多项突破！东大人的这份成绩单亮了！

坚持科技自立自强

勇攀科研学术高峰

爱国奋斗的东大人

脚踏实地 勤学深研

东大科技之光

因他们而闪亮！

近日，东北大学多位教师和团队在多个领域取得重要学术成果和学术进展，充分彰显了东大师生科技自立自强，服务国家战略发展和区域经济社会进步的责任担当。

奋斗的东大人

一直在路上

向阳奔跑，追光而行……

1

东北大学理学院在国际著名期刊《Matter》上发表论文

2

东北大学材料学院发现二维FrankKasper Z相结构

3

东北大学冶金学院在大气中HONO来源研究方面取得重要进展

4

东北大学冶金学院在《Energy Storage Materials》发表综述论文

5

东北大学材料学院在Nature Review Microbiology发表文章

6

东北大学材料学院在全电读写电子器件研究方面取得重要进展

7

东北大学材料学院在高熵合金纳米颗粒研究上取得重要进展

8

东北大学计算机学院最新研究成果被软件工程领域顶级期刊IEEE TSE录用

9

东北大学理学院在循环肿瘤细胞分离与检测研究中取得新进展

10

东北大学理学院在Nature Communications发表单原子催化的新进展

东北大学理学院在

国际著名期刊《Matter》上发表论文

近日，东北大学理学院化学系付昱教授以第一通讯作者身份在国际著名期刊Matter上发表题为“Site-directed reductionengineering within bimetal-organic frameworks for efficient size-selectivecatalysis.”的论文 （Matter 4, 2919-2935(2021).），东北大学理学院化学系为第一完成单位，付昱教授为第一通讯作者，白晓觉博士为第一作者，中科院金属研究所齐伟研究员为合作完成者。Matter是Cell期刊的姊妹刊，是材料、化学类享有盛誉的国际权威期刊。

金属有机骨架（Metal-Organic frameworks, MOFs）是由金属离子与有机配体自组装形成的结晶性材料，其在分离、催化等众多领域已经受到了广泛关注。由于MOFs具有分子/原子层次可调的化学组成以及框架和孔道结构，因此被认为是一种理想的金属纳米催化剂载体材料。目前，制备金属纳米粒子/MOFs复合材料的方法主要有两种，即“瓶中造船法（ship-in-a-bottle）”和“船外造瓶法（bottle-around-ship）”，也就是在MOFs结构中引入金属纳米粒子前躯体后还原的策略或者将预先制备好的金属纳米粒子后引入MOFs的策略。这两种材料制备方法虽然已经取得显著的进展，但是仍有较大的创新发展空间。东北大学付昱教授团队提出了一种新颖的“瓶变为船（ship-from-a-bottle）”合成方法，该方法省去了从外界向MOFs结构内引入金属纳米粒子或前躯体这一相对繁琐且可控性差的步骤，而是将MOFs自身的一部分“精准加工”为金属纳米粒子，从而实现可控地制备多种不同类型的金属纳米粒子/MOFs复合材料。这种新颖的金属纳米粒子/MOFs复合材料类作为模型催化剂平台，在研究催化剂结构与功能的关系上也展现出巨大的潜力。

东北大学材料学院

发现二维FrankKasper Z相结构

近日，东北大学材料学院在解析凝聚态物质结构方向取得重要进展，相关研究成果以“Two-Dimensional FrankKasper Z Phase with One Unit-Cell Thickness”为题发表在Nano Letters(Nano Lett.2021, 21, 7198-7205)。该研究利用我校球差校正的STEM技术发现了一类仅具有一个晶胞厚度的二维Frank-KasperZ相，并结合第一性原理计算揭示了从简单六方晶体到复杂拓扑密堆Z结构的相变机理。

据悉，拓扑密堆的FrankKasper相广泛存在于金属材料和软物质中，不仅对常规结构材料的力学性能具有重要影响，而且是储氢、超导等功能材料的基元。同时，研究FrankKasper相的拓扑密堆结构又是认知凝聚态物质中原子堆垛行为的国际前沿方向，它们是联系简单晶体（如典型的fcc、bcc和hcp结构）与准晶的纽带。

