快讯！南大科研又有这些新进展！

南京大学

｜六月科技快讯｜

非天然核酸酶新进展

南京大学现代工学院于涵洋教授课题组通过体外筛选的方法，鉴定了具有RNA连接酶活性的TNA分子T8-6。这一研究通过体外筛选获得了第一个具有RNA连接酶活性的TNA分子，为TNA作为前RNA遗传物质提供了实验证据。另一方面，该TNA能够用于制备含2’-5’连接的RNA，为核酸化学研究提供了新的分子工具。

这一成果近期发表在《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上。王瑶是该文章的第一作者，于涵洋教授是文章的通讯作者，王月瑶、宋东帆、孙昕、张泽、李欣彤博士和李喆教授对该工作亦有贡献。

TNA酶催化RNA连接反应

拓扑半金属负光导效应方面

重要进展

南京大学物理学院黄硕、物理学院缪峰教授团队与上海大学物理系马国宏教授课题组合作，首次在PtTe2中观察到太赫兹波段的负光导效应，并揭示其负光导效应来源于光激发所形成的小极化子对载流子传输的抑制效应。

相关研究成果以《Observation of Negative THz Photoconductivity in Large Area Type-Ⅱ Dirac Semimetal PtTe2》为题于2021年6月4日发表在物理学旗舰刊物《物理评论快报》（Physical Review Letters 126, 227402 (2021)）上，并入选“编辑推荐”论文。上海大学博士生索鹏、山东科技大学张会云教授、本院博士生闫胜楠为论文的共同第一作者，本院梁世军副教授和上海大学物理系马国宏教授为共同通讯作者，本院参与该工作的还包括缪峰教授和博士后郝松博士。

（a）PtTe2的晶格结构示意图

（b）OPTP测量技术示意图

新型纳米孔势阱实现低分子量RNA

结构分析

南京大学化学化工学院黄硕、物理学院李文飞等共同报道了一种新型的纳米孔势阱检测方法，巧妙地利用锥形结构的耻垢分枝杆菌膜蛋白A(MspA)的宽阔前庭，将复杂结构的RNA分子捕获至其纳米空腔中，汇报其空间结构信息。

针对这些丰富的RNA特征信号，该工作进一步开发了多参数机器学习算法，综合11种特征指标，实现RNA混合样本中传感事件的自动分拣，准确率高达93.4%。在此基础上，该团队首次从单分子层面上发现了tRNA结构的跨物种保守性，并实现了酵母低分子量RNA的直接检测。这种基于MspA的纳米孔势阱检测技术打破领域内纳米孔无法检测大尺寸生物分子的思维定式和技术瓶颈，为结构化的DNA、RNA以及蛋白质的直接检测提供新的思路。该工作还为研究RNA-客体分子相互作用，以及理解RNA复杂的生理功能和RNA疾病相关研究提供高分辨、免标记的单分子分析工具。

该工作以“Structural-profiling of low molecular weight (LMW) RNAs by nanopore trapping/translocation using Mycobacterium smegmatisporin A (MspA)”为题，于2021年6月7日在《Nature Communications》发表相关论文。

利用MspA纳米孔势阱区分低分子量RNA结构

喜马拉雅-喀喇昆仑山-阿拉伯海

演变重要进展

南京大学地理与海洋科学学院鹿化煜教授课题组结合在阿拉伯海大洋钻探(ODP)获得的宝贵样品，研究喜马拉雅-喀喇昆仑山与阿拉伯海演变过程, 揭示了亚洲南部山脉-流域的起源和演化，揭示了喜马拉雅-喀喇昆仑山和阿拉伯海体系演变过程，受到同行专家的高度肯定。

2015年，博士生冯晗同学赴日本采集到保存的阿拉伯海沉积物钻探样品，随后，研究团队在南京大学、美国亚利桑那大学完成了实验室测试。研究过程中，得到我校陈骏院士、王颖院士以及美国亚利桑那大学Barbara Carrapa教授、路易斯安那州立大学Peter D. Clift教授的指导和支持，我校地理与海洋科学学院张瀚之博士帮助完成了锆石年代的测试。由于研究技术路线先进，数据精确可靠，在重要学术刊物《Geology》发表了以博士生冯晗同学为第一作者、鹿化煜教授为通讯作者的论文“Erosion of the Himalaya-Karakoram recorded by Indus Fan deposits since the Oligocene”。

