-
揭示聚乙二醇化(PEGylation)在脂质纳米颗粒抗聚集稳定性中的作用
聚乙二醇化(PEGylation)是一种关键策略,通过增强纳米载体的抗聚集稳定性来提高基于脂质的药物递送系统的储存稳定性并延长其在体内的循环时间,但其相关的分子机制尚未被揭示。本研究采用多尺度方法,结合分子动力学(MD)模拟和实验表征,全面阐明了胶体稳定性与分子性质(即分子量、表面接枝密度和分子极性)以及PEG环境温度之间的定量结构-活性关系(QSAR)。结果表明,虽然静电排斥作用增强了短程相互作用,但抗聚集性能的主要贡献来自于PEG链压缩所导致的空间位阻。PEG层的压缩界面能遵循经典的聚合物刷理论,其弹性模量与接枝密度成正比,与链长成反比。此外,提高P
来源:Nanoscale
时间:2025-11-23
-
拓展金属有机框架(MOFs)与固态纳米通道之间的协同作用:实现酶的稳健锚定以用于离子电子生物传感
我们介绍了一种创新的纳米流体生物传感器的开发,该传感器结合了经过金属-有机框架(MOF)改性的固态纳米通道,通过酶活性来检测尿素。所选的基于锆的MOF是UiO-66-NH2,它被合成在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜中的子弹形纳米通道内。在合成后,通过将二乙烯基砜(DVS)连接到存在的氨基团上,实现了脲酶的共价固定。尿素的酶促水解会在纳米通道内产生局部pH变化,由于MOF的pH敏感表面电荷,这些变化可以转化为可测量的离子传输调制。该生物传感器对尿素的检测限为10 μM,同时具有出色的稳定性、可逆性和特异性。据我们所知,这是首次报道利用与酶共价结合的MOF
来源:Nanoscale
时间:2025-11-23
-
调整Ag–Cu气凝胶的配置以用于电催化应用
基于银(Ag)的电催化剂系统因活性位点与碳末端中间体之间的适度相互作用而受到广泛关注,这种相互作用使得在CO2电还原过程中能够高效地选择性生成高附加值的CO产物。现有的性能提升策略主要集中在调整催化剂的大小、形态、晶面、组成、内部应力等方面,但对催化剂合成过程中界面主导的配置调整的深入研究仍较为缺乏。在这项研究中,我们在室温下合成了具有优异电化学CO2还原活性的Ag–Cu双金属气凝胶,该气凝胶具有高度纳米多孔和纳米骨架结构。实验结果表明,Cu颗粒的优先成核使得Ag和Cu在气凝胶中均匀分布;同时,反应气体引起的微湍流通过一种以孪晶边界为主导的非经典生长机制
来源:Nanoscale
时间:2025-11-23
-
利用格氏试剂前驱体,连续流法合成具有可调光学特性的等离子体镁纳米颗粒
纳米尺度的镁是一种储量丰富、成本低廉的材料,它能够通过局域表面等离子体共振(LSPR)有效地利用光能。这种材料的特性使其在光能捕获和转换领域展现出广阔的应用前景。本文探讨了在连续流动反应器中合成具有精确尺寸控制和高反应产率的等离子体镁纳米颗粒(Mg NPs)的方法,结合了流动反应器中快速混合的优势以及高反应活性且对空气敏感的格氏试剂(Grignard reagents)作为镁前驱体。研究发现,通过调节平均停留时间和前驱体浓度,可以实现对纳米颗粒尺寸分布的精确控制。此外,系统研究表明,格氏试剂中有机取代基的结构对镁还原反应的活性具有重要影响,包括电子效应和空间效应。镁作为一种具有等离子体特性的金
来源:Nanoscale
时间:2025-11-23
-
通过阳离子氨基酸工程改造的肽类水凝胶实现持续且高效的抗原递送,从而支持单次注射疫苗的效果
肽类水凝胶作为疫苗递送系统的潜力引起了广泛关注。本研究系统地探讨了阳离子残基对肽水凝胶介导的抗原递送和免疫反应的影响,并进一步评估了实现单次剂量免疫的可能性。为了深入研究这一问题,研究者以一种能够自组装成水凝胶的肽Jelleine-1(J-1)为模板,分别设计了两种变体:J-2,通过替换原序列中的赖氨酸(Lys)为精氨酸(Arg)以改变阳离子特性;以及J-3,通过移除阳离子残基。这些肽在抗原溶液中自组装形成三种水凝胶疫苗——Gel 1、Gel 2和Gel 3,分别对应J-1、J-2和J-3。研究重点评估了这些水凝胶的机械性能、持续抗原释放能力、抗原摄取效率以及单次免疫后引发的免疫反应。实验结果
来源:Nanoscale
时间:2025-11-23
-
一种基于硅量子点/壳聚糖纳米复合材料的荧光传感器,用于检测血清样本中的四环素