目前，相关学者已在实验中发现了28种类型、超过上万个的FrankKasper相，这些结构复杂多变的FrankKasper相通常由3个基本结构（A15，C15，Z相）组成。其中，Z结构是最重要的基本单元，它与C15结构单元组装可以形成五角FrankKasper相（图1红色），而与A15结构单元结合则能生成六角FrankKasper相（图1蓝色）。图1给出了实验已发现的28种Frank-Kasper相平均配位数值（CN值）与其CN= 15体积分数的关系示意图。

相比于常见的、大量的C15和A15结构，Z相由于组分之间的体积不对称比值较大，实验中很少观察到它的存在。迄今为止，在Zr-Al合金与软物质中发现的两种Z相都是有序的三维吉布斯体相。而Z相作为FrankKasper相最基本、也是最重要的结构拼图基本单元，阐明其形成机制，尤其是从简单晶体到复杂拓扑密堆结构的相变路径，将为人们理解复杂FrankKasper相，甚至是准晶的形核与生长机理提供新的思路。

图1：Frank-Kasper相的平均配位数值（CN值）与其CN= 15体积分数的关系示意图。实验已发现的28种类型Frank-Kasper相都位于一个三角形中，而C15，A15和Z相3个基体结构单元则位于三角形的3个顶点。

本工作解析了Mg-4Sm-2Zn合金中时效析出的二维亚稳Frank-Kasper Z相。图2是Mg-4Sm-2Zn合金200℃时效48小时后的HAADF-STEM图像，清晰地表明这些嵌入在{0001}α基面、仅具有一个晶胞厚度的盘状析出相为Frank-Kasper Z相。第一性原理计算结果也证实这种由六角形晶格、三角形晶格和kagome晶格组成的Z-Mg2Sm2Zn3相可以通过基体{0001}α密堆面的原子集体位移式变换（shuffling）而形成。

该发现将为更好理解简单晶体中Frank-Kasper相的形成机制和团簇行为提供有价值的指导，并为认识传统晶体与准晶之间的关系提供帮助。更为重要的是，这种稀土元素位于结构中心的笼型化合物，也预示着可能出现新型热电功能材料。

图2：（a-f）HAADF-STEM图像显示Mg-4Sm-2Zn合金200℃时效48小时后{0001}α基面内层嵌入了大量具有一个晶胞厚度的二维Frank-Kasper Z相，（g）二维Frank-Kasper Z相中Friauf多面体结构示意图。

该论文的第一作者为东北大学材料学院青年教师谢红波博士。近年来，谢红波博士在凝聚态物质结构的解析中取得重要进展，先后发现了“类Laves”结构（Phys. Rev. Lett., 120, 085701, 2018）、含有五次对称的纳米畴结构（J. Phys. Chem. Lett., 9, 4373-4378, 2018）和晶界的系列非对称有序偏析（Nano Lett., 21, 2870-2875, 2021）等。该研究得到了国家自然科学基金（基金号：51525101,51971053,51701211和52101129）和辽宁省“兴辽英才计划”创新团队基金（No. XLYC1808038）的支持，研究获得东北大学校测试中心在球差电镜表征方面提供的支持和帮助。

东北大学冶金学院在

大气中HONO来源研究方面

取得重要进展

近日，我校冶金学院资源与环境研究所在大气中HONO来源研究方面取得重要进展。我校博士生杨望巾为第一作者，韩冲教授为通讯作者，在环境研究领域国际权威期刊Environmental Science& Technology Letter发表了题目为“Photolysis of nitroaromatic compounds under sunlight: A possible daytime photochemical source of nitrous acid?”的学术论文。Environmental Science& Technology Letter是美国化学学会（ACS）旗下期刊，主要刊载环境领域具有重要创新性的科研成果。

该项研究证实了大气气溶胶中典型棕碳类物质硝基芳香化合物的光解过程能够产生HONO和氮氧化物，定量分析结果表明硝基苯酚和硝基多环芳烃光解生成HONO的光解率分别为(0.34-4.16) × 107和(0.02-2.01) × 105 s1，提出了NACs光解反应生成HONO和NOx的机理。该论文结果将为准确评估NACs光解过程对白天大气环境中HONO来源的贡献提供重要计算依据。

