-
氧化诱导石墨烯碳空位形成机制:从环氧团簇演化到纳米孔可控构建
石墨烯作为二维材料的明星成员,其完美的蜂窝状晶格结构赋予了卓越的导电性和机械强度。然而这种"完美"反而限制了其在某些领域的应用——例如需要分子筛分功能的膜分离技术。通过可控氧化在石墨烯表面引入纳米级孔洞,被视为破解这一难题的关键路径。但长期以来,科学家们对氧化过程中氧原子如何组装成团簇、又如何进一步演化为碳空位的过程知之甚少,这严重阻碍了精准调控孔结构的实现。研究团队通过密度泛函理论(DFT)计算系统揭示了环氧团簇的演化规律。发现虽然9-12个氧原子的中心对称环形构型能量更低,但实验观察到的线性链状结构仍占主导,这源于其逐步生长的简易性和高达1.6 eV的重组能垒。当多条环氧链相互靠近时,晶格
来源:Cell Reports Physical Science
时间:2025-12-12
-
逆转Leloir途径实现葡萄糖直接合成半乳糖及塔格糖的生物合成新策略
在健康饮食需求日益增长的今天,低热量天然甜味剂的开发成为食品工业的重要方向。D-塔格糖(D-tagatose)作为一种稀有糖,具有92%蔗糖甜度却仅含三分之一热量,被美国FDA认定为GRAS(一般公认安全)物质,是理想的蔗糖替代品。然而,塔格糖的自然丰度极低,传统化学合成法存在纯化困难、副产物多等问题,而生物制造方法又面临原料限制——当前主要依赖乳糖水解获得的半乳糖进行异构化,导致50%的碳损失(葡萄糖未被利用),严重制约了其经济可行性。为解决这一瓶颈,发表在《Cell Reports Physical Science》的最新研究提出了一种颠覆性的解决方案:通过逆转天然半乳糖代谢的Leloir
来源:Cell Reports Physical Science
时间:2025-12-12
-
铱氧化物表面不饱和氧物种实现甲烷与甲醇的室温高效催化氧化
甲烷作为天然气的主要成分,其低温高效转化一直是催化领域的"圣杯"挑战。由于甲烷分子中C-H键的高稳定性,传统催化体系往往需要高温条件才能实现有效活化,这不仅能耗高,还容易导致过度氧化产生大量二氧化碳。如何在温和条件下实现甲烷的选择性氧化,成为能源化工领域亟待突破的瓶颈问题。近年来,铱氧化物(IrO2)在低温催化氧化反应中展现出独特优势,但其高活性的物理起源仍存在争议。一些研究认为桥氧物种(OBRI)是主要活性位点,而另一些研究则指出配位不饱和氧物种(OCUS)起着关键作用。更为重要的是,大多数研究集中在单晶薄膜模型催化剂上,与实际应用的粉末催化剂存在显著差异。这种基础研究与实际应用之间的鸿沟,
来源:Cell Reports Physical Science
时间:2025-12-12
-
大麦中的nepenthesin HvNEP-1能够增强玉米对赤霉病和镰刀菌穗腐病的抗性
本研究聚焦于通过基因工程手段提升玉米对两种重要真菌病害——赤霉病(GER)和禾谷镰刀菌耳腐病(FER)的抵抗力。研究团队以大麦中的HvNEP-1基因作为功能载体,通过农杆菌介导的植物转化技术将其过表达至玉米籽粒组织,并系统评估了该基因在玉米抗病中的实际效果。### 一、研究背景与科学问题玉米作为全球主要粮食作物,其产量和质量常受真菌病害威胁。赤霉病(GER)由Gibberella graminearum引起,会产生 DON、NIV等剧毒真菌毒素;禾谷镰刀菌耳腐病(FER)则由Fusarium verticillioides引发,携带 fumonisins等毒素。传统防控手段依赖化学药剂或栽培管
来源:Journal of Plant Interactions
时间:2025-12-12
-
糖尿病对接受腹膜透析的老年患者的生存率和临床结局的影响