研究区地形地貌图和沉积物序列

商业氧化物颗粒电化学质子化方法

闫世成教授、邹志刚院士团队与顾民教授合作在对氧化物表面质子化形成极化子态的物理化学过程深入认知的基础上(Appl. Catal. B: Environ. 2018, 234,100; Chem. Commun., 2018, 54, 11116; J. Phys. Chem. Lett. 2020, 11, 9184)，提出了一种绿色、色温、环保的方法将商业氧化物颗粒在中性溶液中直接电化学质子化。这一表面质子化技术不仅适用于电泳沉积的纳米颗粒薄膜，也适用于自然重力沉降的颗粒薄膜。

该工作以“Direct electrochemical protonation of metal oxide particles”为题发表在Journal of American Chemistry Society 2021, 南京大学现代工程与应用科学学院朱恒博士 (现为香港中文大学（深圳)博士后)、杨启蒙硕士、杜宇硕士生以及物理学院刘德培博士生为论文共同第一作者，现代工程与应用科学学院闫世成教授和物理学院顾民教授为论文通讯作者，该研究得到了邹志刚院士的精心指导。

自下而上的逐个颗粒依次电化学质子化

单细胞分析领域重要进展

南京大学化学化工学院生命分析化学国家重点实验室刘震教授团队将免疫识别与等离激元拉曼检测技术相结合，创新性地发展了一种等离激元免疫夹心法（Plasmonic immunosandwich assays, PISA），成功实现了单个活细胞及活体动物内多种低拷贝数蛋白质的分析（Angewandte Chemie International Edition, 2016, 55, 13215）。

此后，该方法还扩展到单个活细胞中的microRNA的分析（Chemical Science, 2018, 9, 7241）以及基于生理样品中的蛋白质和microRNA标志物的疾病诊断分析（Analytical Chemistry, 2016, 88, 12363；Analytical Chemistry, 2019, 2019, 91, 4831；Analytical Chemistry, 2019, 91, 9993；Biosensors and Bioelectronics, 2019, 145, 111729）。同时，该技术还被成功应用于单细胞信号通路研究和抗癌药物活性评价（Analytical Chemistry, 2020, 92, 12498）等应用。

2021年6月5日， Nature子刊Nature Protocols在线发表了我校刘震教授团队在单细胞低拷贝数蛋白质分析的重要研究工作“Probing low-copy-number proteins in single living cells using single-cell plasmonic immunosandwich assays” 。该论文的第一作者是刘佳博士，刘震教授为论文的通讯作者。贺晖、谢丹和温艳蓉为共同作者。

单细胞等离激元免疫夹心法的工作示意图

大陆边缘弧演化重要进展

南京大学地球科学与工程学院和内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室王孝磊教授团队在前期对华南东南部研究的工作基础上，将研究区扩展到华南板块西缘，在川西龙门山推覆带开展了6年的研究，基于多次的详细野外踏勘和室内分析工作，获得了大量新元古代深部地壳物质的资料。

该项研究成果肯定了弧前和弧后的推覆断层系统也能够作为地表物质向深部运移的重要“通道”——连接地表沉积盆地和地壳深部，而这种地壳循环机制的重要性在过去可能常常被忽视或者低估。此外，该研究不仅有助于推广扬子西缘新元古代陆缘弧演化过程，还对俯冲带的循环动力学、物质的再分配以及陆壳的分异过程有着重要的意义

该研究成果于2021年6月10日以 “Rapid endogenic rock recycling in magmatic arcs”为题发表在重要学术期刊《Nature Communications》（2021，DOI: 10.1038/s41467-021-23797-3）。上。这项工作是由南京大学地球科学与工程学院王孝磊教授团队、北京大学地球与空间科学学院唐铭研究员和美国莱斯大学地球环境与行星科学系Cin-Ty A. Lee教授等共同完成。内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室博士研究生李军勇为论文的第一作者，王孝磊教授为通讯作者。