韩冲教授课题组前期在近地表HONO来源、硝酸盐光解生成HONO等方面已获得重要研究结果，确定了表层土壤界面含氮物质光解、NO2光化学摄取等过程中HONO的生成通量，证实了表层土壤界面光化学反应过程是近地表白天大气环境中HONO的重要来源。具有光催化活性的矿质氧化物TiO2能够显著影响硝酸盐光解生成HONO的过程，HONO生成通量取决于TiO2的晶体结构和含量。研究结果发表在Environmental Pollution、Atmospheric Environment、Journal of Environmental Science等期刊上。

韩冲教授课题组近期还在大气碳质气溶胶的组成结构及转化机理、气溶胶环境效应等方面取得了重要研究进展，分析了柴油车尾气中黑碳核的数和质量尺寸分布，揭示了黑碳核质量、有机碳厚度随迁移率直径的变化趋势，阐明了黑碳的有效密度、质量-迁移率指数、动力学形状因子、质量吸收横截面积等物理性质与迁移率直径的依赖关系。获得的新鲜黑碳的物理性质的表征结果可作为评估大气老化过程中黑碳的形貌、组成及光学性质的变化程度的初始依据。研究发现丁香酸在与O3非均相化学反应中被氧化为醌类有机物，导致丁香酸的质量吸收效率增加。证实了O3光化学老化过程能够消耗腐殖酸的羟基、羰基等含氧官能团，以致腐殖酸的质量吸收效率减小。研究结果发表在Environmental Science & Technology、Environmental Pollution等期刊上。

据悉，韩冲教授课题组研究领域为大气环境化学与污染防治，重点致力于研究气溶胶化学及环境和健康效应、空气催化净化、二氧化碳捕集与利用，在相关领域取得了创新性研究成果，助力阐明大气污染形成的科学问题，为有效防控大气污染、实现碳达峰与碳中和目标提供理论和技术支撑。研究工作获得了国家海外高层次人才计划青年项目、国家自然科学基金面上项目、辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才、中央高校基本科研业务专项资金（交叉融合类以及人才培育类）、日本金泽大学国际合作计划、加拿大环境部项目等支持。

东北大学冶金学院

在《Energy Storage Materials》

发表综述论文

近日，我校能量转换材料与技术研究团队在能源材料类国际高水平期刊发表综述论文。该论文系统地总结了过渡金属氧化物（TMOs）在锂离子电池、电催化制氢、超级电容器等前沿能量转换和存储器件中的研究现状、存在的科学问题及解决方案。从改性策略的角度，围绕TMOs在能量转换与储存领域的应用，总结了材料结构设计、缺陷工程、材料复合以及电极一体化等改性方法，为开发高效的电化学能量转换材料与器件的研究提供了参考。相关内容以“Recent progress on transition metal oxides as advanced materials for energy conversion and storage”为题发表在《Energy Storage Materials》期刊上。《Energy Storage Materials》创刊于2015年，由中国科学院成会明院士任期刊总编辑，是新能源与材料科学领域最负盛名的期刊之一，该期刊主要报道储能材料和技术有关的重大科学发现及可持续能源和发展的策略和政策。

该论文第一作者为东北大学冶金学院袁双副教授，博士研究生段晓、刘家歧，硕士研究生叶芸、本博生吕福森等参与了本论文文献的收集与整理工作，我校王强教授与中科院长春应用化学研究所张新波研究员为共同通讯作者。

近年来，我校能量转换材料与技术研究团队在王强教授的带领下，根据国家能源领域战略需求，依托材料电磁过程研究教育部重点实验室（EPM）及冶金学院等单位的磁场及多种材料制备装置，开展了多种金属及金属氧化物材料的形貌、尺寸及微结构的调控研究。系统研究了液、气相环境下不同种类TMOs的生长机理，并将TMOs材料应用于电催化水分解制氢、二次离子电池、热电能量转换等领域，阐明了多种TMOs材料的物理、化学特性，取得了多个创新性研究成果，在Small、ACS Applied Materials & Interfaces、Electrochimica Acta等国际期刊发表了一系列研究论文。

