金属介导的免疫调控与干预:金属免疫学的兴起与展望

金属元素是生命体的重要组成部分,金属离子及金属蛋白在包括物质存储运输、能量转化传递、信号转导调控、分子合成降解等在内的几乎所有生命过程中都发挥着重要作用.金属在免疫系统,尤其是免疫应答的调控过程中也扮演关键角色,其调控的异常往往导致疾病的发生.近年来,免疫相关的肿瘤治疗方案让人们看到了治愈癌症的希望.金属元素在免疫应答和肿瘤治疗中的重要作用正逐渐受到关注,是未来发展的重要方向;然而,目前大多数研究仅仅停留在现象描述阶段,难以在分子层面阐明机制.本文简要介绍了金属元素在免疫应答过程中的关键作用以及在癌症免疫治疗中的重要应用,阐述了"金属免疫学"(Metalloimmunology)这一正在兴起的前沿交叉领域的研究范畴、科学价值和发展趋势.     

生物合成高能化学物质

从分子到细胞,从个体到社会,能量的需求和转化无处不在。探索高能物质的合成与利用,具有较重要的科学意义和应用价值。目前高能物质的化学合成通常污染较大、耗能较高,且往往副产物较多,难以分离纯化。相较于传统的化学合成方法,生物合成具有绿色环保和高效利用清洁能源等特点,是符合国家“碳中和”目标的新型合成路径。高能物质的生物合成,将是未来的迅速发展方向之一。本文将从能源物质、含能材料和天然高能物质三个方面,选取四种代表性高能物质,介绍其生物合成途径及与之相关的关键金属酶。     

多功能氧酰胺导向基在碳氢键活化反应中的研究进展

近年来,通过导向基团进行碳氢键活化构建C―C键及C―X键的方法得到了快速发展,已成为有机合成的重要手段之一。在碳氢键活化中,作为多功能导向基团之一的氧酰胺,由于其独特的性质,引起了科学家们的广泛关注。氧酰胺中O―N键的氧化性替代外部氧化剂,使反应处于氧化还原中性。加入化学计量的外部氧化剂,通常可以使O―N键得到保留。在不同的溶剂中,能够表现出不同的区域选择性和立体选择性;皆体现了氧酰胺作为导向基团的独特之处。本文综述了N-苯氧基酰胺作为底物进行碳氢键活化的研究进展,同时根据现有的实验和理论研究结果对不同反应的机理进行了探讨。     

单颗粒计数策略定量检测癌胚抗原

该文提出了一种基于单颗粒电感耦合等离子体质谱（spICP－MS）的计数策略,用于癌胚抗原（CEA）的灵敏检测。该策略采用50 nm的金纳米颗粒（AuNPs）作为免疫识别和单颗粒计数的探针,以磁性纳米颗粒（MBs）作为免疫识别的捕获中心,基于夹心免疫反应,应用抗体标记的MBs捕获CEA和AuNPs探针。通过磁铁分离后,捕获有AuNPs的MBs在离心管底部富集,而上清液中剩余的AuNPs探针通过spICP－MS进行计数。样品中的CEA越多,在MBs表面捕获的AuNPs探针越多,而在上清液中未被捕获的残留AuNPs探针数量则越少。实验分别对免疫分析中MBs的用量和样品检测之前的稀释倍数进行优化。在最佳条件下,该策略对CEA的检测提供了3个数量级的线性范围（0.05 ~ 20 ng/mL,r2 = 0.997）,检出限（LOD）低至0.017 ng/mL。该方法选择性良好,并成功应用于血清样品的分析,在癌症诊断中显示出巨大潜力。     

基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用

基于无机材料-微生物复合半人工光合系统是在自然光合作用和人工光合作用研究进展到一定阶段,为克服各自的缺陷,实现微生物与无机材料优势互补而发展出来的一种研究体系。该体系的主要优势是将微生物的催化选择性与无机材料的光响应性结合起来,旨在解决人工光合作用体系催化选择性差的问题。目前,可以通过光催化剂-微生物复合和电极-微生物复合来实现基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用。本文围绕基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用,依次从半人工水氧化、半人工光合还原和材料-微生物界面等方面做了系统的阐述,重点介绍基于电极-微生物复合的半人工光合体系研究进展,对基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用的领域现状做了分析和总结,并且对该领域的前景进行了展望。