该研究针对70岁以上慢性腹膜透析(PD)患者中糖尿病(DM)与临床结局及死亡风险的关系展开系统性分析。研究基于中国三级教学医院最大的PD中心数据库,纳入2009-2020年间接受PD治疗的210例高龄患者(平均年龄80.7岁),其中38.6%存在糖尿病合并症或糖尿病肾病作为原发病。研究通过多维度临床终点监测发现,DM并未显著影响老年PD患者的生存质量或技术可行性。研究首先构建了包含年龄、性别、基础疾病等12项核心指标的评估体系。数据显示,DM组患者在年龄(79.6±4.7 vs 81.4±5.0)、空腹血糖(6.18[4.53-9.30] mmol/L vs 4.88[4.40-5.63] m
来源:Renal Failure
时间:2025-12-12
-
Bothrops atrox毒液对小鼠钙稳态和骨组织的急性毒性作用
该研究由法国加亚那大学医院重症监护科Hatem KALLEL、Latifa HAMDAOUI、Malek ELEROU等学者团队完成,聚焦于 Bothrops atrox 蛇毒对小鼠骨代谢和结构的急性影响。研究通过动物实验揭示了蛇毒引发骨组织损伤的多机制作用路径,为后续临床研究提供了重要参考。一、研究背景与科学问题 Bothrops atrox 作为南美亚马逊地区常见毒蛇,其 venom 已被证实具有广泛的系统性毒性。现有研究多关注该蛇毒对凝血、肾脏及肌肉系统的破坏作用,但针对骨组织的系统性研究仍存在空白。本研究首次通过动物模型探讨 Bothrops atrox 蛇毒对骨钙磷稳态、氧化应激及骨
来源:Toxicon: X
时间:2025-12-12
-
对合成后的转录后调控序列的评估揭示了提高mRNA稳定性和翻译效率的设计原理
本研究聚焦于系统性解析真核生物5'非翻译区(5'-UTR)关键结构元件对基因表达的多维度调控机制。通过构建包含翻译待命位点(TSS)、 Shine-Dalgarno序列(SD)和N末端编码序列(NCS)的三元调控组件库(PTRC),结合高通量测序与流式细胞术分析,揭示了这三个核心模块的结构-功能关系及其协同作用规律。### 一、研究背景与科学问题当前合成生物学在调控元件设计方面面临两大挑战:一是不同结构元件间的协同效应难以量化分析;二是元件设计缺乏系统性的结构-功能关系图谱。本研究通过构建包含576个变体的 PTRC元件库,首次实现了对TSS、SD和NCS三个核心模块的并行优化。研究特别关注了
来源:Synthetic and Systems Biotechnology
时间:2025-12-12
-
通过代谢工程策略结合生育酚环化酶的突变,提高酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中δ-生育三烯酚的产量
该研究聚焦于通过合成生物学策略提升酿酒酵母中δ-生育酚(δ-tocotrienol)的生物合成效率,为维生素E的绿色生产提供新路径。研究团队在以下四个关键领域实现了突破性进展:1. **代谢流优化与关键酶融合工程**针对前体物质供应瓶颈,研究者构建了三级代谢工程体系:通过过表达ALD6、SeACS和ADH2重构乙醛酸循环,将葡萄糖代谢流导向异戊烯焦磷酸(GGPP)的合成;创新性地采用PaCrtE(来自潘托亚菌)与SyHPT(来自蓝藻)的顺序融合蛋白技术,通过GSG柔性连接器实现底物通道效应,使GGPP与羟基香草酸(HGA)的转化效率提升42%。酶学实验显示,该融合蛋白的底物结合能力较单体酶增强
来源:Synthetic and Systems Biotechnology
时间:2025-12-12
-
