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快速结晶法降低MAPbI3微应变实现22%效率钙钛矿太阳能电池的突破性进展
研究背景与意义钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其低环境影响的溶液加工特性和媲美第一代光伏技术的效率备受关注。然而,甲基铵(MA)基钙钛矿的结构与光电性能关联机制尚不明确,尤其是晶格微应变和缺陷密度对器件稳定性的影响。MAPbI3作为经典材料,虽具工业潜力,但热不稳定性限制了其应用。本研究通过快速结晶策略,同步优化晶体应变和陷阱态,实现了效率与稳定性的双重突破。方法创新与核心发现快速结晶技术:通过调控反溶剂(如氯苯CB、苯甲醚AS)的滴加时间(6秒 vs. 12秒),诱导MAPbI3快速成核。X射线衍射(XRD)分析显示,6秒处理的样品(CB6s)微应变降低至0.016%(较12秒样品CB12s的
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激子裂变增强硅基太阳能电池的研究:突破单结效率极限,开辟高效光伏新路径
研究背景与挑战单结晶体硅(c-Si)太阳能电池正逼近 29% 的理论效率极限,可见光和紫外光谱的热化损失制约其进一步提升。1979 年 D.L. Dexter 提出激子裂变概念,通过某些分子的激发态分裂,可使硅电池在可见光区性能翻倍,且保留传统单结架构,兼具成本与稳定性优势。然而,分子激发态与硅电池的耦合长期存在挑战,此前直接转移激子的尝试效果不佳。核心研究方法与设计研究提出双组分界面设计以实现激子与硅的高效耦合。首先,引入锌酞菁(ZnPc)作为电子供体材料,其最高占据分子轨道(HOMO)能级高于并四苯(Tc),能通过时序电荷转移机制,先将电子转移至硅形成 D+-ASi−中间态,再完成空穴转移
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氘代水(²H₂O)溶剂对 UDP - 葡萄糖醛酸 4 - 差向异构酶催化相关蛋白构象采样的影响
研究背景与目的蛋白质存在于由能量景观描述的多种构象亚状态中,其构象运动对功能至关重要,酶催化亦需构象亚状态的参与。溶剂作为重要环境因素,对蛋白质动力学和酶催化的影响尚未完全明晰。本研究利用氘代水(²H₂O)探究其对尿苷二磷酸(UDP)- 葡萄糖醛酸 4 - 差向异构酶(UGAepi)催化相关构象采样的作用,通过野生型酶与定位受损的 R88A 变体,分析不同溶剂条件下催化速率系数(kcat)、活化参数及同位素效应的差异,以揭示溶剂在酶催化中的具体机制。²H₂O 对 UGAepi 活性和构象的影响UGAepi 催化 UDP - 葡萄糖醛酸(UDP-GlcA)的差向异构化反应,限速步骤(RDS)为
来源:Cell Reports Physical Science
时间:2025-05-23
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声音音高触发的身体感知图谱及其与述情障碍特质和抑郁状态的个体差异关联研究
当我们聆听音乐时,身体常会产生"鸡皮疙瘩"或"脊背发凉"等特殊感觉,这种声音与身体感知的奇妙联系一直吸引着科学家。现有研究表明,高音调常被关联到"上、小、硬"的物体特征,而低音调则对应"下、大、软"的感知。音乐更是能直接引发强烈的身体情绪反应,如著名的"音乐颤栗"现象。然而,这种声音触发的身体感知在情绪障碍人群(如抑郁症和述情障碍患者)中如何表现,却鲜有研究涉及。日本东京大学等机构的研究人员Tatsuya Daikoku、Takato Horii和Shigeto Yamawaki在《BMC Psychology》发表创新研究,通过522人的大规模实验,首次绘制出音高刺激触发的身体感知图谱,并揭
来源:BMC Psychology
时间:2025-05-23
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代谢组 - 基因组预测实现猪日增重估计育种值(EBVs)准确性的小幅提升
在猪的遗传育种领域,准确预测育种值对于提升猪的生产性能至关重要。然而,许多候选个体往往缺乏直接的表型数据,如产仔数、饲料效率等,这使得仅依靠传统的 pedigree(系谱)和 genomic markers(基因组标记)进行育种值预测面临挑战。代谢组学作为一种能够动态反映生物体生理状态的高维数据资源,其在血液中的代谢物谱可提供丰富的生理信息,为解决无表型个体的遗传评估问题带来了希望。此前有研究表明,代谢组数据在植物育种中能有效提升预测准确性,但在猪等动物中的应用效果尚不明确。基于此,丹麦养猪研究中心(Danish Pig Research Centre)等机构的研究人员开展了相关研究,旨在探索
来源:Genetics Selection Evolution
时间:2025-05-23