过渡金属氧化物在能量转换与存储中的应用及改性方法总结示意图

据悉，在“双碳”目标大背景下，清洁能源的高效转换与储存技术已成为实现低碳化的关键，相关研究也得到了国内外众多学者的广泛关注。电化学法水分解制氢、先进二次电池、超级电容器等能量转换与存储技术的发展为能源的清洁高效利用提供了更多的可能。TMOs已被证明是水分解制氢、二次离子电池、超级电容器等技术中较为理想的电催化剂和电极材料。然而，TMOs材料的活性、电导率、结构稳定性等因素制约着上述技术的发展。本项工作对TMOs材料在能量转换与存储技术中的研究做了细致、全面的总结，并对TMOs材料的改性和开发提出了指导性建议，对未来TMOs材料的设计和开发具有重要意义。相关工作获得国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费、中国科协青年人才托举工程项目、辽宁省兴辽英才计划创新团队及青年拔尖人才项目的支持。

东北大学材料学院

在Nature Review Microbiology

发表文章

近日，我校材料学院电活性生物材料研究所戴瑞克·拉夫莱教授在国际顶级刊物Nature Review Microbiology发表题为《Electromicrobiology: the ecophysiology ofphylogenetically diverse electroactive microorganisms》的综述性文章。该论文重点阐明电活性微生物的生理学和系统发育学多样性、电活性微生物群落的细胞外电子传递机制、以及电活性微生物研究在新材料等领域的潜在应用。如图1所示，电活性微生物可应用于环境修复（图1a）和生物能源领域（图1b）。相关研究还为金属材料的腐蚀与防护提供了新的思路（图1c）。拉夫莱教授团队最近发现微生物具有宏量生产导电蛋白纳米线的特性，充分挖掘了其蕴藏在生物器件领域可待开发的巨大潜力（图1d）。导电纳米线这种电活性生物材料具备独特的功能，可广泛应用于生物医疗、环境监测、能源再生、生物兼容性电子器件等领域。

戴瑞克·拉夫莱教授系东北大学柔性引进教授，依托材料学院腐蚀与防护研究中心成立了东北大学电活性生物材料研究所。目前该研究所的主要研究方向为金属材料的微生物腐蚀和导电蛋白纳米线材料。戴瑞克·拉夫莱教授致力于微生物基础研究，是美国微生物学科学院院士、美国科学促进协会会士、中国科学院爱因斯坦讲席教授，在Nature和Science正刊已发表25篇文章，连续15年ESI高被引科学家，世界微生物领域引用排名第一。

图1 电活性微生物研究的应用前景。

（a）促进形成U(IV)矿物质沉淀

（b）有机废弃物的厌氧转化

（c）金属材料的腐蚀防护

（d）自充电生物医疗监测器。

电活性生物材料研究所成立一年来，创新性成果不断涌现。该研究所徐大可教授（王福会教授团队）近期首次揭示了不锈钢微生物腐蚀的直接电子传递机制，相关工作以题为“Stainless steel corrosion via direct iron-to-microbe electron transfer by Geobacterspecies”发表在微生物生态学领域Nature子刊ISME Journal上。金属材料的微生物腐蚀一直是全球未解难题，每年的微生物腐蚀损失高达5000亿美元。虽然微生物腐蚀的研究已有百年历史，但其机理尚不明确。该工作首次证实了微生物可以通过外表面多血红素c型细胞色素OmcS从金属直接获得电子从而导致金属腐蚀的新机制，为微生物腐蚀的监检测和靶向防治提供了重要靶点。徐大可教授课题组2021年以来，围绕金属材料的微生物腐蚀与防护这一研究方向已发表中科院1区论文10篇，以上工作获得中组部万人计划青年拔尖人才项目、国家自然科学基金重点项目等项目的支持。

东北大学材料学院

在全电读写电子器件研究方面取得重要进展

在磁记录中，磁化方向被用来记录比特0和1，实现信息的读和写需要探测和操控磁化方向。隧穿磁电阻效应可以用来读取磁化方向，而磁化状态的写入通常需要施加外磁场、自旋极化的电流或自旋流。然而，这些操作不可避免地产生大量的焦耳热。

为了实现超低能耗的电子器件，通过电场来翻转磁化方向是一种有效手段，特别是利用电场实现磁矩的180°非易失翻转对未来智能化的信息技术发展至关重要。但是，在物理机制上，由于电场无法打破时间反演对称性，所以利用电场实现180°的磁化翻转一直是国际上的挑战性研究课题。

近日，东北大学张宪民教授研究组等采用第一性原理计算方法，从结构设计的角度出发，提出利用对称的器件结构和反平行的磁矩构型，实现了磁化状态的全电读取和写入，获得了电场条件下磁矩的180°非易失翻转和高的隧穿磁电阻率。相关成果以“Full-Electrical Writing and Reading of Magnetization States in a Magnetic Junction with Symmetrical Structure and Antiparallel Magnetic Configuration”为题发表在美国化学学会期刊ACS Nano上。