开发了一种基于硅量子点(SiQDs)的光学纳米探针,用于生物样品中四环素(TC)的痕量检测。SiQDs是在60°C下,使用3-氨基丙基三乙氧基硅烷作为硅源和抗坏血酸作为还原剂合成的。制备出的水溶性SiQDs随后通过壳聚糖(CS)纳米颗粒进行修饰,使其在435 nm处产生强烈的荧光信号。当加入TC时,修饰后的SiQDs(SiQDs/CS纳米复合材料)的荧光信号会显著减弱,从而实现了一种新型的“开-关”荧光探针功能。研究人员对影响分析信号的各种因素进行了检测和优化。在最佳条件下,该化学传感器能够检测浓度范围为0.7–1000.0 µg L−1的四环素,检测限
来源:Analytical Methods
时间:2025-11-23
-
一种无需酶的荧光生物传感器,用于检测UO22+离子;该传感器采用四叶草形状的四足行走器作为信号放大器
鉴于铀污染对生态系统和人类健康的潜在威胁,迫切需要评估Macleaya cordata(M. cordata)在铀矿环境中对UO22+的吸收情况。为此,设计了一种无需酶的荧光生物传感器,用于超灵敏地检测UO22+。该传感器以DNAzyme作为识别元件,并采用四叶草形状的行走机制进行信号放大。在UO22+的存在下,四叶草形状的行走单元会通过DNAzyme诱导的切割作用在预先组装的轨道上自主移动。因此,标记有Cyanine 5 (Cys)/Black Hole Quencher-2 (BHQ2)的轨道会被切割,从而产生强烈的荧光信号,实现UO22+的检测。得
-
八面体结构的Ce-MOF作为电化学传感器用于检测氯霉素
一种高效的Ce-MOF@Aptamer电化学适配体传感技术已被开发出来,用于灵敏地检测牛奶样品中的氯霉素(CAP)。这种基于铈的金属有机框架(Ce-MOF)是通过使用对苯二甲酸作为有机配体以及硝酸铈作为金属中心来合成的。随后,该框架通过EDC–NHS进行功能化处理,并与电极共价连接,从而形成传感平台。Ce-MOF独特的八面体三维结构使其具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构。MOF结构本身及其金属中心铈可以在电化学反应过程中促进电子传导,从而增强电化学信号响应。与其他金属MOFs相比,由于铈在催化、氧化还原等方面的潜在活性,未来有望实现传感器的功能扩展(例如
-
通过对地中海地区人群的胸腔CT图像进行分析来进行年龄估算
摘要年龄估计被认为是重建人类遗骸生物特征的重要步骤之一,与性别估计同样重要。在这方面,利用三维图像进行年龄估计的应用显著增加,因为这种方法相对简单直接,这一点有大量先前的研究文献为证。本研究选取了来自格拉纳达大学三维图像集合中的240份成人胸部CT扫描图像作为样本。这些图像由卡斯蒂利亚-拉曼查卫生服务局(SESCAM)提供。研究重点评估了第1至第7肋骨的肋软骨在肋端和胸骨切迹处的骨化程度,以及胸骨各节段的融合情况。目的是构建能够准确预测年龄的回归模型。本研究获得的结果对于通过三维图像分析骨骼遗骸的年龄具有很高的参考价值。这些回归模型不仅可重复使用,而且具有较高的决定系数,从而显著提升了年龄估计
来源:International Journal of Legal Medicine
时间:2025-11-23
-
人工智能在科研与学术出版中的伦理挑战与责任框架
当人工智能以惊人速度渗透进实验室和学术期刊编辑部,科学界迎来了前所未有的效率革命与伦理挑战。在分子生物学、生物化学、微生物学和遗传学等领域,人工智能已成为处理海量基因组测序数据、蛋白质分析结果和数字图像的高效工具。然而,当ChatGPT等大型语言模型(large language models, LLM)能够独立撰写整篇科研论文时,学术诚信的基石开始动摇——谁该为AI生成内容的准确性负责?如何区分人类智慧与机器产出?这种技术滥用风险正威胁着科学出版的可信度。针对这一紧迫问题,Springer Nature出版社在《BIOspektrum》期刊发布了明确指南。研究指出,尽管AI在文献检索、摘要生
来源:BIOspektrum
时间:2025-11-23
-
金黄色葡萄球菌与免疫系统及鼻腔微生物组的攻防策略:致病机制与微生态干预新视角