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细菌 I.1 和 I.2 亚家族脂肪酶对脂肪酶特异性折叠酶依赖性的预测研究
在微生物酶工程领域,细菌脂肪酶(Lipase)作为催化酯键水解的关键酶,广泛应用于洗涤剂、生物柴油等工业生产。然而,细菌 I.1 和 I.2 亚家族脂肪酶中多数需要依赖脂肪酶特异性折叠酶(Lipase-specific foldase,Lif)才能正确折叠为活性形式,这一特性导致其在异源表达系统(如大肠杆菌)中难以高效生产,限制了工业应用潜力。尽管少数 I.1 亚家族脂肪酶(如来自 Pseudomonas fragi 和 Proteus vulgaris 的脂肪酶)被发现不依赖 Lif 即可激活,但缺乏通用的 Lif 依赖性预测方法,且对非依赖型脂肪酶的分子机制和进化特征认识不足。因此,开发一
来源:BMC Genomics
时间:2025-05-23
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原生生物Fisculla terrestris饥饿诱导细胞融合过程中减数分裂相关基因的表达模式解析
长期以来,单细胞真核生物(原生生物)被认为主要进行无性繁殖。然而近年研究发现,减数分裂(meiosis)及潜在的有性生殖可能广泛存在于几乎所有真核谱系中。这一现象挑战了传统认知,但直接证据仍十分有限,尤其在Rhizaria等远缘真核类群中。Fisculla terrestris作为土壤栖息的壳质变形虫(Thecofilosea纲),其饥饿条件下可触发细胞融合与核配(karyogamy),这一过程与"周期性无性生殖"现象相似,但分子机制尚未阐明。为探究其潜在的有性生殖特征,德国研究团队通过比较转录组分析,系统研究了F. terrestris在营养充足与饥饿状态下的基因表达差异。研究聚焦减数分裂工
来源:BMC Biology
时间:2025-05-23
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约旦番木瓜中新马铃薯 Y 病毒属病毒的鉴定及全基因组序列分析
2022 年,研究人员在约旦约旦河谷开展田间调查时,通过高通量测序从番木瓜(Carica papaya)样本中发现一种新型马铃薯 Y 病毒属(Carlavirus)病毒。该病毒全基因组序列长 9,169 nt,具有该属成员典型的基因组结构,包括一个预测的开放阅读框 6(ORF6①)。衣壳蛋白和复制酶蛋白的氨基酸序列比对显示,其与黄瓜脉明病毒(CvCV)分离株的一致性分别约为 94% 和 69%。根据国际病毒分类委员会(ICTV)基于序列一致性值的分类标准,该病毒被认定为马铃薯 Y 病毒属的一个假定新成员,建议将其通用名称定为 “番木瓜病毒 B”。田间调查显示,从约旦河谷五个田间采集的 38 份
来源:Archives of Virology
时间:2025-05-23
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甘薯高亲和性钾转运蛋白IbHAK5调控钾离子吸收与根系形态建成的分子机制及育种应用
钾元素是甘薯生长发育的关键因子。本研究从甘薯中成功克隆出与拟南芥HAK5同源的高亲和性钾转运蛋白基因IbHAK5,其编码的739个氨基酸蛋白定位于细胞质膜。通过构建IbHAK5过表达转基因株系,筛选出两个高表达株系进行低钾(−K+)胁迫耐受性测试。与野生型相比,转基因植株在缺钾环境下表现出更强生长势:叶绿素含量显著提升,通过减少K+外流维持更高细胞内钾离子浓度。有趣的是,无论正常或胁迫条件,IbHAK5均能优化根系构型并提高内源生长素IAA水平,这种双重调控机制可能协同增强了根系钾吸收能力。该研究不仅揭示了IbHAK5在甘薯低钾胁迫响应中的核心作用,更为分子辅助育种提供了重要基因资源。
来源:Transgenic Research
时间:2025-05-23
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蝉花(Cordyceps cicadae)全基因组序列研究:解析药食两用真菌的遗传基础与应用潜力
蝉花(Cordyceps cicadae)是虫草属(Cordyceps)的一种虫生真菌,也是亚洲地区久负盛名的药食两用真菌。其富含多种对人体健康有益的生物活性化合物,在医学领域具有广阔的应用前景。本研究利用 Illumina、PacBio 和 Hi-C 测序技术,获得了蝉花菌株 2–2 的完整基因组序列。该基因组包含 9 条染色体,contig N50 为 4,798,690 bp,GC 含量为 52.65%,总大小为 34.60 Mb,预测编码 8,019 个基因。基因组功能注释显示,63.2% 的基因富集于 50 个 GO(Gene Ontology)条目,87.8% 的基因参与 387
来源:Molecular Genetics and Genomics
时间:2025-05-23
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基于ESIPT机理的比率型荧光探针理论解析:光气检测新策略与电荷转移机制