利用分层纳米颗粒组装的多孔ZnO多面体实时检测乙酸乙酯生物标志物,以监测水果品质
该研究聚焦于开发一种新型氧化锌(ZnO)传感器用于乙酸乙酯(EA)的检测,特别是在水果品质监测领域的应用。乙酸乙酯作为水果成熟度的重要生物标志物,其浓度与草莓等水果的甜度、香气及新鲜度直接相关。然而,EA分子极性低、化学活性弱,且在复杂环境(如水果内部释放的多种挥发性有机物)中易受干扰,导致传统检测方法灵敏度不足或选择性差。本研究通过结构工程优化ZnO材料的表面特性,成功实现了EA的精准检测。**材料设计与合成策略** 研究团队采用草酸辅助水热合成法,通过控制煅烧温度(350-650℃)调控ZnO的晶体结构、孔隙率和表面电子态。合成过程中,草酸作为配体不仅促进ZnO的多孔骨架形成,其螯合作用
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-12-12
-
基于两性离子导电聚合物水凝胶的高效防污界面,用于在复杂唾液环境中实现高灵敏度的COVID-19生物传感,并采用双信号比值策略
在COVID-19大流行推动下,新型检测技术的研究呈现出两大核心趋势:一是提升复杂生物样本中的检测灵敏度,二是增强传感界面在复杂环境中的长期稳定性。近年来,抗污材料与导电高分子材料的结合逐渐成为突破这一瓶颈的关键方向。某研究团队通过分子工程学方法,成功构建了具有协同抗污与导电特性的新型生物传感器,为现场诊断技术提供了重要解决方案。该技术的突破性创新体现在材料体系与检测策略的双重革新。在材料设计层面,研究团队创造性地将聚羧基甜菜碱甲丙烯酸酯(pCBMA)的类两性离子特性与聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)的导电性能相结合。这种复合水凝胶(pCEH)通过接枝共聚反应形成双连续结构,其中pCB
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-12-12
-
多层CuO/CuMoO₄/MoS₂纳米花:微波辅助MoS₂制备及高效H₂S检测
该研究团队成功开发了一种基于多孔花状MoS₂纳米结构的CuO/CuMoO₄复合传感器,通过微波辅助合成与热处理工艺实现了对硫化氢(H₂S)的高效检测。研究创新性地采用双层复合策略,在花状MoS₂表面构建了致密的CuMoO₄保护层,同时均匀负载CuO纳米颗粒,显著提升了传感器的综合性能。**材料设计与制备工艺突破** 研究团队首先采用水热法合成具有独特花状结构的MoS₂纳米材料。通过精确调控反应体系的pH值(2.0)和温度(210℃),成功实现了MoS₂的定向晶格生长,其(002)晶面取向占比超过75%,这种高结晶度的层状结构为后续功能化改性奠定了基础。值得关注的是,微波辅助合成技术在此过程中
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-12-12
-
一种由过氧亚硝酸盐激活的分子化学发光探针,用于肺部成像
卓清苗|吴明月|张振辉|查春春|徐永泰|王泽英|宋瑶宇|吴慧梅|张群林|陈仲祥安徽医科大学药学院;安徽省炎症与免疫介导疾病实验室,中国合肥市梅山路81号,230032摘要过氧亚硝酸盐(ONOO⁻)是一种众所周知的活性氧物种,参与多种生理和病理过程,与氧化应激引起的疾病有关。相关研究表明,在肺部疾病的发病和进展过程中,ONOO⁻的水平会显著升高,并与肺部氧化应激密切相关。本文开发了一种基于二苯膦酸作为识别基团的化学发光探针CL-P,用于选择性和灵敏地检测ONOO⁻。CL-P对ONOO⁻具有快速响应性,在约530 nm处产生强烈的化学发光信号,检测限低至92 nM,这突显了其在细胞水平和体内应用中
