基于框架核酸的细胞表面受体配体相互作用研究进展

细胞表面受体与配体之间的特异性相互作用在细胞生物学过程中起着重要作用。然而,与均相溶液不同,受体分子在细胞膜上的分布是非连续的、动态的,因此细胞表面的受体配体相互作用通常呈现复杂的非线性结合模式。框架核酸作为一类具有确定几何形状的DNA纳米支架,可用于多价配体的偶联,为深入揭示受体配体相互作用机制提供了可靠的工具。利用框架核酸纳米分辨率的可寻址特性,可实现对配体数目、间距及空间构象等参数的精确调控,进而研究细胞表面受体配体的结合特性及影响因素,优化结合条件最终实现高效的分子识别及靶向治疗。本文综述了基于框架核酸的细胞表面受体配体相互作用研究进展,通过探讨细胞表面受体配体相互作用的重要影响因素及生物学应用,对该研究领域的发展前景和未来趋势予以展望。     

同步辐射X射线成像技术在脑成像研究中的应用

脑疾病的诊疗、 探索高级脑功能机制和理解意识本源对脑科学研究具有重要意义. 成像技术在阐明脑科学神经系统结构和功能中发挥了重要作用. 迄今, 核磁共振成像、 光学成像和电子显微镜成像技术已为脑科学研究提供了强有力的手段, 取得了突出的进展. 同步辐射X射线显微成像技术具有高分辨率、 快成像速度和高穿透深度等优点, 是一类与已有技术互补的新型脑成像技术. 本文介绍了核磁共振波谱、 光学显微镜和电子显微镜等成像方法在脑成像领域中的应用, 重点阐述了同步辐射X射线成像的优势以及在脑结构成像和功能成像中的应用. 在此基础上, 展望了同步辐射X射线成像应用于脑科学研究的未来发展方向, 讨论了该技术在绘制人脑联接图谱中的优势及可行性.     

碳纳米颗粒的放射性99mTc标记

探索了影响氯化亚锡还原法制备碳纳米管和不同粒径纳米碳黑的99mTc标记化合物的多种因素, 在给定实验条件下, 99mTc的标记率能够稳定达到90％以上。 细胞培养液中标记物的放射化学纯度在2.5 h中保持在(86±4)%范围内。 制备的标记化合物满足碳纳米颗粒细胞摄取率测定和细胞毒性机制研究的实验要求。 实验结果提示, 99mTc标记过程是基于还原得到的低价Tc在碳纳米颗粒表面上的物理吸附机理。 The effects of experimental conditions on preparation of 99mTc labeled carbon nanotubes and nanocarbon blacks by SnCl2 were investigated. At given conditions the labeling yields were over 90%. In a culture medium, the radiochemical purity of the labeling compounds kept (86±4)% within 2.5 h. The 99mTc labeled multi walled carbon nanotubes (MWNTs) and nanocarbon blackes (NCBs) obtained in this work met satisfactory experimental demands for study of cellular uptake and toxicity. The experiments showed that the labeling process was based on physical adsorption of low valent technetium resulted from reduction reaction on the surface of the carbon nanomaterials.     

SiO2介导的5 nm金颗粒的高效富集及其催化活性研究

粒径小于10 nm的金纳米颗粒（Au NPs）具有高的表面积与体积比,因此具有极强的催化活性,在催化领域应用广泛.传统湿法合成的金纳米颗粒浓度过低,需要进一步富集才能满足实验要求.然而,小粒径Au NPs在浓缩过程中容易聚集,失去催化活性.在保持催化活性的同时,浓缩小粒径的AuNPs是一个挑战.本工作用500 nm硅烷化修饰的SiO₂颗粒,通过静电相互作用吸附5 nm Au NPs,在室温下自组装形成Au NPs@SiO₂复合物.Au NPs的负载效率可达99.5%,每个SiO₂上负载的Au NPs高达800～1000个,大大提高了Au NPs有效浓度,并且富集到SiO₂表面的Au NPs不会团聚.催化活性研究结果显示,制备得到的Au NPs@SiO₂的催化活性是同浓度Au NPs的3倍.该复合物颗粒重复使用5次后,催化转换效率仍能保持在80%左右.该复合物颗粒能稳定保存一个月,结构和催化活性不变.并且,通过调节Au NPs在SiO₂表面的组装密度,可精确调控Au NPs@SiO₂催化活性.本工作提供了一种制备高浓度小粒径Au NPs的简单方法,并大大提高了Au NPs催化活性,该方法在富集其它小粒径纳米颗粒中具有广泛应用.     

DNA杂化水凝胶的构建及性能

以纯DNA水凝胶为主体,引入3种不同类型的杂化因子,依次对纯DNA水凝胶进行编码和结构改造,制备了DNA杂化水凝胶.研究了DNA杂化水凝胶的微观结构、机械性能和生物毒性.结果表明,二元编码因子(海藻酸钠/琼脂糖)DNA杂化水凝胶符合机械强度和生物安全效应双评价指标,生物安全性优异,且机械性能提高了3个数量级.本文研究结果为DNA水凝胶的编程改造提供了新思路,拓展了其在生物医学领域的应用.     