利用二维材料CrBr3、h-BN和1T-MnSe2构建了CrBr3/h-BN/1T-MnSe2/h-BN/CrBr3电子器件，其中两个CrBr3层的磁矩固定为反平行状态。如图1所示，改变外加电场的方向和大小，1T-MnSe2的磁矩可以翻转180°。由于器件结构的对称和1T-MnSe2材料的磁晶各向异性产生的能量势垒保证了器件中磁矩翻转的非易失性。同时，该器件的隧穿磁电阻率可以达到421%（见图2），显示了在全电自旋电子器件中潜在的应用价值。

图1.

（a）电子器件CrBr3/h-BN/1T-MnSe2/h-BN/CrBr3的结构图。

（b）器件自旋和原子分辨的态密度。

（c）不同电场下DOWN和UP态的能量差。

图2.

（a）器件Gr/CrBr3/h-BN/1T-MnSe2/h-BN/CrBr3/Gr的结构。

（b）自旋分辨的透射谱

（c）-（f）k||分辨的透射

（c）和（d）分别对应于UP态自旋向上和自旋向下的通道

（e）和（f）分别对应于DOWN态自旋向上和自旋向下的通道

（g）k||分辨的Gr的态密度

（h）-（k）不同通道的势垒

（h）和（i）分别对应于UP态自旋向上和自旋向下的通道（j）和（k）分别对应于DOWN态自旋向上和自旋向下的通道

实现磁化状态的全电读取和写入，不但可以大幅度地降低相关电子器件的功耗，而且对于开发未来的智能化电子器件具有十分重要的推动作用。该工作的第一作者为材料科学与工程学院博士研究生仝军伟，通信作者为东北大学张宪民教授。中国科学院空天信息创新研究院张瑞研究员、中国科学院苏州医工所周连群研究员、吉林大学田夫波教授和东北大学秦高梧教授等共同分析了研究结果。该工作得到了国家自然科学基金（51971057），辽宁省兴辽英才计划科技创新领军人才项目（XLYC2002075）和中央高校基本科研业务费（N2002023和N2102012）的资助。

东北大学材料学院在高熵合金纳米颗粒研究上

取得重要进展

近日，东北大学材料科学与工程学院青年教师李逸兴博士在高熵合金纳米颗粒的制备与其应用上取得重要进展，相关研究成果以“High-Entropy-Alloy Nanoparticles with EnhancedInterband Transitions for EfficientPhotothermal Conversion”为题发表在化学类顶级期刊Angewandte Chemie International Edition（Angew. Chem. Int. Ed.2021, 10.1002/anie.202112520）上。该研究利用直流电弧等离子体放电方法制备一系列过渡族金属元素高度混溶的合金纳米颗粒，通过水蒸发速率测定结合密度泛函理论计算验证，证实上述纳米颗粒具有优异的光热转换效率和应用前景。

该工作的第一作者为东北大学材料学院青年教师李逸兴博士与博士研究生廖怡君，李逸兴于2020年7月于加入东北大学材料科学与工程学院，目前已在Sci.Bull.,Carbon,Nanoscale,J. Appl. Phys.等期刊发表论文20余篇。该工作的共同通讯作者为东北大学/杭州电子科技大学张雪峰教授和中国药科大学徐波副教授。该工作得到了国家自然科学基金（U1908220），浙江省自然科学基金（LR18E010001, 2019C01121）和国家重点研发计划（2019YFE0121700）的支持。

实现磁化状态的全电读取和写入，不但可以大幅度地降低相关电子器件的功耗，而且对于开发未来的智能化电子器件具有十分重要的推动作用。该工作的第一作者为材料科学与工程学院博士研究生仝军伟，通信作者为东北大学张宪民教授。中国科学院空天信息创新研究院张瑞研究员、中国科学院苏州医工所周连群研究员、吉林大学田夫波教授和东北大学秦高梧教授等共同分析了研究结果。该工作得到了国家自然科学基金（51971057），辽宁省兴辽英才计划科技创新领军人才项目（XLYC2002075）和中央高校基本科研业务费（N2002023和N2102012）的资助。

