近日，我院曾华强教授和沈杰研究员在Angew. Chem. Int. Ed.期刊上在线发表了题为“A Molecular Staircase Built from Hydrazide-Linked Pyridines as an Artificial Proton Channel”的原创性研究成果。该工作报道了一类基于新型分子楼梯开发的高活性、高选择性人工质子通道系统。

具有高选择性的人工质子通道研究仍处于探索阶段，目前仅有两种此类系统被报道。受DNA双螺旋标志性结构的启发，本文提出了一种构建分子尺度阶梯构型的新策略。所设计的分子楼梯（MS）主体呈线性结构，由吡啶单元通过酰肼基团连接而成，其骨架刚性通过分子内氢键得以增强。该分子楼梯可整合多达五个质子传输功能单元，在脂质双分子膜中展现出卓越的质子传导性能。研究结果表明：分子阶梯具有高质子传输活性（相对于脂质的EC₅₀值为0.31 mol%），同时对质子表现出显著选择性——其选择性系数分别为K⁺的160.3倍、Na⁺的90.5倍、Cl⁻的3.5倍。这些发现证实了分子楼梯及其衍生物作为高选择性质子通道的应用潜力，为人工离子传输系统领域的发展提供了新路径。

福州大学化学学院曾华强教授和沈杰研究员为本文共同通讯作者，福州大学化学学院硕士研究生许剑和为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金会、福建省“雏鹰计划”青年拔尖人才和福州大学启动基金的资助。

论文信息：

Jianhe Xu, Yanbin Chen, Jianru Wang, Wenju Chang, Jie Shen* and Huaqiang Zeng*. A Molecular Staircase Built from Hydrazide-Linked Pyridines as an Artificial Proton Channel. Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202510092. DOI: 10.1002/anie.202510092