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-12-12
-
基于聚合物纳米纤维的电极用于黑色素瘤诊断中的酪氨酸酶检测
本研究团队开发了一种基于电纺聚酰胺6(PA6)纳米纤维与导电聚吡咯(PPy)复合材料的 disposable电化学生物传感器,旨在实现黑色素瘤早期快速检测。该技术通过整合材料科学、生物工程与电化学检测原理,构建了具有高灵敏度与选择性的新型诊断工具。研究背景显示,黑色素瘤具有高侵袭性和转移倾向,现有诊断方法主要依赖皮肤组织活检与光学检测,存在操作复杂、创伤性强、无法实时监测等缺陷。酪氨酸酶作为黑色素合成的关键酶,其活性与黑色素瘤发生直接相关,但传统检测方法难以实现体液中的实时监测。基于此,研究团队创新性地采用电纺纳米纤维技术构建生物传感器平台。在材料制备方面,采用双轴定向电纺工艺制备PA6纳米纤
来源:Sensors and Actuators Reports
时间:2025-12-12
-
综述:甲状腺血管肉瘤:全面综述
甲状腺血管肉瘤(Thyroid Angiosarcoma, TAS)作为甲状腺少见恶性肿瘤,其发病机制、病理特征及治疗策略近年取得重要进展。本文系统梳理了TAS的临床病理特征、分子遗传学基础及诊疗进展,为临床实践提供重要参考。一、流行病学特征与发病机制TAS具有显著的地域分布特征,在阿尔卑斯山区(意大利、奥地利、瑞士)的碘缺乏地区,其发病率占甲状腺恶性肿瘤的10-20%。长期存在甲状腺肿大(尤其是多发性结节型甲状腺肿)的老年患者(平均年龄66岁)是该群体的主要高危人群。值得注意的是,近年在非高发区(如日本、美国)的病例显著增加,提示除碘缺乏外,存在其他潜在致病因素。研究显示, vinyl ch
来源:Seminars in Diagnostic Pathology
时间:2025-12-12
-
综述:钙化软骨间充质瘤
约翰·M·格罗斯 | 卡伦·J·弗里奇约翰霍普金斯医院病理学系,马里兰州巴尔的摩市摘要钙化软骨间充质肿瘤(CCMN)是一种新近被描述的良性基质形成性软组织肿瘤,常见于成人四肢远端和颞下颌关节(TMJ),并且经常伴有FN1基因融合。自2021年首次描述以来,已报告了近100例CCMN病例,这拓宽了其在临床病理学和分子遗传学方面的研究范围。本文将详细探讨我们对CCMN的理解,包括对形态相似疾病的回顾,并重点介绍头颈部区域的此类肿瘤的鉴别诊断。引言先前在某些钙化/软骨基质生成性软组织肿瘤中发现了FN1基因重排,例如滑膜软骨瘤、磷酸盐代谢间充质肿瘤和钙化腱膜纤维瘤。2021年,刘及其同事将这类具有FN
来源:Seminars in Diagnostic Pathology
时间:2025-12-12
-
在黄角枫(Xanthoceras sorbifolium Bunge.)花的分化过程中,非编码RNA介导的竞争性内源性RNA调控网络
黄连木花性分化的分子调控机制研究黄连木(*Xanthoceras sorbifolium* Bunge.)作为重要的木本油料作物,其低种子产量主要受雌雄花比例失衡的制约。该研究通过多组学整合分析,首次系统揭示了黄连木花性分化的激素调控网络与非编码RNA(ncRNA)介导的分子机制,为油料作物遗传改良提供了新思路。### 一、花性分化的关键激素调控网络研究显示,黄连木花性分化涉及四大核心激素的协同作用:1. **生长素(IAA)与壮花分化** - 激活ARF4、SAUR50等基因表达,促进雌蕊发育。其中SAUR50在雌花发育阶段表达量比雄花高4.11倍,其功能可能涉及细胞伸长与分裂调控。
