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用于间质液多重检测的多孔SERS微针:同步监测葡萄糖、尿酸和胆固醇的新策略
材料4-巯基苯硼酸(4-MPBA)购自上海麦克林生化科技有限公司。葡萄糖(Glu)、尿酸(UA)、胆固醇(Chol)、亚甲蓝(MB)、罗丹明B(RhB)和结晶紫(CV)由国药集团化学试剂有限公司提供。葡萄糖氧化酶(GOx, 245 U/mg)和尿酸氧化酶(UOx, 10 U/mg)购自上海士锋生物科技有限公司。胆固醇氧化酶(ChOx, 20 U/mg)由南京杜莱生物技术有限公司提供。所有试剂均为分析纯,直接使用。多孔SERS微针的制备与表征图1A展示了多孔SERS微针的制备流程。图1B中的10×10多孔SERS微针阵列高度为685 ± 14 μm,底部宽度为465 ± 25 μm。图1C显示了
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2025-10-15
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基于分子对接的CXCR4靶向环肽设计及99mTc标记SPECT/CT黑色素瘤成像研究
分子对接通过对比上市药物普乐沙福(AMD3100)与环肽KC1和CXCR4蛋白晶体模型(PDB ID: 8U4P)的分子对接结果(图1A-D),发现KC1与CXCR4的结合位点Asp97、Asp171、Asp187、Arg188、Tyr190和Gln200形成关键氢键网络,而AMD3100仅通过Asp262和Glu288形成少量氢键。疏水相互作用和π-π堆叠等分子间作用力进一步稳定了KC1-CXCR4复合物,提示KC1具有更优越的结合特性。结论本研究核心在于针对肿瘤细胞表面过表达的趋化因子受体CXCR4,设计合成了一种靶向环肽KC1。以CXCR4晶体结构(8U4P)为模型,分子对接显示KC1的
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2025-10-15
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高压岩石应力不均一性揭示深部俯冲界面瞬态耦合机制
俯冲带是地球板块构造中能量与物质交换的关键场所,其深部界面(尤其是40–60 km深度的过渡区)的力学行为直接关联大地震的发生与慢滑移事件(Slow Slip Events, SSEs)。然而,由于直接观测的局限性,该区域的应力分布、蠕变机制及流体作用长期存在争议。传统地球物理手段虽能捕捉SSEs的瞬态信号,但无法揭示其微观物理过程。在此背景下,来自中国地质科学院、北京大学及法国里昂大学的研究团队,通过对北祁连造山带高压—低温变质带中变硅质岩的精细分析,首次发现了记录深部俯冲界面瞬态耦合的显微构造证据,相关成果发表于《Nature Communications》。关键技术方法研究团队综合运用野
来源:Nature Communications
时间:2025-10-15
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基于miR-10a脂质体重编程巨噬细胞线粒体代谢与表观遗传以治疗动脉粥样硬化
在血管壁深处,一场持续的免疫拉锯战正悄然推动着动脉粥样硬化的进展。巨噬细胞作为这场战役的核心参与者,本应在促炎(M1)和抗炎(M2)表型间灵活转换以维持血管稳态,但动脉粥样硬化斑块内的慢性炎症环境却让这些细胞陷入了"记忆固化"的困境——它们如同被长期训练的士兵,始终保持着高度激活的促炎状态,即使外界刺激消失也难以恢复平衡。这种表型转换障碍的背后,隐藏着更深的机制:持续的炎症刺激导致巨噬细胞染色质结构紧缩,表观遗传层面上的"锁闭"使得重编程难以实现。以往研究表明,组蛋白去乙酰化酶(HDAC)的过度活跃会抑制基因表达,而线粒体功能受损导致的乙酰辅酶A(Ac-CoA)供应不足,进一步限制了组蛋白乙酰
来源:Nature Communications
时间:2025-10-15
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大语言模型代理实现原子力显微镜自主操作:AILA框架与AFMBench评估体系的突破性研究
在材料科学研究领域,原子力显微镜(AFM)作为重要的表征工具,其操作需要专家级的多领域知识——从探针校准到参数优化,再到数据解读。然而,当前的自驱动实验室(SDL)实现依赖于刚性协议,无法在动态实验环境中捕捉专家科学家的适应性和直觉。随着大语言模型(LLM)的出现,实验室自动化正经历革命性变革,但LLM在真实实验环境中的操作可靠性和安全性仍面临严峻挑战。为了解决这一难题,印度理工学院德里分校等机构的研究团队在《Nature Communications》上发表了题为"Evaluating large language model agents for automation of atomic
