应电源，不利于进行器件的集成化。
电子科学与应用物理学院（微电子学院）王莉副教授与胡继刚副教授和罗林保教授合作提出了一种自驱动近红外1060nm波长窄带探测器，采用简单的硅肖特基结构，迎光面为带透光孔的欧姆电极，背光面为肖特基电极。该探测器主要是利用了硅衬底的自滤光效应以及肖特基结的可控光电流产生区来实现窄带探测。其对紫外及可见光几乎无响应，仅在1060纳米附近有探测峰，半高宽为107nm。
实验结果显示采用该窄带探测器可以有效提高探测过程的抗噪声能力。由于此窄带探测器结构简单、具有自驱动能力且为硅基，因此同现有微电子工艺兼容度极高，在光电子器件领域具有很大的应用潜力。同时，该工作对肖特基结在窄带探测器中的使用具有普适的指导意义。
相关成果以“Highly Sensitive Narrowband Si Photodetector With Peak Response at Around 1060 nm”为题在线发表在国际著名杂志IEEE Tran. Electron Dev.上，该院研究生罗和昊和本科生陶继青分别为第二和第四作者。
结晶驱动共轭高分子不对称自组装领域
螺旋结构广泛存在于自然界中，如蛋白质的α-螺旋和脱氧核糖核酸（DNA）的双螺旋结构等。受生物大分子的螺旋结构和功能的启发，人工螺旋结构的研究引起了人们持续而广泛的研究兴趣。利用超分子自组装的方法是构建螺旋结构的重要途径之一。然而对超分子螺旋结构的尺寸和螺旋方向的有效调控仍然缺乏有效的手段。
吴宗铨教授团队利用聚噻吩的可结晶性驱动嵌段共聚物自组装，得到具有可控尺寸和单分散的螺旋棒状胶束，而聚异腈的螺旋手性控制聚集体的螺旋方向，并将聚异腈的手性传递到螺旋胶束上，实现了对超分子组装体的螺旋方向的有效控制。采用结晶驱动不对称自组装(CDASA)的策略，在甲苯和异丙醇的混合溶剂中成功得到了一系列具有可控尺寸和特定螺旋方向的单分散螺旋棒状胶束。并利用原子力显微镜、透射电子显微镜、以及圆二色谱等技术表征了螺旋胶束的结构。
此外，该科研团队发现这种结晶驱动的不对称自组装可以诱导嵌段聚合物发出白光和圆偏振光。为新型光学材料的制备提供了新的方法和研究思路。
相关工作发表在《德国应用化学》，论文第一作者为化学与化工学院博士生许磊。
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内容来源 | 新闻文化网
编辑 | 陈夷峰
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