在我们每个人的鼻腔前庭中,可能正潜伏着一种看似微小却极具威胁的细菌——金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)。这种因其在培养基上呈现金黄色菌落而得名的病原体,约三分之一的人类鼻腔中都存在它的身影。虽然通常相安无事,但一旦通过伤口进入人体内部,它就能引发危及生命的侵袭性疾病。更令人担忧的是,世界卫生组织的数据显示,金黄色葡萄球菌在全球感染相关死亡率中高居榜首。为什么这种细菌如此难以对付?为什么我们的免疫系统和现代医学往往对它束手无策?答案既简单又复杂:金黄色葡萄球菌在长期进化中形成了极其完善的感染策略,既拥有出色的进攻手段攻击宿主,又具备强大的防御机制抵抗免疫系统的抗菌效应
来源:BIOspektrum
时间:2025-11-23
-
可扩展人肠道类器官模型揭示志贺氏菌定植因子的全基因组图谱
研究背景85% 的染色体内陆几乎空白。更棘手的是,全基因组突变文库感染时,营养限制、入口竞争等随机事件造成“遗传瓶颈”,大量非缺陷突变株被误淘汰,真假表型混杂。如何在生理相关的人源肠道上皮中、以全基因组尺度剔除噪声并锁定真正“定植必须基因”,成为领域亟待翻越的“高墙”。研究设计与结论为回答上述难题,Sellin 与 Barquist 团队携手,将人成体干细胞衍生的 3D 肠道类器官与高通量转座子插入测序(TraDIS)嫁接,辅以定制 Bayesian 模型,搭建“可扩展感染-测序-分析”一体化流程。论文发表于《BIOspektrum》(2025)。关键技术方法人源 3D 肠道类器官感染平台梯度
来源:BIOspektrum
时间:2025-11-23
-
细菌ESCRT-III蛋白的结构可塑性及其在膜重塑中的分子机制
在生命演化的长河中,细胞膜的完整性维持是所有生命域的共性挑战。无论是真核生物的内膜系统,还是原核细胞的质膜,都需要动态重塑以适应分裂、运输和应激修复等生理过程。其中ESCRT(内体分选复合体必需运输蛋白)系统,尤其是其核心效应蛋白ESCRT-III,在膜重塑过程中扮演着关键角色。这些约240个氨基酸的小蛋白能自组装成环状、丝状或穹顶状多聚体,通过膜远离细胞质的出芽方式参与多种细胞活动。近年来研究发现,ESCRT系统并非真核生物特有。在细菌、蓝细菌和古菌中均存在ESCRT-III同源蛋白,如细菌的PspA(噬菌体休克蛋白A)和蓝细菌的Vipp1(质体囊泡诱导蛋白1)。这些蛋白在膜保护方面功能突出
来源:BIOspektrum
时间:2025-11-23
-
极端简化的古菌基因组揭示生命极限与宿主依赖性新机制
在生命科学领域,探索细胞生命所需的最小基因组蓝图一直是揭示生命本质的核心课题。以往研究多集中于细菌(如支原体)或真核生物线粒体等简化系统,而对古菌(Archaea)这一生命第三域的基因组最小化认知仍存空白。古菌作为一类独特的单细胞微生物,常生存于极端环境,其基因组结构既具有原核特性,又蕴含真核特征的分子机器,因此成为研究生命演化与功能精简的关键模型。然而,当前对古菌极端简化基因组的报道极少,其宿主依赖机制和基因组保留规律尚未明晰。为此,发表于《BIOspektrum》的研究首次报道了一类深部分支的古菌新谱系——Candidatus Sukuna-archaeum mirabile,其基因组仅2
来源:BIOspektrum
时间:2025-11-23
-
微生物“巧克力师”:发酵微生物组决定可可风味奥秘
巧克力这种深受全球消费者喜爱的美食,其独特风味的形成并非简单的加工工艺所能解释。事实上,巧克力真正的风味奥秘隐藏于可可豆收获后经历的复杂发酵过程。数千年来,可可豆的发酵一直依赖于环境中的天然微生物群落,在没有任何人工添加的微生物活性联合体(starter cultures)的情况下自然进行。这种传统的发酵方式虽然保留了地域特色,但也导致了巧克力风味和质量的不稳定性,使得不同产区甚至不同农场生产的巧克力呈现出显著差异。近期发表在《自然·微生物学》(Nat Microbiol)的一项研究为解开这一谜题提供了重要线索。由Gopaulchan D等人完成的研究深入探讨了可可豆发酵过程中微生物群落动态变
来源:BIOspektrum
时间:2025-11-23
-
从硫酯到肽链:揭示前生物条件下RNA介导的蛋白质合成起源新机制
