向“新”而行！来看哈工大近期科研成果

近期

哈尔滨工业大学科研团队坚持“四个面向”

开展集智攻关

取得一系列创新成果

一起来看——

01

近日，我校生命科学中心陈西课题组在自噬靶向蛋白降解领域取得新突破，提出基于非小分子的自噬靶向纳米抗体嵌合体（简称“自噬抗体”，ATNC），可用于选择性降解细胞内靶标。 研究成果以《自噬抗体：多模式纳米抗体嵌合体自噬降解胞内无配体和不可成药蛋白靶标》为题发表在《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上。该研究实现可选择性降解不可成药的与卵巢癌治疗相关的糖蛋白，可有效抑制卵巢癌细胞的增殖和迁移。

自噬靶向纳米抗体嵌合体

靶向蛋白质降解策略正迅速成为药物研发新模式。近年来，自噬靶向降解领域引入了基于双功能小分子降解剂，这些基于自噬的方法具有一定局限性。此外，双靶头小分子降解剂浓度提高后易形成无效的“降解剂∙靶蛋白”二元复合物，反而抑制降解效果。针对这些问题，课题组提出通用、模块化和多应用模式的ATNC，用于选择性降解细胞内靶标。

研究成果展示了ATNC技术的普适性和模块化优点，含有绿色荧光蛋白标签、红色荧光蛋白标签的靶标，有极高亲和力的AlfaTag标签的靶标，内源蛋白靶标RhoA和定位于细胞核的微管成核因子靶蛋白均能被降解。此外，运用双特异性纳米抗体，ATNC还可实现同时降解两个蛋白靶标，这对开发具有协同药效的药物分子具有重要意义。ATNC不仅能降解可溶性蛋白质，还可降解其他底物，如细胞器、聚集蛋白等。此外，课题组还将化学诱导临近手段整合进ATNC技术，实现了布尔逻辑门控的靶向蛋白降解。最后，课题组开发出自噬抗体药物，通过降解不可成药和无配体的肿瘤标志物人附睾蛋白4，抑制卵巢癌细胞的增殖和迁移，显示出ATNC技术在转化应用层面的潜力。

哈工大为论文唯一通讯单位。生命科学中心陈西研究员为论文唯一通讯作者。陈西课题组博士研究生何慧萍、周成健为论文并列第一作者。

该研究获国家自然科学基金、黑龙江省自然科学基金、哈工大“双一流”经费支持。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c08843

02

近日，能源学院高继慧教授团队在新型脉冲电催化体系的机制研究中取得新进展，首次揭示了脉冲供电在氧还原合成过氧化氢（ H 2 O 2）体系中对界面物质输运及反应中间体形成动力学的跨尺度调控机制，为发展能源电催化反应调控手段提供了新思路。研究成果以《揭示氧还原反应中脉冲电催化对界面微环境的原位动态调控》为题发表在《美国化学学会能源快报》（ACS Energy Letters）上。

多孔纳米碳球脉冲电催化合成 H 2 O 2过程界面微环境调控机制示意图

H 2 O 2是一种广泛用于化学合成、漂白消毒、废水处理的绿色氧化剂。氧气阴极电还原（ORR）法可在温和条件下实现 H 2 O 2的绿色合成，受到广泛关注。然而，由于电极/溶液界面电子转移速率、电化学反应速率和产物扩散速率三者间的时空不匹配性，ORR体系存在反应选择性低、动力学缓慢等问题。如何实现这三者速率的协同是提升 H 2 O 2时空产率的关键。传统研究多着眼于电催化剂设计，往往忽视了界面微环境中的能质传递对提升时空产率的重要作用。

团队通过设计具备典型孔隙特征的多孔纳米碳球，借助原位谱学、有限元模拟和量子化学计算等手段，成功揭示了脉冲电催化对界面微环境的原位动态调控机制。其中，脉冲电催化与分级孔结构的耦合可有效打破扩散层处质子转移的限制，而脉冲电场的施加可调控亥姆霍兹层中碱金属阳离子与ORR中间体间的弱相互作用，从而激活*OOH并降低反应能垒，获得更有利的*OOH中间体形成热力学。

