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.     

NEWS

近年来,基于金属元素标记的生物免疫分析方法被提出并得到了迅速的发展。使用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)作为金属标记免疫分析的检测方法的优点包括:灵敏度高、检出限低、线性范围宽、多检测物同时分析、不需要放射元素和有毒害的酶标记物等。由于蛋白质和标记的有机化合物不影响元素的测定,基体效应小。四川大学吕弋研究组将传统的纳米金标记-银放大技术和ICP-MS免疫分析技术结合起来,提出了高灵敏的免疫分     

“双碳”背景下能源关键元素暴露的神经效应研究进展

为了实现“双碳”目标,能源关键元素(Energy-critical elements, ECEs)在全球范围内的应用将显著增加,增加了人群暴露风险,但是其健康效应尚未明确。ECEs主要为金属元素,如锂、钴及稀土元素。为了解金属ECEs的潜在健康效应,重点关注其神经危害或风险,为其在可持续发展过程中可能产生的健康问题提出干预策略。回顾了与金属ECEs相关的毒理学、职业安全和健康问题以及流行病学调查的文献报道,主要在分子和细胞水平、实验动物和人群流行病学研究等方面对上述金属ECEs神经效应的综述。目前,金属ECEs健康效应的研究面临一些挑战：现有的人群研究数量有限,亟需更多的研究为建立有关健康、环境影响和安全的监测系统提供科学依据,为绿色能源行业建立一个可持续、安全和健康的职业环境,助力实现“双碳”目标。     

金属有机框架材料在电化学/电化学发光免疫分析中的应用（英文）

设计和研制具有超灵敏、高精度、选择性好的免疫传感器对于疾病的早期诊断和筛查以及疾病治疗过程的监测具有十分重要的意义。其中,电化学免疫分析法和电化学发光(ECL)免疫分析法,由于具有稳定性好、灵敏度高、线性范围宽、可控性好等优点而备受关注,已成为当前的研究热点之一。金属有机框架(MOFs)作为一类新型的多孔晶体材料,由于其具有比表面积大、化学稳定性好、孔径和纳米级骨架结构可调节等优点,在电化学和ECL免疫传感器的制备中得到了广泛的应用。MOFs不仅可以作为固定生物识别分子的敏感平台,还可以用于富集痕量分析物和信号分子来放大分析信号,提高电化学或ECL免疫分析的灵敏度。目前,科研人员已合成各种各样具有不同性能和形貌的MOFs纳米材料,并用于开发高性能的电化学免疫传感器和ECL免疫传感器。本文综述了不同类型的基于MOFs纳米材料的电化学/ECL免疫传感器的制备及其在免疫分析中的检测应用。研究表明,MOFs不仅可以作为电极表面修饰的基底、信号探针(包括电活性标记分子和电化学发光发光标记探针)、催化活性标记物,还可以作为负载各种生物分子、纳米材料的载体,最终可用于灵敏的电化学和ECL检测。此外,...     

功能大分子金属轮烷和索烃的研究进展

金属轮烷和金属索烃是通过在轮烷和索烃中引入金属离子或金属配合物而制得的,它们不仅结构特殊,而且具有许多特殊的性质,因此受到化学家们的广泛关注。本文综述了近几年来金属轮烷和金属索烃在分子机器、分子开关、仿生物质、分子材料等方面的应用及研究进展,并对该领域的前景进行了展望。     

14顶点双取代碳硼烷和金属硼烷极化率和二阶超极化率的DFT研究

采用量子化学密度泛函理论(DFT) B3LYP/6-31G(d)方法对14顶点双取代碳硼烷和金属硼烷几何构型进行优化, 结合有限场(FF)方法计算了各体系的极化率和二阶超极化率. 同时金属硼烷中金属原子采用赝势基组进行计算, 讨论基组对计算结果的影响. 结果表明, 14顶点碳硼烷和金属硼烷中碳和金属元素的成键方式不同, 金属硼烷中各原子间距离比碳硼烷中大, 平面偏移角增大. 金属原子的引入有效增加分子的NLO系数, 同时金属硼烷的前线分子轨道能级差比碳硼烷小很多, 金属硼烷材料有可能表现出半导体甚至导体特性, 金属原子采用不同基组对计算结果影响不大.     