次氮基三丙酸与铍离子螯合作用的研究

采用分光光度法研究了次氮基三丙酸(3,3',3'-Nitrilotripropionic Acid,NTP)与稀有金属铍元素之间的螯合作用,并测定了NTP在不同时间,pH值,Be2+浓度等条件下对Be2+的螯合性能。研究发现在室温25℃,pH=6.0条件下,NTP对Be2+的螯合在较短的时间内完成,2h左右达到最大,NTP对Be2+螯合物的摩尔比为1∶1,条件稳定常数lgK为4.35。螯合反应时pH值对NTP与Be2+螯合量有着重要的影响。当螯合反应显弱酸性时,NTP对Be2+的螯合较为稳定。     

抗污界面构建及其电化学生物传感应用进展

电化学生物传感器具有灵敏度高、便携性好、响应快速和易于集成等优点,在临床检测方面有很大应用潜力,并在可穿戴健康监测领域得到了快速发展。但在实际临床生物样本检测中,非靶标生物物质会在电极表面产生非特异性吸附（即生物污染）,影响了电化学生物传感器的性能。因此,构建具有防污染能力的传感界面（抗污界面）,防止非靶标物质吸附到电极表面,对于扩大电化学生物传感器的实际应用范围,实现在复杂生物样本中的检测至关重要。本文概述了物理、化学和生物抗污电极界面的构建及其在临床相关生物标志物检测中的应用,为电化学生物传感器实际应用性能的提升提供技术参考,并通过对界面抗污原理和存在问题的探讨,对抗污界面发展前景和未来趋势予以展望。     

Controllable Assembly and Properties of Brain Targeting Peptides with Tetrahedral Framework Nucleic Acids北大核心CSCD

In this study,the armed tetrahedral DNA nanostructures（TDN）are designed to bind single or three complementary strands of armed chain（1-ANG-TDN,3-ANG-TDN）which is modified with angiopep-2 or other brain targeting peptides（TAT,TGN）. We compare the cell viability and cellular uptake of 1-ANG-TDN or 3-ANG-TDN in brain capillary endothelial（bEnd. 3）cells and Uppsala 87 malignant glioma（U87） cells. In addition,the cell viability and cellular uptake of ANG-TDN,TAT-TDN and TGN-TDN in bEnd. 3 cells are investigated respectively. The results show that these probes are not cytotoxic to bEnd. 3 cells and U87 cells at concentrationsbelow 100 nmol/L. After being incubated with bEnd. 3cells for 0. 5 h,the cellular uptake of 3-ANG-TDN is higher than that of 1-ANG-TDN（P<0. 01）. After being incubated with U87 cells for 1h,the cellular uptake of 3-ANG-TDN is higher than that of 1-ANG-TDN（P<0. 01）. After 2 h,there is no obvious difference in cellular uptake between 1-ANG-TDN and 3-ANG-TDN. ANG-TDN,TAT-TDN and TGN-TDN are up-taken by bEnd. 3 cells much more than TDN（P<0. 01）. However,there isno statistical difference among ANG-TDN,TAT-TDN and TGN-TDN（P>0. 05）. These results indicate that the targeting of ANG-TDN probe can be improved by increasing the number of peptides or prolonging the co-incubation time. This discovery providesareference for the multifunctional modification of tetrahedral framework nucleic acid. When a single peptidelinked with TDN achieves the brain targeting,other sites of TDN can be modified by other functional groups to expand the structure and function. Tetrahedral framework nucleic acids can be used not only as an assembly platform for ANG peptides,but also for the assembly of other brain-targeting peptides （TAT and TGN）to design brain-targeting probes. © 2022, Science Press (China). All rights reserved.     

原子级精确的币金属纳米团簇在光催化应用方面的研究进展

光催化技术可以直接将太阳能转化为化学能,制造化学燃料或环境友好的产品。然而,常用的光催化剂大多为具有宽能隙的半导体材料,所需光源大多在紫外区,对太阳光的利用率不高;并且电子-空穴复合率高,导致光催化反应效率低。币金属纳米团簇具有超小尺寸（<2 nm）和分立能级,能够实现电子和空穴的分离,电子结构可调,可以通过调节其电子结构进而提高其光催化性能。同时,精确的原子级组成和结构使其成为一种在原子水平上探索光催化机制的理想模型。本文报道了基于币金属纳米团簇的光催化反应的现状,包括水分解产氢、有机污染物降解和光催化氧化胺等。通过探讨调节币金属纳米团簇的光催化性能的策略,对币金属纳米团簇光催化剂的发展前景予以展望。     

碳纳米管的细胞毒性

随着碳纳米管（CNTs）的大量生产和应用,它们对环境和人类健康可能带来不利的影响．因此,CNTs的生物效应和安全性研究引起科学家和各国政府的高度重视．扼要介绍了CNTs的体外毒性研究的主要结果,重点讨论了影响CNTs细胞毒性的诸多因素,包括CNTs的种类、所含杂质、CNTs的长度、直径和长径比、CNTs水溶性修饰以及细胞存活率的测定方法．然而,迄今CNTs细胞毒性研究取得的实验结果缺少可比性,分歧也屡见不鲜．为了更准确地评估CNTs对人类健康的潜在风险,我们认为细胞毒性检测中应该充分注意CNTs的化学修饰以及CNTs的定量表征等问题,尤为重要的是要加强CNTs细胞毒性的物理化学机制研究,逐步形成具有纳米毒理学自身特点的毒性检测方法和评估标准．