据悉，光热转换材料因其优异太阳能转换应用效率，成为了应对水污染问题及实现海水淡化的重要材料。传统光热转换材料基于局域等离子激元特性进行设计，实现了较为高效的光热转换，但是由于等离子激元振动频率有限，难以赋予材料宽波段吸收性能，影响吸收效率。因此，宽频、高效的光热转换材料亟待开发。

太阳能作为电磁波的一种，由于其波长较短，易与过渡族金属d带的带间吸收产生相互作用。但是不同d带元素具有的能带结构存在差异，仅凭单一元素的带间吸收难以实现有效的光热转换性能。因此，为了获得宽频吸收的新型光热转换材料，需要对费米能级周围4 eV的能带进行填充，实现全太阳光波段的宽频吸收特性。

高熵合金因其所具有的多元素均一混溶的特点成为匹配上述需求的完美材料。其中，块体与微米尺度的高熵合金材料的制备已经得到了广泛深入的研究。但在纳米尺度上，尤其在多于五种组元的高熵合金中，由于扩散长度变短，材料内部的相分离趋势加剧，阻碍了材料的成功合成。

图1高熵合金纳米颗粒TEM-EDS mapping图像

(a)制备方法示意图

(b)-(f)高熵合金纳米颗粒TEM-EDS mapping图像

借助球磨辅助制备的微米级高熵合金作为前驱体，本工作使用直流电弧等离子体放电方法成功获得了具有FCC单相结构的高熵合金纳米颗粒，其元素最大混合数量达到了7种且元素分布均匀。对于上述材料进行的光热转换性能的测试表明，材料在250至2500 nm的光谱上表现出了96%的吸收特性，同时在1个模拟太阳光能量下，材料的水蒸发性能随元素的增加同步增强，在7元纳米颗粒中，材料的蒸发速率为2.26 kg m-2h-1，转化效率为98.4%，展现出了优异的光热转换特性。

东北大学计算机学院

最新研究成果被软件工程领域顶级期刊

IEEE TSE录用

近日，东北大学计算机学院杨晓春教授团队在基于软件智能协作领域取得最新研究进展，论文《DevRec:Multi-Relationship EmbeddedSoftware Developer Recommendation》被软件工程领域国际顶级期刊IEEE Transactions on Software Engineering（TSE）录用（CCF A类期刊，中科院SCI一区）。该研究成果由杨晓春教授（文章通讯和第二作者）、谢新强博士生（第一作者）等人合作完成。

该成果主要面向互联网开发模式下软件群体化开发以及软件超量开发面临的智能协作问题，提出了基于GNN图神经网络的多元关系嵌入学习和基于Attention机制的高阶关系聚合推荐算法及模型、在GitHub和GitLab真实数据集上进行了实验验证、并围绕企业真实环境进行了大量案例分析。与现有技术相比，该成果目前在准确性、算法效率方面处于领先水平，能够有效解决智能协作推荐方法存在的精度低以及数据稀疏和冷启动问题。该成果具有重要的研究价值和应用前景，很大程度上推进了互联网开发模式下的软件开发者群体化和智能化协作开发领域方向的发展。

据悉，TSE是全球公认的软件工程领域最权威的顶级学术期刊，代表了当前软件工程领域国际最高研究水平。TSE对论文质量有较高要求、研究范围覆盖整个软件工程研究领域，每期仅录用8—10篇论文、年平均录用文章数57篇。此次研究成果的录用，标志着我校学者在软件工程领域基础技术研究方面取得了较大进展，其研究能力和研究成果获得了国内外同行的广泛认可，有效提升了学校在软件工程领域的学术影响力和贡献度，为今后我校学者与国际该领域顶尖学者的交流互动奠定了良好基础。

东北大学理学院

在循环肿瘤细胞分离与检测

研究中取得新进展

近日，我校理学院化学系在循环肿瘤细胞分离和检测方面取得重要进展。相关研究使用双重适配体标记的Seaurchin-DMA-AuNP探针，识别捕获血液中稀有循环肿瘤细胞；利用集成细胞分离通道和样品纯化通道的微流控芯片，对人体血液中目标细胞进行分离纯化，借助电感耦合等离子体质谱对Au-197同位素的超灵敏识别，构建了一种高效仿生CTC识别策略，可用于血液样中单个CTC细胞的筛查与分析。