分子纳米技术与金属有机分子纳米体系

基于超分子自组装的分子纳米技术是一种新兴的高新技术。本文从金属矢量操纵的自组装分子纳米体系、自组装的纳米微反应器与超分子催化和自组装金属超分子高分子纳米材料等三个方面评述了分子纳米技术及其在构筑金属有机分子纳米体系中的发展现状 ,进一步阐述了“金属矢量”的概念 ,并首次提出建立“自组装子工具箱” ,探讨了分子纳米技术的发展方向。     

过渡金属酸盐在催化反应中的应用

过渡金属酸盐因其催化性能优良、价格低廉、容易获得、毒性低、稳定性良好等特点,成为广受关注的一类催化剂。金属酸盐是指一类含有配合物阴离子的离子型化合物,其配合物阴离子包括中心金属和与其相配位的多个配体基团:中心金属为过渡金属元素,配体为氧离子(金属氧酸盐,如WO₄^2-, PMo₁₂O₄₀^3- 等)、硫离子(硫代金属酸盐,如MoS₄^2- 等)或卤素离子(卤代金属酸盐,如PtCl₆^2-, TiF₆^2-等)。通过改变中心过渡金属元素和抗衡阳离子的组成,可在分子水平上对金属酸盐进行性能调控。但过渡金属酸盐在催化领域中的研究多集中于金属氧酸盐,本综述则涵盖了包括金属氧酸盐、硫代金属酸盐、氰基金属酸盐和卤代金属酸盐等多种过渡金属酸盐作为催化剂在催化反应中的应用。另外,本文还着重介绍了过渡金属酸盐催化剂与离子液体结合使用,从而实现其循环使用的研究。     

人工分子机器:分子尺度运动的精准化与可视化

分子机器在自然界至关重要,其在生物过程中执行了大量复杂的功能,从而实现不同尺度的动态行为调控.受生物系统的启发,科学家致力于研究人工分子机器在分子尺度下的精准构筑和定向运动,并通过层级组装实现信号传递和功能放大,从而推动动态智能材料的设计发展.但如何利用新方法精准构筑复杂的人工分子机器,如何将分子尺度的运动动态进行“可视化”,以及如何在生命科学研究中发挥其功能,一直是分子机器领域的研究热点.本文基于本课题组的工作,系统介绍了人工分子机器在分子尺度的精准结构构筑、信号输出以及其在跨膜运输方面的研究.最后总结了该领域在多尺度精细化和功能化方面的挑战,并展望了分子机器在宏观智能材料领域的发展前景.     

金属硫蛋白溶液聚合状态的研究

通过动态光散射实验首次证明了兔肝金属硫蛋白亚型 和 在不同的缓冲体系中不仅仅是以二聚体的形式 ,而且是以多种聚合形式存在[1] .深入考察金属硫蛋白在溶液中的聚合形式对于研究金属硫蛋白的结构和功能都具有非常重要的意义 .我们通过计算机模拟 [1] 比较系统地研究了各种因素对金属硫蛋白聚合的影响 .结果表明 ,在溶液聚合的分子识别过程中可由多种因素共同调控金属硫蛋白 ,这些因素主要包括静电相互作用、疏水性相互作用和溶液中阴阳离子等 .通过这些因素的综合分析 ,首次对兔肝金属硫蛋白在溶液中多种聚合形式的形成机制及相应的分子…     

水溶液中金属增强荧光的研究进展

本文综述了水溶液中金属增强荧光的研究进展,重点阐明如何通过控制荧光物质与金属纳米粒子表面的距离,实现水溶液中的金属增强荧光。荧光物质与金属纳米粒子表面的距离主要通过有机分子和无机分子Si O2层控制,只有当距离合适才能达到最大的金属增强荧光。金属增强荧光提高了荧光检测的灵敏度,扩大了荧光技术的应用范围,已广泛应用到DNA、蛋白质检测、生物标记、生物成像和免疫分析中。     

阿尔茨海默症病理机制中的金属代谢和金属药物

随着人口老龄化进程的发展,阿尔茨海默症(AD)已成为威胁中国和世界人口健康和经济的重大疾病.本文综述了近年来AD病理的分子机制的新进展,分析了其中金属代谢的意义.研究发现,在AD进程中,围绕淀粉样斑块(AP)和神经缠绕斑(NFT)的形成,多因素相互联系并发挥作用,这些主要因素包括金属内稳态、胰岛素抵抗、神经炎症、线粒体和血脑屏障改变等.与AD病理过程密切相关的主要蛋白质均参与了金属元素的生理代谢过程,而细胞金属离子的内稳态失衡加剧了AD病理的恶化.金属药物在AD诊断和治疗中可能具有以下的发展潜力:(1)AD早期诊断探针;(2)调节金属内稳态的配体和/或微量元素补充;(3)抗糖尿病金属配合物;(4)神经元和血脑屏障(BBB)保护金属药物.     