来源:Nature Communications
时间:2025-10-15
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原位配位空穴传输层策略实现高性能可扩展钙钛矿太阳能电池
在光伏技术快速发展的今天,钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其高效率和低温制备优势成为研究热点,特别是p-i-n结构器件更展现出巨大的商业化潜力。然而,制约其大规模应用的关键瓶颈在于空穴传输层(HTL)的制备——传统自组装单分子层(SAM)基HTL存在界面粘附力弱、薄膜均匀性差以及大面积沉积不一致等问题,导致器件性能不稳定和寿命缩短。这些缺陷就像隐藏在精美壁画下的裂缝,随时可能引发整体结构的崩塌。为了破解这一难题,西安交通大学董华教授团队在《Nature Communications》发表了一项创新研究,提出了一种原位配位的集成HTL策略。该策略巧妙地在NiOx合成过程中同步完成SAM分子的锚定,
来源:Nature Communications
时间:2025-10-15
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基于一维MOF嵌入二维COF的仿生KcsA离子通道实现超高K+/Na+选择性分离
在生命活动中,离子通道如同细胞的智能门禁,精准调控着钾、钠等离子的跨膜运输。其中,KcsA钾离子通道以其独特的异质四聚体结构和0.56纳米选择性过滤器,实现了对半径仅差0.38埃的K+(1.33埃)和Na+(0.95埃)的精确区分,其选择性高达103-104量级。这种源于自然界的神奇设计激发了研究人员开发仿生分离膜的热情,特别是在锂电回收、海水淡化等高附加值离子分离领域,具有重大应用前景。然而,人工仿生膜的开发面临两大核心挑战:一是亚纳米级离子尺寸差异的精确区分极为困难,二是传统均质通道难以复现生物通道的非均匀异质结构。虽然已有研究通过调控通道壁-离子相互作用实现了Cu2+/Co2+等高选择性
来源:Nature Communications
时间:2025-10-15
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质子交换膜水电解槽局部爆燃形成机制与安全预防研究
随着全球能源转型加速,质子交换膜(Proton Exchange Membrane, PEM)水电解技术因其高能效、零污染等优势,成为绿氢制备的主流方案。然而在产业化进程中,安全隐患如同达摩克利斯之剑高悬——2025年华北电力大学团队在《Nature Communications》发表的突破性研究揭示,工业级电解槽竟暗藏局部爆燃风险。研究团队从两起典型事故切入:100kW工业电解堆与2kW实验室电解堆均出现膜电极组件(Membrane Electrode Assembly, MEA)熔穿现象(图1c-e)。令人警觉的是,这些设备在事故发生前均持续正常运行数十天,暗示存在渐进式恶化机制。通过解剖
来源:Nature Communications
时间:2025-10-15
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基于八电子氮化学的Operando电化Solvay工艺:液态金属催化剂打破尺度关系实现高效NaHCO3合成
在全球碳中和背景下,二氧化碳(CO2)的资源化利用成为科研界与工业界共同关注的焦点。其中,碳酸氢钠(NaHCO3)作为全球年产量超6500万吨的重要化工产品,目前超过60%仍依赖传统的Solvay工艺。该工艺虽成熟,却存在高能耗(年耗电2.6-3.4×1010 kWh)、高污染(每吨产品产生10立方米含氯、钙废液)以及依赖外部碱源(如哈伯法合成的NH3)等问题。能否开发一种高效、清洁且灵活的NaHCO3合成新方法,成为推动化工行业绿色转型的关键挑战。近年来,电化学合成技术因其反应条件温和、过程可控等优势受到广泛关注。将电化学反应与Solvay工艺结合,构建“operando电化系统”,理论上只
来源:Nature Communications
时间:2025-10-15
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双极乙烯电合成:从CO2和生物质废酸实现总法拉第效率超118%的碳中性路径
乙烯(C2H4)作为化工产业的基石,其全球年产量超2.2亿吨,但传统石脑油裂解工艺需在300–500°C高温下运行,导致巨额能耗与CO2排放。尽管生物乙醇制乙烯路线可降低反应温度,却面临原料成本高、生物质精炼废酸(如丙酸PA)处理难题。近年来,电催化CO2还原为常温合成乙烯提供绿色路径,但现有系统仅阴极产乙烯,阳极副反应(如析氧)导致电子经济性低下,法拉第效率(FEC2H4)多低于85%。若能在阳极同步将废弃羧酸转化为乙烯,实现“双极产乙烯”,将极大提升原子与电子利用效率。针对这一挑战,华中科技大学鲍宇(Bao Yu Xia)和游波(Bo You)团队在《Nature Communicatio