循环肿瘤细胞（Circulating Tumor Cell，CTC）是从实体肿瘤病灶分化脱落进入外周血的各类细胞的统称，部分循环肿瘤细胞甚至可以发展成为新的转移灶。研究表明，超过百分之九十的肿瘤疾病相关死亡与CTC转移有关。因此，对CTC的快速准确分析在癌症早期诊断、肿瘤转移检查、预后判断、疗效评价等方面都具有重要意义。

相对于单适配体探针或微固体界面结合适配体的方式，Sea urchin-DMA-AuNP探针中的Sgc8和SYL3C适配体分别对肿瘤细胞标志物PTK7和EpCAM具有更高的结合效率和特异性。该研究利用增强型螺旋分离单元和水动力过滤纯化单元的集成化微流控芯片，可以在温和的流体条件下，去除样品基质中的囊泡等潜在假阳性微纳米级污染物，有效地从血液中分离出具有高生物活性的CTC，其对循环肿瘤细胞的检测速度和分辨率均优于目前主流商品化仪器，可快速识别血液中EpCAM和/或PTK7阳性的CTC，并在单细胞分辨率下完成无背景干扰的CTC分析，为基于适配体的临床体液快速诊断提供有益信息。基于该项研究申请的专利已进入实质审查阶段，相关研究发表在美国化学会ACSApplied Materials & Interfaces期刊上，我校化学系博士生张璇为论文第一作者。

据悉，该研究工作是王建华教授主持的国家重大科研仪器研制项目（适于生命体系中金属/类金属形态分析的光谱系统研制项目）的重要组成部分，该仪器研制项目在单细胞样品预处理及单细胞元素分析等方面获得许多重要成果，包括设计构建了一系列基于介观流控模块单细胞分离获取装置，利用电感耦合等离子体质谱的高灵敏度，揭示了单细胞中多种元素不同形态的分布规律及金属药物的转化情况；设计搭建了一系列基于微流控芯片以及商业微组装模块的单细胞捕获进样装置，与电感耦合等离子体质谱、激光诱导荧光、激光剥蚀系统等检测技术联用，实现了在单细胞分辨率下的高检测效率、高通量、多维度参数采集、成像分布及信息统计，为细胞间的金属药物转运、纳米粒子亚细胞定位、元素拮抗互作的研究、单细胞分析仪器的设计与构建提供重要理论基础和实践经验。基于相关研究，团队在ACS Nano，SmallMethods，Analytical Chemistry，ACSApplied Materials & Interfaces等国际高水平期刊发表一系列论文，申请国家发明专利7项，其中获批3项，4项进入实质审查阶段。

我校分析测试中心对适配体探针的表征等提供了技术支持。

东北大学理学院

在Nature Communications

发表单原子催化的新进展

近日，东北大学理学院副教授孙宏滨，中科院金属研究所研究员刘洪阳，北京大学教授马丁的研究成果“Tuning the selectivity ofcatalytic nitriles hydrogenation by structure regulation in atomicallydispersed Pd catalysts”在线发表于Nature Communications上。这是继2018年孙宏滨副教授团队在Cell子刊上发表论文，报道了第一个多相催化剂控制的腈类化合物氢转移反应的选择性之后，再一次在该领域作出重要成果。我校2020届硕士刘治博是文章的第一作者，东北大学为第一完成单位。

由腈制备胺类化合物具有极高的原子经济性，然而腈的加氢有多种产物，选择性的控制十分重要。在此工作中，研究团队利用富缺陷的石墨烯包覆的纳米金刚石作为载体，构建了单原子钯和全暴露的钯团簇催化剂，两种催化剂都具有极高的活性，却具有截然相反的反应选择性，单原子钯催化剂生成仲胺化合物，而团簇催化剂则对伯胺有很高的选择性。

与之前的工作通过调节催化剂电子结构实现选择性不同，本论文在催化剂活性组分的原子层面上进行了深入的探索，通过球差矫正高角度环形暗场电镜、X射线精细结构衍射普等详细的表征结合密度泛函理论（DFT）计算，对腈的活化反应过程进行系统的描述，进一步揭示了催化反应过程的细节。

来源 | 东北大学新闻网

编辑 | 赵佳 吕佳悦 王亦宁

责编 | 杨明 迟美琪

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