来源:Scientia Horticulturae
时间:2025-12-12
-
腐殖酸培养基和微量元素化合物在酚酸胁迫下对番茄种子萌发和生长的促进作用
本研究针对番茄种子在酚酸胁迫下的生理响应机制,系统评估了六种腐殖酸金属复合物(HA-Ca、HA-Mg、HA-Mn、HA-Fe、HA-Zn、HA-Cu)的缓解效果。通过对比实验发现,HA-Ca复合物在促进番茄种子萌发、抑制氧化损伤、调节渗透平衡及调控分子通路等方面展现出显著优势,其综合效果优于其他复合物及单一腐殖酸处理。**生理机制解析** 实验表明,200 mg/L的p-CA胁迫可使番茄种子发芽率下降至对照组的84.5%,根长抑制率达81.4%,且伴随膜脂过氧化产物MDA含量激增89.8%。通过添加腐殖酸金属复合物,发现HA-Ca处理组发芽率达97.5%,根长恢复至14.5 cm,较p-CA
来源:Scientia Horticulturae
时间:2025-12-12
-
在同时遭受干旱和盐分胁迫的番茄植株中,特定的氧化还原平衡、离子积累以及气体交换反应
本研究聚焦于番茄在干旱与盐胁迫复合作用下的生理响应与分子机制,通过对比栽培品种‘TGTB’与野生品种‘LA1598’的差异化反应,揭示了复合胁迫对植物系统的协同抑制效应。研究采用多维度观测手段,结合基因表达分析,系统阐释了复合胁迫下番茄生理代谢的动态变化规律。一、研究背景与科学价值在全球气候变化背景下,干旱与盐碱化复合胁迫对农业生产构成严峻挑战。据统计,近30%的农业灾害与复合胁迫相关(FAO, 2023),但现有研究多集中于单一胁迫或模式作物,针对番茄这一重要经济作物在复合胁迫下的响应机制研究仍存在空白。特别值得注意的是,野生番茄品种通常具备更强的环境适应能力,但其与栽培品种在复合胁迫下的分
来源:Scientia Horticulturae
时间:2025-12-12
-
利用HepG2细胞揭示L-PGDS在肝脏胰岛素抵抗中的生化调控机制
作者团队通过细胞实验系统揭示了脂质结合蛋白型前列腺素D₂合成酶(L-PGDS)在代谢功能障碍相关脂肪肝病(MASLD)中的分子调控机制。研究由St. John's大学药学院团队主导,涉及动物模型构建、细胞实验及多组学分析,为代谢性肝病的治疗提供了新的分子靶点。【研究背景与意义】MASLD作为全球最常见的慢性肝病,其发病率与糖尿病、肥胖等代谢综合征呈显著正相关。尽管已有研究证实肥胖和胰岛素抵抗是主要致病因素,但具体分子机制仍不明确。特别是L-PGDS作为新型生物标志物,在既往动物实验中已显示与MASLD发病的相关性,但其在人类肝细胞中的动态调控机制尚未阐明。本研究创新性地采用HepG2细胞共培养
来源:Prostaglandins & Other Lipid Mediators
时间:2025-12-12
-
综述:协同复合工程:在骨肉瘤治疗中架起免疫调节、骨再生与精准治疗的桥梁
骨肉瘤治疗的多尺度复合生物材料策略研究骨肉瘤作为青少年及年轻成人中最常见的原发恶性骨肿瘤,其治疗长期面临肿瘤侵袭性与骨再生需求的矛盾。传统手术联合放化疗存在清除效率不足、骨缺损修复困难等缺陷,特别是对转移性或复发性病例,五年生存率不足30%。本文创新性地提出跨尺度复合工程框架,通过整合纳米级精准递送、微米级组织工程调控和宏观级结构支撑,构建"治疗-免疫-修复"三位一体的新型诊疗体系。在材料维度创新方面,研究团队首次系统划分治疗策略的时空适配性:纳米尺度聚焦靶向递送与分子调控,实现药物分子与免疫细胞的高度特异性识别;微米级结构通过仿生骨小梁构建,调控成骨细胞与破骨细胞的动态平衡;宏观尺度提供机械
来源:Nano Today
时间:2025-12-12