近日,华中师范大学李海兵教授团队在控制释放植物激素DA取得突破性研究进展,相关成果以重点报道形式发表在材料的权威学科期刊《Small》上, 题为“Electricity-Wettability Controlled Fast Transmission of Dopamine in Nanochannels”的研究性论文,该论文第一作者为硕士生方源,通讯作者为华中师范大学李海兵教授。
李海兵教授团队在国家111引智计划项目、国家外专局和中国科协“一带一路”专项的支持下,与“一带一路”沿线国家 (俄罗斯、埃及、伊朗、巴基斯坦、印度等) 搭建合作型智库网络体系,以期推动绿色农药领域的国际产学研一体化融合发展,践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念。植物生长激素在作物生产的应用越来越广泛,为农民实现增产增收,提高经济效益做出了重要贡献。多巴胺(DA)是一种儿茶酚胺类植物激素,存在于植物和大多数动物中。其参与作物细胞壁的合成,提高作物的抗病能力,是一种促进作物生长发育的激素。因此,开发DA的智能控制释放技术具有重要的科学意义。但是当前植物激素智能控释核心技术专利被国外农药巨头公司垄断,如何突破欧美“卡脖子”关键技术,自主创新开发智能控释体系是一项重大且急迫的科学任务。
李海兵教授团队在国家重点研发计划“高效低风险小分子农药研发与示范”和“超铺展液滴调控技术用于高效农药利用的基础研究”项目支持下,受生物体内DA转运体的释放模式的启发,构建了色氨酸-柱[5]芳烃功能化的纳米尺度多孔膜。该膜不仅实现对DA分子的特异响应,而且实现了电压调控释放DA。该团队还展望该多孔膜的控制释放思路方法将来作为其他植物激素的智能控释的潜在可能性,进一步在农药减量增效方面具有巨大潜力。
图1: 色氨酸-柱芳烃功能化的多孔膜的构建策略及电压调控释放DA。
该项研究工作得到了国家重点研发计划重点专项(2021YFA0716702)、国家自然科学基金(22071074, 21772055)和中央高校基本科研专项资金的资助。
Fang, Y., Xu, W., Yang, L., Qu, H., Wang, W., Zhang, S., & Li, H. (2023). Electricity-Wettability Controlled Fast Transmission of Dopamine in Nanochannels. Small, e2205488. doi:10.1002/small.202205488
李海兵,华中师范大学教授,博士生导师,国家“一带一路战略”首席科技专家、绿色农药全国重点实验室固定人员,华中师范大学化学学院农药减量增效应用方向的领头人,华中师范大学桂子学者特聘教授、教育部新世纪人才和湖北省杰出青年人才。曾获得教育部自然科学二等奖一项、湖北省青年科技奖和武汉市青年科技奖。主要学术兼职有: 《Supramol. Chem.》杂志的国际编委、新疆师范大学“天山人才”特聘教授,湖北省化学化工学会波谱学分会理事长。
目前研究方向农药超铺展剂的设计和农药减量增效传递与释放。在Nat.Comm, JACS, Angew, Adv. Mater, PNAS等权威期刊发表多篇高水平文章。承担并完成国家重点研发计划(高效低风险小分子除草剂研发与示范,2018YFD0200102)及国家自然科学基金(阴离子通道的设计构建及其跨膜传输行为研究,21772055)等一批国家重大科研项目的研究任务。目前主持的在研项目有国家自然科学基金面上项目(超两亲柱芳烃体系设计构建及其在液/固界面上组装和吸附行为研究,22071074)、国家重点研发计划(超铺展剂控制农药液滴撞击作物表面沉积铺展的理论机制,2021YFA0716702)。