国际著名电分析化学家、JACS副主编,美国Utah大学化学系教授Shelley D. Minteer来我校访问

发布时间:2017-11-29   来源:北大化学

兴大报告 Xing Da Lecture

  

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应北京大学化学学院邵元华和吴凯教授的邀请,国际著名电分析化学家、JACS副主编,美国Utah大学化学系教授Shelley D. Minteer于2017年11月16日-19日在北京大学访问。11月17日下午Minteer教授在北京大学化学学院做了题目为“Enzymatic bioelectrocatalysis: From metabolic pathways to metabolons”的兴大报告。


17日上午, Minteer教授与化学学院分析上的多个课题组分别进行了深入交流。17日下午3点半,兴大报告在化学学院A204报告厅举行。化学学院100余名研究生和教师参加了此次兴大报告讲座。兴大报告主持人吴凯教授主持报告并简要介绍了Shelley D. Minteer教授的简历。




在此次报告中,Minteer教授围绕酶生物电催化展开。首先介绍了酶生物燃料电池,它是以酶为催化剂直接将燃料中的化学能转化为电能的燃料电池,大多数酶生物电极利用复杂的生物燃料(例如葡萄糖),但是仅使用单一酶(即葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶),导致生物燃料仅部分被氧化。为深入完成底物氧化以改善电流密度和功率密度等性能,Minteer教授指出酶级联在生物阳极上的应用具有重要意义。


随后Minteer教授介绍了在酶级联反应中可用于底物通道的代谢区室(metabolons)的重要性。这些酶级联包括三羧酸循环等天然代谢区室和利用DNA和肽作为支架的人造代谢区室,并向我们介绍了具有DNA桥连底物通道的酶级联生物阳极,它利用锌指结构从细胞裂解物中直接提取脱氢酶并且将酶固定在DNA修饰的多壁碳纳米管上,以上设计的酶级联生物阳极可很大程度改善甲醇生物燃料电池的性能。接着,Minteer教授向我们展示了有机催化剂TEMPO修饰的线性聚乙烯亚胺(TEMPO-LPEI)对于多种醇类氧化的高效电催化性能,其可作为燃料电池的阳极催化剂,提高酶级联反应的性能。


最后,Minteer教授指出氧还原反应并不是阴极反应的唯一选择,她介绍了氢氮燃料电池,利用甲基紫精同时在阳极、阴极作为电子介体,阳极的氢化酶氧化氢气分子,并将电子传输到固氮酶阴极,最终还原氮气产生氨气分子,该氢氮燃料电池为氮气燃料电池打开了新思路。在演讲过程中,Minteer教授多次提到酶级联对于高效生物电催化的重要性,并指出酶生物燃料电池的电子传递复杂需要在材料上进行更大创新。








报告结束后,Minteer教授和与会者进行了热烈的讨论。此次报告受到老师和同学们的高度好评。吴凯教授向Minteer教授赠送了“兴大报告”奖章,并合影留念。


Shelley D. Minteer教授简介:

Shelley D. Minteer教授于1995年和2000年,分别在西伊利诺伊大学(Western Illinois University)和爱荷华大学(The University of Iowa)获得学士和博士学位。随后在圣路易斯大学(Saint Louis University)任教,2011年入职犹他大学(University of Utah),目前是犹他大学化学材料科学与工程学院教授。主要从事电化学催化、生物分析电化学和生物燃料电池等方面的研究工作。已发表论文250余篇、做邀请报告350余场。获生物电化学协会Luigi Galvani Prize、美国电化学会Fellow、国际电化学Tajima Prize等多项殊荣。曾/现任电化学领域权威期刊Journal of the Electrochemical Society(JES)的技术编辑和化学国际顶级期刊Journal of the American Chemical Society(JACS)的副主编。


文:顾超越、邵元华;图:贾丽娟