在探索生命如何从无生命的化学汤中诞生的宏大叙事中,科学家们长期被一个“先有鸡还是先有蛋”的难题所困扰:蛋白质的合成依赖于酶(一种蛋白质)的催化,而酶的生成又指令于遗传物质RNA。这个循环依赖关系使得生命的起源似乎陷入了一个死结。传统的“RNA世界”假说认为RNA可能同时扮演遗传信息和催化剂的角色,为破解这一困境提供了线索,但一个关键问题依然悬而未决:在没有现代复杂的蛋白质合成机器(核糖体)和特异性酶(氨基酰-tRNA合成酶)的原始地球上,氨基酸是如何被精准地识别并连接成最早的功能性肽链或蛋白质的?此前的研究尝试往往因为选择性差、副反应多(如氨基酸的不可控聚合)而折戟沉沙。发表在《BIOspek
来源:BIOspektrum
时间:2025-11-23
-
肺部共生菌代谢产物通过短链脂肪酸抑制铜绿假单胞菌的生长及其在囊性纤维化治疗中的潜在价值
在医学领域,囊性纤维化(Cystic Fibrosis, CF)始终是一个严峻的挑战。这种遗传性疾病源于CFTR(Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator)蛋白的功能缺陷。CFTR是一种氯离子通道,它的失灵导致患者呼吸道黏液变得异常黏稠。这片黏稠的“土壤”成为了细菌滋生的温床,使得慢性肺部感染反复发作,即便在成功应用CFTR调节剂(Modulator)疗法以改善CFTR功能后,这一问题依然棘手。其中,铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是CF患者肺部最常见的、也是最令人头疼的病原体之一。因此,探索新的治疗策略
来源:BIOspektrum
时间:2025-11-23
-
从细菌到巴赫再回归:丹尼尔·丹尼特对人类心智演化的自然主义诠释
人类心智的起源与本质一直是科学和哲学探索的核心谜题。长久以来,如何解释意识、理性、文化这些看似“神奇”的能力从简单的生命形式中涌现出来,是横亘在研究者面前的巨大挑战。传统的解释有时倾向于诉诸某种难以言说的特殊性,而丹尼尔·C·丹尼特(Daniel C. Dennett)在其著作《从细菌到巴赫再回归:心智的进化》(Von den Bakterien zu Bach – und zurück: Die Evolution des Geistes)中,则致力于打破这种思维定势。他主张,必须抛弃我们熟悉的直觉和旧的思维习惯,才能获得关于人类心智进化的全新视角。这项研究的重要性在于,它试图构建一个纯粹自
来源:BIOspektrum
时间:2025-11-23
-
一种新型CC-NBS-LRR基因NtRPP13的过表达增强了烟草对茄科细菌Ralstonia solanacearum的抗性
摘要核心信息NtRPP13是一种属于CNL类型的基因,会被Ralstonia solanacearum抑制。该基因在烟草中通过正向调节过敏反应(HR)和与植物激素相关的防御基因来增强对细菌性枯萎病的抗性。摘要由Ralstonia solanacearum引起的细菌性枯萎病是一种极具破坏性的土传病害,全球有数百种植物会受到感染。目前,针对这种病原体的有效控制策略仍然有限,因此探索抗性基因在抗病育种中尤为重要。核苷酸结合位点-富含亮氨酸重复序列(NBS-LRR)蛋白是植物中效应子触发免疫反应的关键参与者。本研究在烟草中发现了一个新的NBS-LRR抗性基因NtRPP13,该基因在易感烟草品种的根系中
来源:Plant Cell Reports
时间:2025-11-23
-
Penicillium mallochii与内寄生蜂Venturia canescens Grav.(膜翅目:寄蝇科)之间的相互作用,以及对联合生物控制Ephestia kuehniella(Zeller)(鳞翅目:螟蛾科)的启示
摘要生物控制剂的联合应用可能会产生协同作用、中性作用或拮抗作用,这取决于这些控制剂的浓度、应用时间以及宿主物种。Ephestia kuehniella是一种常见的储藏害虫,而Venturia canescens被认为是对E. kuehniella具有显著生物控制效果的寄生蜂。Penicillium mallochii是一种最近被发现的对昆虫具有影响的真菌。本研究首次探讨了P. mallochii与寄生蜂V. canescens之间的相互作用,以及利用这两种控制剂对E. kuehniella进行联合生物控制的效果。研究的目的是评估P. mallochii的分生孢子和乙醇提取物对E. kuehni
来源:Journal of Plant Diseases and Protection
时间:2025-11-23