这项理论研究深入剖析了新型荧光探针1的"分子芭蕾"——激发态分子内质子转移(ESIPT)过程。量子化学计算显示,探针1在跳舞(S1态)时,其分子内氢键(N1-H1···N2)会像收紧的弹簧般增强,能垒从基态(S0)的15.47 kcal/mol骤降至6.21 kcal/mol,促使质子完成优雅的跃迁。更有趣的是,与光气反应后的产物展现出明显的"红装"效应:吸收和发射光谱分别向长波方向移动91nm和77nm,这要归功于电子云像拉长的橡皮筋般跨越1.83Å(原探针仅1.49Å)的电荷转移。这种荧光"变装秀"使探针1成为检测致命光气的理想"分子间谍",不仅为ESIPT传感器设计绘制了量子蓝图,更为有
来源:Journal of Fluorescence
时间:2025-05-23
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双铜(II)基功能性金属有机框架对 Fe3+和 CrO42-离子的荧光传感性能研究
本研究通过混合配体溶剂热法,利用 4,4′- 氧双苯甲酸(H₂oba)和双吡啶共配体,合成了两种铜(II)基配位聚合物 [Cu (oba)(bpta)]・(DMF)₂(CP1)和 [Cu (oba)(bpfb)]・(DMF)₂(CP2)。二者均展现出强固态荧光特性与优异的水稳定性。其中,CP1 对 Fe3+具有高选择性,其斯特恩 - 沃尔默常数(KSV)为 2.63×105 M-1,检测限(LOD)为 0.37 μmol・L-1;CP2 对 CrO42-高度敏感,KSV为 1.47×105 M-1,LOD 为 0.65 μmol・L-1。两种材料均能在多个循环中实现荧光猝灭的可逆性。研究结果表
来源:Journal of Fluorescence
时间:2025-05-23
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恩格列净(Empagliflozin)治疗1b型糖原累积症患者卵巢功能自发恢复及妊娠的病例研究
1b型糖原累积症(GSD-1b)是一种罕见的遗传代谢缺陷,因葡萄糖代谢异常导致严重低血糖、中性粒细胞减少、炎症性肠病等并发症。本病例报道了一名经基因确诊的32岁女性患者,在长期接受钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂(SGLT2i)恩格列净治疗后,其早发性卵巢功能衰竭(POF)竟意外逆转——停经数年后月经周期自发恢复,并成功受孕。既往研究已证实恩格列净可有效改善GSD-1b患者的中性粒细胞减少和感染风险,而本案例首次揭示该药物可能对性腺功能存在多效性调节作用。尽管无法确立因果关系,但这一发现为探索SGLT2抑制剂在生殖内分泌领域的新应用提供了临床线索。未来需深入解析恩格列净影响性腺功能的分子机制(如
来源:Hormones
时间:2025-05-23
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HIV感染相关性先兆子痫胎盘床淋巴管新生机制及其临床意义研究
妊娠期高血压疾病中,先兆子痫(PE)是导致母婴死亡的重要原因,尤其在资源有限地区。尽管血管生成(angiogenesis)在PE中的作用已被广泛研究,但淋巴管系统(lymphatic system)这一与血管系统协同运作的关键网络却长期被忽视。更复杂的是,全球约1700万HIV感染孕妇中,合并PE的风险机制尚未阐明。南非夸祖鲁-纳塔尔省孕妇HIV感染率高达44.5%,而PE又是当地孕产妇死亡的主因,这一双重健康威胁亟待破解。南非夸祖鲁-纳塔尔大学健康科学学院的研究团队在《Histochemistry and Cell Biology》发表的研究,首次系统评估了HIV感染对PE患者胎盘床淋巴管新
来源:Histochemistry and Cell Biology
时间:2025-05-23
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ING4 靶向亚基在分泌细胞胞质与胞核的组织特异性定位及其与 HBO1 组蛋白乙酰转移酶的关联研究
在生命科学领域,组蛋白修饰调控一直是研究热点。ING(Inhibitor of Growth)家族作为重要的表观遗传调控因子,通过靶向组蛋白乙酰转移酶(HAT)和去乙酰化酶(HDAC)复合物,结合组蛋白 H3 第 4 位赖氨酸三甲基化标记(H3K4Me3),影响染色质结构与基因转录。其中,ING4 作为 II 型肿瘤抑制因子,其异常表达与多种癌症相关,且在先天免疫调控中扮演关键角色。然而,现有针对 ING 家族的抗体特异性不足,常导致实验结果偏差,尤其是在染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)等高精度实验中。此外,ING4 在不同组织和细胞中的亚细胞定位及功能差异尚未完全明确,制约了其在肿瘤治
