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2020年12月,结晶中心Gong Group如期举行了五场文献报告交流会,交流会均采用线上会议的形式,分别由龚俊波老师、陈巍老师、吴送姑老师、高振国老师、陈明洋老师主持。尚泽仁博士、王梦薇博士和马祎明博士等16人分别做了汇报,与会博士硕士总计超过110余人次。
12月1日,王灵宇硕士首先分享了多篇关于极性晶体间苯二酚不对称生长的研究综述文章,第一篇文章为Wells在1949年发表于Discussions of the Faraday Society期刊,首次报道了极性晶体间苯二酚的不对称生长行为,最初认为晶体的不对称生长是由特定溶剂在晶体两个端面吸附能力的差异造成的,而极性晶体的“奇异”生长也引发了科学家们的广泛关注。1986-1988年三篇文章分别发表于Molecular Crystals and Liquid Crystals和The Journal of Physical Chemistry期刊,利用水分子与间苯二酚的吸附实验,分析得到水分子与富苯环端的(011)晶面作用力更强,抑制该晶面的生长,(0-1-1)晶面为快速生长端,并通过间苯二酚的生长动力学支持了该结论。第五、六篇文献Jamshed Anwar基于分子动力学模拟,发现溶剂对其形貌的影响似乎不是来自于晶面-溶剂之间的总体相互作用,而是源于溶剂与晶面上特殊作用位点之间的相互作用。后六篇文献主要来自CGD期刊,对晶体不对称生长的认识发展到了“不对称生长可能是极性晶体的固有属性”,通过对间苯二酚不对称生长的研究,逐步揭示了极性晶体之谜,开辟了新的研究方向。之后李洁硕士文献分享范围是围绕近5年发表的有机磷光晶体的展开的,详细介绍了有机磷光晶体的设计思路和方法,以及其独特的性质和应用潜力,能够指导我们合成有机磷光材料并去开发这些材料的优良应用。最后李茂林硕士分享了五篇关于难溶(易溶)药物的增溶(缓释)的文献,分别发表在Nature Reviews Durg Discover, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, Molecular Pharmaceutics, Nature Materials 和 Crystal Growth & Design。文献一综述汇总了提高难溶药物的方式及优缺点,文献二介绍了可以通过选择合适的制备条件和最佳的相组成,采用熔融淬火法制备共无定形体系,并且物理稳定性可以得到显著提高。第三篇文献分析了含氨基酸的两种无定形药物系统。文献四通过将肪酸酯纳米晶前体药物包埋在生物相容性表面活性剂中,进行药物释放、活化、细胞毒性、抗逆转录病毒活性、药代动力学和生物分布的测试,大大提高了CAB的有效性。最后一篇文献利用共晶合成了一种新的双药三元盐共晶体,可治疗肾脏疾病和肺结核,且具有良好的缓释效果。通过这5篇文献的分享,为药物生物利用度的提高提供了合理的选择。
12月7日研三硕士万旭兴汇报了以溶剂化物为主题的线上文献报告,报告主要包括溶剂化物的形成机理、如何降低溶剂化物形成的熵成本、基于统计学模型预测溶剂化物的形成以及溶剂化物的应用和潜在研究价值等方面展开了丰富、深入的讨论。这有助于指导我们在溶剂化物的制备和应用开发等方向做出新的突破。欧阳瑞灵分享了五篇关于多/高分子组分晶体制备策略的文章,主要对LSAM模块及虚拟合成子概念进行了介绍以及分享了基于分子几何因素(形状和大小)和分子间作用构建多/高组分晶体策略。文章提出了由二元共晶体发展成三元共晶体,最后发展成四元共晶体的合成策略。该策略基于LSAM的概念,LSAM是一种大型的超分子同源异构体,包含一种以上的分子间相互作用。这些相互作用的调制可能与使用额外的分子成分,以便产生更高水平的共晶体。同时分享了在四元共晶体基础上开发更高组分的晶体受阻情况下,如何制备更高组分晶体的策略。
12月14日,纪旭汇报的五篇来自Cryst. Growth Des.和CrystEngComm的文献均围绕药物共晶对渗透性改善展开。五篇文献分别从渗透实验的实验装置及基本实验流程、不同角度(BFDH形态角度、亲脂性、药物…配体间超分子相互作用)对体外药物渗透行为的解释分析、物理混合实验的必要性、渗透实验数据的处理分析等角度对药物共晶渗透性进行了详细介绍。共晶的形成可以在不改变分子结构的情况下同时提高API的水溶性和渗透性。此次汇报对药物共晶渗透性的研究具有一定的指导作用。林家伟硕士做了关于有机小分子模板剂诱导药物多晶型研究进展的专题报道。五篇文献主要来自Crystal Growth & Design和ChemComm。五篇文献的主要内容如下:文献一利用稳定晶型的多奈哌齐作为晶种,发现了一种与稳定晶型具有高度相似的(0 1 1)面的新亚稳晶型,同时亚稳晶型的获得在加晶种的情况下更容易在低过饱和度下制得。