物理化学考研(物理化学考研学校排名)

物理化学考研,物理化学考研学校排名

她叫,出生于山东省嘉祥县,从西工大本科到复旦直博,后又到美国和荷兰的高校做博后研究。如今,她在荷兰莱顿大学药物研究中心担任助理教授。


▲图 | (来源:Leonie Voets)

交流中,特意提到直博期间的两位导师:中科院院士&复旦大学化学系教授、以及同一院系的教授。

说:“一路走来,我很幸运能在中、美、欧的知名实验室学习、工作,感受不同的教育、文化和科研审美。其中最珍贵的是我的各位导师,在院士的推荐下,2014 年博士毕业后我得以到美国做博后。院士好比‘江上清风、山间明月’,轻轻照拂、让我时刻不忘初心。老师的坚韧,则让我看到女性科学家的魅力和格局。”

近日,苏璐又迎来好消息。在水凝胶论文“内卷”的当下,他们在 Science 主刊发了篇论文。研究中,她和同事发现了一种稀释诱导成胶现象。借助引入另一种超分子作用力,构建了水凝胶-溶胶-水凝胶-溶胶多种转变的体系,而在稀释过程中这一过程是完全可逆的。

▲图 | 稀释诱导的凝胶-溶胶-凝胶-溶胶转变示意图(来源:Koen Pieterse)

谈及应用前景,她表示:“我们期待将稀释诱导聚合/凝胶的方法学,用于更多超分子、高分子体系中,进而催生更多应用。例如,作为组份之一的小分子表面活性剂,已被广泛用于洗化用品、界面稳定剂、脂质纳米颗粒疫苗中。那么,此次提出的方法学在相关领域应该也有潜在应用。

例如,此次论文通讯作者、也就是我之前的导师荷兰埃因霍温理工大学的伯特·梅杰教授(),正和业界展开深度合作,以用于高端洗护用品的开发上。”

同样基于应用角度,目前正在开发类器官的培养基质。当下,类器官的培养基质主要依赖于基底膜基质 Matrigel,它主要提取于从富含胞外基质蛋白的 EHS 小鼠肿瘤中,因此无法真正用于临床。

而本次体系具有动态可逆性,易于化学修饰、可被稀释诱导成胶,同时方便操作。但不得不承认,实现全合成的类器官培养基质,需要生物、化学、材料、工程的合作,因此她很期待此次方法学能提供一些帮助。


(来源:Science)

利用简单超分子体系,探究生命背后的朴素规律

据介绍,超分子科学的灵感来源于生命体,而对于生命体的探究也是的科研动力。她期待利用简单的超分子体系,探究生命背后的朴素规律。而在多组分体系中,极其微弱的扰动都会引发巨大的宏观改变。

此次研究中,她和合作者报道了水相体系中稀释诱导的凝胶现象。这一现象似乎有违常理,但在分子尺度上对整个过程进行分析探究后,发现其本质在于浓度依赖性的多组分弱相互作用力的调控,它又变得合乎情理。

自 2009 年以来,越来越多的研究发现,通过液-液相分离驱动形成的无膜细胞器,对细胞的生长、疾病的引发等有着重要的作用。细胞通过无膜细胞器在时间和空间上对特定物质进行精准的调控。

研究中,课题组利用简单的超分子两组分或三组分体系,在相对广的浓度窗口内,探索了重入相变,希望能为更好地理解生命过程提供物理化学基础。


(来源:Science)

此次成果始于一次偶然发现。2019 年 10 月,课题组的一位硕士研究生西普里安·穆勒(r)和他的实验指导杰西·莫斯克拉()博士,将水溶性的盘状超分子基元苯-1,3,5-三甲酰胺 (BTA-EG4),与阳离子表面活性剂辛基三甲基溴化铵 (OTAB) 共混后,发现本该形成超分子凝胶的 BTA-EG4 三维网络被 OTAB 破坏,形成了黏度接近于水的溶液。

他们又在无意中加入了一些水进行稀释,5 分钟后竟然形成了凝胶。得知这一现象后,和同事开始展开系统深入的研究。

事实上,针对 BTA-EG4 超分子,自 2013 年始,该课题组就对溶液态和凝胶态“结构-动态-功能”的关系进行了细致的研究。

以此为基石,该团队筛选大量的表面活性剂,借助相关的实验和模拟,很快就在微摩尔的浓度窗口内,发现了稀释诱导聚合的物理化学本质。


(来源:Science)