来源:Histochemistry and Cell Biology
时间:2025-05-23
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鸟类皮肤发育中的两次脂肪生成浪潮与真皮可塑性
皮肤作为人体最大的器官,其复杂结构的形成机制一直是生物学领域的谜题。不同物种的皮肤在保持基本结构相似性的同时,又能根据环境展现出适应性差异,比如禽类的羽毛分布、脂肪囤积方式等。然而,皮肤中各组分如附属器、真皮肌肉、脂肪组织和血管如何相互作用、协同发育,目前尚不完全清楚。深入理解这些机制,不仅能揭示器官发育的奥秘,还可能为组织工程和临床疾病研究提供关键线索。为了揭开这层面纱,来自相关研究机构的科研团队以禽类皮肤为研究对象,在《Developmental Biology》发表了一项颇具价值的研究。他们聚焦于禽类皮肤脂肪组织的发育过程,通过比较鸡、鹌鹑、鸭等不同禽类物种的差异,试图解析皮肤组分间的发
来源:Developmental Biology
时间:2025-05-23
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综述:高温暴露下昆虫体内的抗氧化剂、氧化应激与活性氧物种
高温环境下昆虫的生存博弈:抗氧化防御与氧化损伤的分子拉锯战当环境温度攀升,昆虫体内会掀起一场看不见的生化风暴。作为变温动物,昆虫的代谢速率随温度升高而加快,线粒体呼吸链中泄漏的电子与氧分子结合,生成包括超氧阴离子(2O•2−)、过氧化氢(H2O2)和羟基自由基(OH•)在内的活性氧物种(ROS)。这些化学性质活泼的分子如同双刃剑——低浓度时参与细胞信号传导,但过量积累则会攻击脂质、蛋白质和DNA,引发氧化应激危机。抗氧化防御:昆虫的生化盾牌面对ROS的猛攻,昆虫进化出多层次的抗氧化防御体系。第一道防线由内源性抗氧化酶构成:超氧化物歧化酶(SOD)将超氧阴离子转化为H22O2,过氧化氢酶(CAT
来源:Current Research in Insect Science
时间:2025-05-23
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不同温度下草地贪夜蛾对氯虫苯甲酰胺和多杀菌素抗性的适合度代价研究
在全球农业生产的舞台上,草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)如同一个横行霸道的 “破坏者”,凭借其强大的繁殖能力、广泛的食性和远距离迁飞的本领,在美洲、非洲、亚洲等多地的农田里肆虐,啃食玉米、水稻等多种作物,给农业生产带来了巨大损失。为了遏制其危害,化学杀虫剂成为了重要的防控手段,其中,多杀菌素(spinosyns)和双酰胺类(diamides)杀虫剂因其高效和相对环保的特性,在害虫管理中占据重要地位。然而,随着这些杀虫剂的频繁使用,草地贪夜蛾对它们的抗性问题日益凸显,这不仅降低了农药的防治效果,还可能引发更严重的生态和经济问题。更值得关注的是,温度作为一个重要的环境因素,
来源:Crop Protection
时间:2025-05-23
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杀虫剂处理对冬季油菜蓝茎象甲和甘蓝茎象甲的防治效果及产量影响研究
在瑞典等北欧地区,冬季油菜(Brassica napus)作为重要的油料作物,长期受到蓝茎象甲(Ceutorhynchus sulcicollis)和甘蓝茎象甲(Ceutorhynchus pallidactylus)的严重危害。这两种茎秆钻蛀性害虫通过幼虫在茎秆内部取食,不仅造成直接的生理损伤,还会增加倒伏风险和真菌感染几率,最终导致显著的产量损失。然而,关于这两种害虫对作物产量的具体影响程度一直缺乏系统研究,特别是蓝茎象甲作为北欧特有优势种的研究更为匮乏。这种知识空白严重阻碍了科学防治策略的制定,导致农民往往依赖经验性用药,既增加了生产成本又可能造成不必要的环境负担。针对这一现状,来自瑞典
来源:Crop Protection
时间:2025-05-23
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手持物体的感觉运动失调而非转动惯量导致大小-重量错觉及重量感知
重量感知作为人类与环境交互的基础能力,自19世纪Weber的研究以来持续引发学界关注。其中大小-重量错觉(SWI)现象尤为奇特——当人们举起外观不同但质量相同的物体时,较小的物体总被感知得更重。传统理论认为转动惯量(I)是解释SWI的关键,该物理量描述物体抵抗旋转状态改变的特性,Amazeen & Turvey(1996)曾通过杆状物体实验提出,转动惯量的差异直接导致重量感知变化。然而这种解释存在明显局限:日常生活中大多数手持物体并非长杆状,且转动惯量效应在小型物体中可能被弱化。为验证转动惯量理论的普适性,La Trobe大学的研究团队在《Cognition》发表创新研究。他们设计了两
来源:Cognition
时间:2025-05-23