全岩地球化学分析以及锆石U-Th-Pb-Hf-O同位素测定

华北二叠系高精度时间框架研究

重要进展

南京大学地球科学与工程学院沈树忠院士课题组的吴琼博士与中科院南京地质古生物研究所张华研究员等在华北二叠系高精度时间框架研究方面取得重要进展。

吴琼等在我国华北板块北部保德地区二叠纪海陆过渡相和陆相地层中发现数层火山灰层，并用CA-ID-TIMS方法对这些火山灰进行了高精度锆石U-Pb年代学研究，共获得7个CA-ID-TIMS火山灰锆石U-Pb年龄。首次为华北北部地区二叠纪地层建立了系统的时间框架，颠覆了华北地区陆相地层时代以往的划分和对比方案，为深入解读华北宏观构造背景、生物演化和气候环境变化历史等提供时间约束。

研究成果以“High-precision U-Pb age constraints on the Permian floral turnovers, paleoclimate changes and tectonic activities of the North China Block”为题发表于国际地学领域顶级期刊《Geology》。我院吴琼博士为论文第一作者、沈树忠院士为第一通讯作者、中科院南京地质古生物研究所张华研究员为共同通讯作者。

华北地区二叠系时间框架、植物演化、气候变化和构造事件以及同时期大规模火山活动和全球气候环境变化事件

超长白光有机长余辉材料方面

重要成果

南京大学化学化工学院郑佑轩课题组报道了一系列基于简单的二元体系，利用双光子电离机制在室温条件下即可实现超长有机白光余辉的材料。几组有机薄膜在掺杂到三苯基膦中表现出明显的室温磷光性质；而将客体分子掺杂到DBTSPO主体中，薄膜在移除激发光源后余辉均可以持续20分钟以上，最长可以持续约40分钟。

Angew. Chem. Int. Ed.在线发表了化学化工学院郑佑轩课题组在超长白光有机长余辉材料方面的重要研究成果“Two-Photon Ionization Induced Stable White Organic Long Persistent Luminescence” (2021, 10.1002/anie.202106472)。博士生梁啸为第一作者，郑佑轩为通讯作者。特别感谢左景林教授对该工作的帮助和支持，以及国家自然科学基金(51773088, 21975119)的资助。

利用分子化石同位素获得亚洲季风演化的重要证据

南京大学地理与海洋科学学院赵成教授课题组选择南亚季风影响下的云南泸沽湖，通过精确测量湖相沉积物中保存的陆源高等植物叶腊的分子化石，探究湖泊沉积物叶腊氢同位素的气候指示意义。这项工作利用陆源高等植物叶腊分子化石的氢同位素，获得了2.8万年以来南亚季风区降水同位素序列，为揭示这一区域水文气候变化规律提供了重要证据。此外，研究证实了南亚地区湖泊叶腊氢同位素序列与东亚季风区石笋氧同位素记录具有高度同步演变的特征，并结合古气候模拟，为进一步厘清同位素指标的气候学意义提供了重要参考。

国际知名学术期刊《Geophysical Research Letters》在线发表了地理与海洋科学学院赵成教授课题组关于亚洲季风降水重建及动力学机制的最新成果。本研究由地理与海洋科学学院赵成教授（第一和通讯作者）、南京信息工程大学程军副教授以及中科院等单位科研人员合作完成，参与研究工作的还有南京大学地理与海洋科学学院沈吉教授和博士生王菁菁同学。

研究区及现代气候状况，红色五角星为泸沽湖所处位置，东西向深红色粗线为季风槽的位置

首次提出面向原位资源利用的地外人工光合成材料

南京大学现代工学院姚颖方副教授、邹志刚院士团队联合中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室发表综述文章，首次提出支撑可承受、可持续载人深空探索的地外人工光合成可行的概念与方法。

该文章回顾了近年来国际航空航天领域利用二氧化碳转换生成氧气和碳氢燃料的方法，着重介绍了地外极端环境对人工光合成的负面影响及其可能的解决方案，深入探讨了目前可在地外实施的人工光合成技术及核心材料研究进展，期望深化对地外人工光合成材料与技术的认知，有力支撑载人航天发展。

该综述文章于2021年6月14日以“Extraterrestrial artificial photosynthetic materials for in-situ resource utilization”为题发表于综合性学术期刊《National Science Review》，南京大学物理学院博士后杨柳青、钱学森实验室特聘研究员张策、南京大学现代工程与应用科学学院博士生余习文为论文的共同第一作者，南京大学现代工程与应用科学学院副教授姚颖方、钱学森实验室首席研究员姚伟、南京大学物理学院邹志刚院士为论文通讯作者，论文获得邹志刚院士的精心指导。