来源:Nature Communications
时间:2025-10-15
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草酸盐微环境工程增强零价铜分子氧活化及污染物降解机制研究
Section SnippetsChemical本研究所用化学品及生产商信息详见支撑材料(Text S1)。Materials采用行星式球磨机(博蕴通仪器科技,南京)通过球磨法制备Ox-ZVC。将0.16克草酸二水合物与4.0317克商用ZVC粉末(n(H2C2O4•2H2O):n(Cu)=2%)混合,加入100克氧化锆研磨球,密封于不锈钢球磨罐中,以500 rpm转速球磨2小时,所得Ox-ZVC样品经洗涤后备用。Characterizations of catalysts通过X射线衍射(XRD)分析三种催化剂的晶体结构(图1a)。ZVC、B-ZVC和Ox-ZVC均在2θ=43.5°、50.4
来源:Water Research
时间:2025-10-15
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蛋黄壳结构H2TiO3/碳电极的电容去离子增强机制与锂选择性提取研究
Section snippetsExperimental section所有化学品均为分析纯及以上级别,未经进一步纯化直接使用。实验全程使用超纯去离子水(DI H2O, 25°C时电阻率为18.2 MΩ·cm)配制溶液。Characteristics of the as-prepared HTO/carbon materialsHTO/碳复合材料的形貌特征如图1b-h所示。原始HTO呈近椭圆形结构(图1b),与既往水合钛酸盐纳米结构的报道一致。但经过SiO2和/或碳包覆后(图1a),材料形态转变为均匀球形颗粒,核心壳结构(cs-HTO@C)和蛋黄壳结构(ys-HTO@C)的平均直径分别为150
来源:Water Research
时间:2025-10-15
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DNA甲基化可塑性驱动多世代暴露下桡足类对沿海高pCO2与镉污染的适应机制
Highlight本研究通过多世代实验(F1-F4)探究海洋桡足类 Tigriopus japonicus 对波动性高 pCO2 与镉(Cd)复合胁迫的适应响应及机制。发现稳态高 pCO2 加剧 Cd 多世代毒性,且波动性酸化条件下效应更显著。至 F4 世代,桡足类表现出对复合胁迫的潜在适应。通过 F1 与 F4 世代的转录组与 DNA 甲基化分析,发现复合暴露下 F1 个体将更多能量用于抵抗 Cd 毒性,但 DNA 高甲基化抑制了 Cd 排出与解毒/应激响应通路,最终损害发育与繁殖;而 F4 世代中 DNA 低甲基化增强了表皮修复程序、补偿机制(如解毒与免疫响应)及繁殖过程,从而提升适应性。
来源:Water Research
时间:2025-10-15
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热原碳促进硝酸盐依赖型厌氧甲烷氧化:揭示ANME古菌代谢与微生物动态中的氧化还原活性和导电性机制
甲烷(CH4)是一种强效温室气体,其全球变暖潜能值约为二氧化碳(CO2)的27倍。水生生态系统贡献了全球近一半的甲烷排放,但同时其中产生的甲烷也有相当一部分在厌氧条件下被厌氧甲烷氧化古菌(ANME)通过厌氧甲烷氧化(AOM)过程氧化为CO2,从而成为缓解全球变暖的重要甲烷汇。硝酸盐依赖型AOM,主要由“Candidatus Methanoperedens”类古菌驱动,是淡水环境中主导的AOM途径,构成了全球甲烷氧化的显著部分。热原碳(Pyrogenic Carbon, PC)是生物质和化石燃料不完全燃烧的产物,广泛存在于各类生态系统中。近年来的研究表明,PC可通过其多孔结构、表面官能团、氧化还
来源:Water Research
时间:2025-10-15
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胶体气体泡沫强化异质含水层中细菌传输的机理与性能研究
亮点•Tween80胶体气体泡沫(CGAs)在携带模型菌株Pseudomonas veronii T1时,展现出卓越的细菌活性保护能力、均匀的细胞分散效果以及同步共迁移特性。•负载细菌的CGAs在饱和砂质介质中实现了高效穿透,其迁移距离随介质粒径增大和注入速率提高而增加。结论本研究开创性地利用CGAs作为载体,强化微生物在异质含水层中的传输。同时,红色荧光蛋白(RFP)标记技术成功应用于二维含水层系统中细菌迁移的实时无创监测。•CGAs在渗透率对比为10至102的异质含水层中,将低渗透区(细砂或粉砂)的细菌流入量提升了2.71至4.99倍。•针对小型低渗透透镜体,负载细菌的CGAs凭借剪切稀化
来源:Water Research
时间:2025-10-15