接下来便是对多重相变进行拓展。基于对物理化学本质的理解,该团队从理论角度设计了两种路线,以用于实现级联的凝胶-溶胶-凝胶-溶胶的多重相变。

依据这些路线所设计的体系均获得成功。值得强调的是,在超分子的多组分体系中,任何组成上或形式上的改变,包括浓度、温度、制备路径等,都有可能影响组装状态。

但是,在含有大量盐和蛋白的情况下,中性聚合物表面活性剂体系仍然能在室温及体温实现稀释诱导的凝胶-溶胶-凝胶-溶胶转变。

研究进行到这里,下一步则是实现诱导聚合的可视化。虽然该团队已经拿到夯实的表征,可以在分子层面上还原整个过程,但他们还是希望能看到整个过程。

借助动力学的研究,等人发现这在理论上完全可行。于是,她和同事希哈·迪曼()博士一起,设计并修饰了支撑的磷脂双分子膜。以此为平台,她们通过全内反射荧光显微镜,追踪到了原位的聚合生长。

最后两步则是验证可重复性和论文。为确保实验的可重复性,博士生桑德拉·舍恩梅克斯()、马勒·弗勒格尔(Marle E. J. Vleugels)分别单独重复了部分实验。随后,他们一起完成了论文撰写。

近日,相关论文以《通过水中竞争性超分子途径稀释诱导的凝胶-溶胶-凝胶-溶胶转变》()为题发表在 Science 上,和担任共同第一作者,担任通讯作者。

▲图 | 相关论文(来源:Science)

三位审稿人认为该工作“简单但震撼”,并表该成果为研究以重入相变/液-液相分离为驱动机制的细胞内的众多生命过程,提供了更深入的物理化学基础。

在同期 Science 上,美国圣母大学工程学院教授马修·韦伯()针对这一工作写了观点文章。

“鬼使神差”的加水稀释实验

回顾研究历程,说首先是幸运,幸亏课题组的西普里安和杰西,“鬼使神差”地做了加水稀释的实验。

其次是团队合作。称她们的团队为“Dream Team”。她说:“我曾在研究中途怀孕、休产假。当我不能进实验室操作时,其他成员总能认真快速地帮助验证。现在很多人都毕业、离开,包括我自己。但是,即使我们已经离开,有什么好的想法,也会及时和导师伯特讨论。”


(来源:Science)

还有一点很有意思的是,在初筛完表面活性剂后,就遭遇了新冠引发的强制隔离。虽然对于突如其来的隔离,让感到极度不适。但不得不承认,隔离给了她充裕的时间去思考。也正是在隔离期间,她设计出中性聚合物表面活性的体系。

隔离结束后,她迫不及待地“钻进”实验室,从分子合成到条件优化到各种表征,仅用一个月就拿到了绝大部分数据。

从基础研究角度来说,她和同事对在磷脂双分子膜上的稀释诱导聚合很感兴趣。此次论文也简单介绍了动力学的结果。但是,更深入、更系统的研究还在进行中。

例如,他们发现将苯-1,3,5-三甲酰胺和表面活性剂的混合浓溶液,滴到含有磷脂双分子膜的溶液内,苯-1,3,5-三甲酰胺和表面活性剂会以自发的形式,在磷脂双分子膜表面聚集并形成液-液相分离,进而在浓度梯度的作用下,界面成核、且会在磷脂双分子膜上进行聚合和融合。

整个过程,都能在细胞内、或细胞间找到类似现象。因此,她期待通过更深入的研究,帮助人们理解生命体中的更多现象。

(来源:Science)

辗转中美欧三地求学,如今落定荷兰高校

如前所述,本科就读于西北工业大学的高分子工程与材料专业。2009 年,她到复旦大学高分子系攻读博士(5 年直博),导师是先生和教授,主要做含糖聚合物的组装,期间她对含糖组装体在免疫调节上的潜在应用做了初步探索。

博后期间的合作导师,是美国德克萨斯农工大学化学&化学工程和材料科学与工程系的凯伦 L. 伍利()教授。在凯伦教授课题组的时候,主要做功能性可降解的纳米材料,以及其在药物递送、图像引导治疗、原油泄漏处理和回收、有机电池等方向的应用。

2017 年,她加入荷兰埃因霍恩理工大学分子科学系教授伯特·梅杰()课题组,主要研究水溶性超分子聚合物在溶液态和凝胶态“结构-动态-功能”的关系。

2022 年 5 月,苏璐入职荷兰莱顿大学药物研究中心任助理教授,目前主要研究超分子亚稳态药物递送材料、液-液相分离驱动的抗药性机理等。

参考资料:

1.Su, L., Mosquera, J., Mabesoone, M. F., Schoenmakers, S. M., Muller, C., Vleugels, M. E., … & Meijer, E. W. (2022). Dilution-induced gel-sol-gel-sol transitions by competitive supramolecular pathways in water. Science, 377(6602), 213-218.

2.Webber, M. J. (2022). Less is more when forming gels by dilution. Science, 377(6602), 153-154.

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