地外人工光合成原理与方法

超声激活聚四氟乙烯压电催化活性

南京大学环境学院高冠道/潘丙才教授课题组开发了可诱导传统惰性的聚四氟乙烯（PTFE）颗粒形成压电驻极体（electret）方法。研究显示，对PTFE驻极体进行连续超声辐照可产生ROS，并且其产生速率显著高于已见报道的压电催化剂。该项研究颠覆了人们对惰性PTFE的认知，也开辟了惰性PTFE在环境污染治理、杀菌消毒领域的新应用。

上述研究以“Ultrasonic activation of inert poly(tetrafluoroethylene) enables piezocatalytic generation of reactive oxygen species”为题于2021年6月9日在线发表在Nature Communications。论文第一作者为博士生王炎锋，通讯作者为高冠道教授。共同作者包括现代工程与应用科学学院2020届硕士毕业生徐烨明、环境学院2020届硕士毕业生董上上，以及南京大学现代工程与应用科学学院王鹏教授、鲁振达教授、吴迪教授，化学与化工学院叶德举教授，南开大学陈威教授、哈佛大学Chad Vecitis教授以及团队带头人潘丙才教授。南京大学现代工程与应用科学学院张善涛教授，化学与化工学院沈群东教授，物理学院屠娟教授以及环境学院王伟伟博士参与了论文讨论，现代工程与应用科学学院博士生席中男和李晨博士对PFM测试做出了贡献。

超声活化PTFE示意图

植物基因组的首个无缺(gapless)完成图

南京大学生命科学学院卢山教授课题组联合华南农业大学高立志教授课题组，利用PacBio高保真数据(HiFi)在国际上首次获得了植物基因组的无缺完成图。该研究通过新的基因组组装方法，对水稻的籼稻品种明恢63 (MH63)进行无缺组装。最终获得的397 Mb组装序列MH63KL1包含12个contigs，各自对应一条完整的染色体。与以往其他已发表的水稻基因组相比，该研究获得的基因组图谱在组装的准确性与完整性上都得到了进一步的提升。

该工作近期以“Gapless indica rice genome reveals synergistic contributions of active transposable elements and segmental duplications to rice genome evolution”为题发表于国际一流学术期刊Molecular Plant。生命科学学院博士研究生李奎是该文第一作者；卢山、李朋富(南京大学)与高立志(华南农业大学)教授是本文的通讯作者。

远程低语型声传输系统领域

重要进展

南京大学物理学院声学研究所刘晓峻教授和程营教授课题组在低语型声传输系统领域取得重要进展，他们利用声学超构材料，将微弱声信号远距离且“安静”地传输到目标位置。这一概念与人们在现实生活中进行窃窃私语相似，在实现声信号远距离传递的同时，不会对周围环境产生干扰或造成信息的泄露。

该工作提出的新型声传输系统在不使用超声载波或相控阵系统的情况下，能够在复杂的声学场景中实现微弱声信号的实时定点传输，具有广泛的应用前景。相关研究成果以《Remote whispering metamaterial for non-radiative transceiving of ultra-weak sound》为题于2021年6月16日在线发表于国际重要期刊Nature Communications。南京大学物理学院博士研究生张进为论文第一作者，程营教授、刘晓峻教授及西班牙马德里卡洛斯三世大学Johan Christensen教授为论文的共同通讯作者。

传统辐射型声传输系统和远程低语型声传输系统的比较

手性发光材料及圆偏振电致发光器件方面最新研究成果

南京大学化学化工学院郑佑轩和左景林团队在国内率先开展了手性发光材料CP-OLED性能的研究，在手性磷光配合物和热活化延迟荧光(TADF)材料的开发上取得系列创新成果。郑佑轩和左景林团队与长春应化所周亮研究员团队合作，提出了一种较为普适性的手性TADF材料设计策略。

该工作以“Chiral Thermally Activated Delayed Fluorescence Materials based on R/S-N2,N2'-Diphenyl-[1,1'-binaphthalene]-2,2'-diamine Donor with Narrow Emission Spectra for Highly Efficient Circularly Polarized Electroluminescence”为题发表在Adv. Funct. Mater. (2021, DOI: 10.1002/adfm.202103875)上，研究结果为手性TADF材料和CP-OLED器件的设计提供了借鉴。晏志平博士(目前在佛山季华实验室工作)和刘亭亭硕士为论文共同第一作者，郑佑轩教授、左景林教授和周亮研究员为通讯作者。