金属硫蛋白的分离与纯化

金属硫蛋白(MT)是一类低分子量、高巯基含量,能大量结合重金属离子的蛋白质.本文从诱导剂的注射次数、家兔体重以及不同诱导剂等因素对家兔体内金属硫蛋白含量的影响进行了分析.金属硫蛋白氨基酸组分分析结果与文献报道一致.利用精品生产工艺对金属硫蛋白粗品进行纯化,结果令人满意.     

多酸-环糊精超分子体系的研究进展

综合评述了近些年来基于环糊精的多金属氧簇超分子体系的代表性工作, 以参与构建的多酸-环糊精超分子复合物中不同多酸的结构类型为分类依据进行了相应的归纳概述. 希望本文可以引起读者对于多金属氧簇-环糊精超分子体系的研究兴趣, 并为研究者提供一些新的思路和启发.     

金属及其配合物与生物分子相互作用机理的研究进展

金属及其配合物与DNA、蛋白质、氨基酸等生物分子的作用机理研究,是诊断和治疗由金属引起的疾病的重要环节。本文对近十年来金属及其配合物与生物分子相互作用机理的研究进展进行了综述,并提出了该研究领域的新动向。     

骨架具有金属-金属键的链状分子研究进展

以金属-金属键为骨架的链状分子,具有离域的σ电子,由于其特殊的光、电、磁及催化性能,引起了科学家们的广泛关注。本文根据金属-金属成键的方式,对近年来报道的金属链状分子进行了综述。文中总结了三大类型的金属链状分子:金属聚合物聚锡和聚锗、非配体桥连的过渡金属-金属键骨架链状分子以及多吡啶胺配体支撑的多核过渡金属-金属键骨架链状分子。最后对金属-金属键骨架链状分子结构进行了展望,为设计新型功能分子材料提供了思路。     

蛋白质分子机器的结构动态的多尺度多方法研究

蛋白质构成了生物体内最重要的分子机器,对蛋白质分子机器动态特性的了解、运作机制的揭示有助于实现对其功能的调控.本文对蛋白质分子机器结构动态的研究方法进行了全面而系统的综述,从空间分辨率、时间尺度、离体与原位等角度,对不同方法的特点和应用进行了深入的分析,指出了它们的优势和不足以及多方法整合联用的策略.文章还对未来蛋白质分子机器结构动态研究的发展方向进行了展望,提出了前瞻性的观点.     

微波等离子炬质谱负模式检测水中常见过渡金属离子

研究了负离子模式下锰、铁、钴、镍、铜和锌等常见过渡金属的微波等离子体炬(MPT)质谱特征,阐明了这些金属元素在MPT中形成阴离子的规律;初步得出饮用水中这些金属元素的最低检出限(LOD)均在约20μg/L量级,为实际检测这些金属元素奠定了基础.     

水合肼还原金属的研究进展

水合肼还原金属主要用于制备金属纳米颗粒、回收废液中的金属元素以及乏燃料后处理。 本文对水合肼作为还原剂的液相还原法制备纳米金属材料、金属离子的回收利用及乏燃料后处理等方面的研究进展作了比较全面的综述,并对液相还原法在酸性和碱性情况下,水合肼还原金属存在的差异及有关的机理、特点、影响因素等进行了分析和总结,以期为该领域研究人员在控制制备金属形状、选择实验条件、金属离子回收尤其是乏燃料处理方面提供参考。     

金属配合物分子纳米结构构筑与调控的STM研究进展

金属配合物分子具有结构多样且可控以及功能丰富等特点,在催化、传感、分子识别、纳米器件等领域得到广泛应用, 对金属配合物分子的研究已是分子科学研究中的热点之一.同时, 利用配合物分子构筑表面分子纳米结构以及对配合物单分子性质的研究也日趋活跃. 近年来, 本研究组发展了配合物分子在固体表面的自组装技术, 并结合扫描隧道显微技术(STM)开展了一系列有关金属配合物分子表面纳米结构的研究工作, 在固体表面成功实现了对配体、配合物分子的高分辨STM成像、原位配合以及分子识别, 设计和构筑了多种功能配合物分子纳米结构,并系统研究了结构形成规律. 本文以本研究组近年来有关金属配合物分子组装的研究结果为主, 结合国内外相关研究小组的研究结果,综述有关金属配合物分子纳米结构的构筑与调控的STM研究进展, 介绍该类分子在固体表面的组装和分散规律, 为表面分子纳米结构的构筑和调控提供理论和实验基础.