哈工大为论文唯一通讯单位。能源学院博士研究生丁雅妮为论文第一作者，周伟副教授、高继慧教授为论文共同通讯作者，博士研究生李俊峰和谢亮、2021级硕士研究生王金格、孙飞教授、孟晓晓副教授、赵广播教授、秦裕琨院士参与相关研究工作。

该研究获得国家自然科学基金委重点项目和哈工大青年拔尖人才计划项目的支持。

在前期工作中，团队首次发现了低频脉冲电流可抑制 H 2 O 2在多孔阴极中的电还原路径，研究了脉冲电催化对界面双电层充放电的影响和对碳材料活性位点的原位稳定与动态激活效应。相关成果发表在《应用催化B: 环境》（Applied Catalysis B: Environmental）、《材料化学学报A》（Journal of Materials Chemistry A）等期刊，获得国内外同行的广泛关注。

论文链接：

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.3c00758

03

近日，“生命至上·2023”重庆市长江三峡库区危岩地灾应急救援实战演习在重庆市奉节县举行。演习由应急管理部指导、重庆市人民政府主办、哈工大重庆研究院等多家单位协办。我校土木工程学院凌贤长教授团队多项成果在演习中得到应用。

多波束无人船实现崩塌堆积体水下分布情况快速勘测

倾斜摄影无人机开展基于仿地飞行自主导航条件下危岩三维实景建模

凌贤长教授团队与合作单位研发的多波束无人船实现崩塌堆积体水下分布情况快速勘测、倾斜摄影无人机开展基于仿地飞行自主导航条件下危岩三维实景建模、双光谱摄像机开展火情监测等成果为演习顺利开展提供技术支持。

近年来，凌贤长教授团队依托哈工大重庆研究院，结合地质灾害频发地区应急保障的重大需求，围绕岩土与地质灾害防控与应急保障中的关键共性难题，开展多项技术攻关，打造了应急救援成套技术装备，为应急救援提供了有力的技术支撑。

04

近日，机器人技术与系统全国重点实验室、机电学院任玉坤教授团队在智能可穿戴医疗设备方面取得重要进展。相关成果以《用于渗出液管理和慢性伤口按需治疗的无线闭环智能敷料》为题发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。该成果实现了伤口渗出液管理、传感器监测、闭环治疗和柔性电路模块的高度集成，为慢性伤口的新型监测与治疗提供全新思路，在可穿戴医疗器械领域具有重要应用前景。

智能伤口敷料的设计、结构和操作概述

随着人口老龄化发展，各种慢性疾病患病率逐年增加，导致与之相关的压疮、糖尿病足、下肢静脉性溃疡等慢性创面也呈现出高发病率。此外，各种创伤、烧伤、烫伤、细菌感染伤口、术后创口不愈合等所导致的慢性伤口也同样常见，已成为严重危害人民身心健康、降低生活质量、增加社会医疗保障负担的重要原因。

为实现慢性伤口的高效治疗，团队设计并制作了可同时实现伤口渗出液管理和按需治疗的智能可穿戴医疗设备。在此项工作中，智能伤口敷料可贴附在伤口点，伤口渗出液会自发地泵送到微流体通道进行存储。同时，智能伤口敷料可通过监测伤口的温度和湿度信息来判断是否为早期感染，通过智能手机反馈、控制液态金属加热器，使水凝胶中药物按需释放，从而实现慢性伤口的闭环反馈治疗。在小鼠感染创面模型中，多功能伤口敷料通过减少炎症反应、促进血管生成和胶原沉积来加快伤口愈合速度。

哈工大为论文唯一通讯单位。机电学院陶冶副教授、生命学院李钰教授和机电学院任玉坤教授为论文共同通讯作者。机电学院博士研究生葛振友为论文第一作者。机电学院博士研究生郭文尚、张善国，硕士研究生孟祥宇，生命学院博士研究生孙皓修、曹靓钰、路克曼，长安大学刘维宇副教授参与论文相关研究工作。

该研究获得国家级青年人才基金、国家自然科学基金、哈工大“理工医交叉研究项目”等经费支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/adma.202304005

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