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海洋溢油生物降解的关键调控机制:油浓度与微生物群落的协同作用及阈值效应揭示新型修复策略
亮点通过实时化学分析与多组学技术,我们揭示了不同油浓度下微生物群落的动态响应机制,发现降解速率与油浓度呈负相关(R2 0.65),并首次提出"低促高抑"效应的关键阈值(101 ∼ 102 ppm)。生物降解过程中正构烷烃的演化通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)实时监测不同油浓度(2 ppm、20 ppm和200 ppm)在第3、10和28天的正构烷烃残留量,发现降解速率与油浓度存在显著关联。第0天时各组残留量无差异,但随着时间推移,低浓度组(2 ppm)表现出更快的降解动力学,印证了"低浓度促进降解"的规律。微生物群落的响应特征 63%)通过上调基因表达和代谢通路(如烃类降解相关酶基因)驱动
来源:Water Research
时间:2025-10-15
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基于免疫信息学的牛结节性皮肤病多表位亚单位疫苗的理性设计
牛结节性皮肤病(Lumpy Skin Disease, LSD)是一种由牛结节性皮肤病病毒(LSDV)引起的烈性传染病,近年来在全球范围内呈现快速传播态势,对畜牧业造成严重经济损失。该病通过吸血昆虫传播,感染牛群可出现高热、皮肤结节、淋巴结炎等症状,虽然死亡率不高,但发病率可高达100%,导致产奶量下降、繁殖效率降低和贸易限制等一系列问题。尤其自2019年以来,LSDV已蔓延至中国、印度、孟加拉国等亚洲多国,成为威胁区域畜牧业安全的重要病原。目前,市场上虽有同源或异源(如羊痘、山羊痘病毒)的减毒活疫苗可用,但其效果参差不齐,且存在毒力返强、免疫抑制动物中病毒活化等安全风险。更重要的是,目前尚无
来源:Veterinary Vaccine
时间:2025-10-15
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三氯芬对感染环锚盘虫的巨骨舌鱼驱虫效力及亚致死效应研究
Highlight体外评估三氯芬对环锚盘虫(D. cycloancistrium)的效力体外实验表明,最高测试浓度(10 g/L)在短短30分钟暴露内导致100%寄生虫死亡,而10 mg/L在180分钟后达到相同效力(图1)。较低浓度如0.1、0.25、0.5和1.0 mg/L仅引起寄生虫运动障碍,无显著死亡率(图1)。暴露于亚致死浓度的寄生虫表现出典型的受损迹象,包括运动缓慢、鳃部脱离和嗜睡,但未死亡。讨论本研究提供证据表明,三氯芬在体外和体内条件下均可减少巨骨舌鱼(A. gigas)中环锚盘虫(D. cycloancistrium)的侵扰。根据本研究中测试的基线浓度(表1),仅两种在体外实
来源:Veterinary Parasitology
时间:2025-10-15
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水基超声波预处理提升毛竹尺寸稳定性与防霉性的多尺度机制研究
竹材作为一种生长迅速、可再生的生物质材料,在建筑、家具和绿色复合材料领域具有广泛应用潜力。然而,其固有的亲水性和富含淀粉、糖类等营养成分的细胞壁结构,使其在潮湿环境中易吸湿膨胀、变形,并成为霉菌滋生的温床。这种缺陷不仅缩短了竹制品的使用寿命,也限制了其在户外或高湿度环境中的应用。传统改善竹材性能的方法如乙酰化、树脂浸渍或热处理,虽有一定效果,但常涉及有毒化学品、高能耗或复杂工艺,面临环境友好性不足的挑战。因此,开发绿色、低成本的改性技术成为竹材高效利用的关键。近期,物理预处理技术如超声波处理因其非化学、低能耗的特性受到关注。超声波通过空化效应、声流和微射流等物理作用,能够破坏植物细胞壁结构,促
来源:Ultrasonics Sonochemistry
时间:2025-10-15
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超声辅助构建大豆蛋白-表没食子儿茶素没食子酸酯-聚葡萄糖三元复合物稳定乳液的机制:结构特性、功能性质与界面行为研究
在现代食品工业中,乳液作为一种重要的递送系统,能够有效保护脂溶性活性成分(如类胡萝卜素、姜黄素等)免受光和氧的降解,并提高其生物利用度。然而,乳液的稳定性高度依赖于所使用的乳化剂。大豆分离蛋白(Soy Protein Isolate, SPI)作为一种来源广泛、具有两亲性的植物蛋白,已被广泛用作天然乳化剂。但SPI分子尺寸较大、表面疏水性较低,导致其结构灵活性和界面活性较差,限制了其在稳定乳液方面的应用效果。近年来,通过设计蛋白质-多酚/多糖复合物来改善乳液稳定性,已成为制备长期稳定乳液的一种解决方案。与纯蛋白质相比,蛋白质-多酚复合物通过提供额外的疏水位点,增加蛋白质分子的灵活性,改善蛋白质
来源:Ultrasonics Sonochemistry
时间:2025-10-15