文献二,文献三介绍了模板剂的选取原则,并研究了过饱和度、溶剂效应对于模板剂调控晶型的影响。文献四,五结合模拟预测的方法,利用结构类似物作为模板剂,成功发现了两种新的晶型。目前关于模板剂诱导多晶型成核的研究,模板剂的选取主要集中在聚合物、SAMs上,而有机小分子晶体易于获取,且分子结构有序,故这类模板剂可探究晶格匹配与官能团有序性对于晶型调控作用的影响。之后尚泽仁博士分享的5篇文章是大连理工大学膜科学与过程课题组的几项工作。主要包括膜蒸馏结晶的进展:过程模型,结晶控制和创新应用、量身定制的3D打印微晶芯片,可实现多功能和高效的液滴蒸发结晶、新型中空纤维膜辅助反溶剂结晶,可增强传质过程控制、通过膜结晶的基于界面的晶体颗粒自动选择:从缩放到过程控制、膜辅助结晶三态固溶处理的晶体形态混合控制机理。这些工作有助于启发大家的科研思路。最后田宁宁硕士汇报了五篇发表于CGD期刊关于晶种在溶液结晶中应用的文章,报告主要包括通过添加晶种的方法来控制成核过程,实现稳定的晶体生长,有效改善产品质量(粒度分布、形貌、晶型等),无论是在实验室还是工业生产中具有非常广泛的应用,使大家对于添加晶种有着更为深入的了解。
12月21日,王梦薇博士介绍了5篇固体分散体研究领域的工作。第一篇先是介绍了固体分散体的研究起源,随后选取了4篇较新的研究成果,与大家分享了固体分散体的具体研究方法。使用聚合物添加剂是抑制过饱和溶液结晶的一种越来越普遍的方法,用于增强难溶性药物的输送。使用聚合物添加剂维持过饱和度取决于它们抑制成核和晶体生长的能力。在溶液结晶过程中,成核启动了结晶过程,因此,如果不了解聚合物抑制成核的机理,就无法从过饱和溶液中实现对结晶的充分控制。通过王博士的此次分享,加强了大家对于固体分散体中聚合物的选取与维持无定形药物体内的溶解度优势能力关系的进一步理解。刘裕博士分享了五篇关于非经典成核机制中研究中近年来在实验探索方面进展的文章,重点介绍了非经典成核模型及多步成核机理,捕捉了成核前聚体的存在及其作用等内容,其研究思路及技术手段都是值得我们借鉴的,同时该报告指出了非经典成核领域各分支目前存在的问题及未来发展方向。最后陶甜甜硕士分享了关于蛋白质选择性结晶用于生物分离的四篇文章以及一篇生物医药的综述。文章主要发表在CGD等期刊上,具体内容包括结晶作为生物分离的手段替代传统的色谱分离的优点、蛋白质在不同的基质表面上成核生长、从混合物中实现选择性结晶等内容。通过文章讲解,增加了大家对结晶作为分离手段用于生物医药领域的优势以及目前所具备的条件。
12月28日,李中华博士介绍了多篇关于升华在结晶器中应用的文章,文献主要来自Crystal Growth & Design和ChemComm。报告主要分享升华作为一种无溶剂参与的绿色替代手段,在固体形态制备、多晶型调控、手性拆分、刺激响应材料等方面的应用及升华相比于传统结晶手段的优势及目前面临的系列问题。之后李宗秋硕士分享了五篇关于湿磨在结晶中应用的文章,具体内容包括湿磨对于成核、粒度分布和晶体形貌的影响,湿磨还可作为初级成核和二次成核的一种新型的晶种加入方式,并提供了一种新型的机械破碎方式。通过文章讲解,增加了大家对湿磨在结晶中的了解。之后徐慧琳分享了五篇探究缺陷与杂原子掺杂对催化活性影响的文章,主要来自Applied Catalysis B-Environmental 期刊。作为环境光催化剂的热点,石墨相氮化碳性能有待提高,文章提出一个有效且简单的策略元素掺杂,即将杂原子掺杂和构造缺陷来调控电子结构并且增强光催化性能。最后余畅游硕士分享了聚合物添加剂在球晶形成中应用的文献,分别发表在CrystEngComm,Crystal Growth & Design 和 Powder Technology 期刊。第一篇先是介绍了超声和添加剂对姜黄素球晶形成途径的诱导,并讨论了各种聚合物在姜黄素颗粒形成过程的中的作用。文献二利用球形聚结方法,增加介稳区宽度,促进了球晶的形成,改善了球晶的性能。文献三在反溶剂乳液结晶中引入聚合物添加剂,制备了LLM-105球形晶体,这种聚合物诱导的球形结晶方法对于球形有机小分子的设计和制备具有重要意义,后两篇文献研究聚合物诱导球晶形成的机理,为球晶制备以及性能改善中聚合物的选择提供指导。通过几篇文献的学习,提出了一种通过添加添加剂来解决球晶可能无法形成或产品性能较差的方法。
纵观整个12月的交流会,每名报告人都准备的十分充分,讲解细致,逻辑清楚,与课题组研究中遇到的一些具体问题紧密联系,与会人员积极参与其中,讨论交流,提出问题,发表见解,搭建了一个良好的学术交流、分享和讨论的平台,每位同学收获颇多,对进一步提高Gong Group研究生的学术素养和水平具有重要意义。