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酶催化的原子转移自由基聚合(ATRPase)和金属配位交联方法成功制备出纳米人工多酶凝胶体系
常见的纳米酶大多数是金属化合物纳米颗粒,其催化活性主要是来自在纳米颗粒表面的金属离子。在自然界中,生物酶的特征表明活性位点和支持、稳定活性位点的网络环境对于高催化效率同样重要。通过调整活性位点的成分和环境可以实现高的活性和选择性。水凝胶是一类具有良好生物相容性的三维亲水网络材料,其结构可以有效地保护酶分子活性中心,同时提供更好的底物迁移微环境,从而实现有效的催化作用,载酶水凝胶材料已成为生物学研究中的热点。纳米凝胶为水凝胶的纳米粒子,具有类似于宏观水凝胶材料的亲水网络及类似流体的传输特性,其纳米的尺寸可以作为进一步体内生物应用的理想载体。在受限的纳米空间中实现修饰或组装以获得杂化纳米凝胶仍然存在挑战。应对这一挑战,同济大学化学科学与工程学院王启刚团队从仿生的角度出发,设计了一种酶催化的原子转移自由基聚合(ATRPase)和金属配位交联方法成功制备出纳米人工多酶凝胶体系。该体系具有模拟超氧化物歧化酶(SOD-like)和过氧化物酶(POD-like)特性,可以实现肿瘤微环境级联催化的响应成像。日前,相关研究成果以“Multienzyme‐Mimic Nanogels Synthesized by Biocatalytic ATRP and Metal Coordination for Bioresponsive Fluorescence Imaging”为题,发表在国际著名学术期刊 Angewandte Chemie International Edition (《德国应用化学》) 上。同济大学化学科学与工程学院为该文的唯一通讯作者单位,硕士生齐美园为第一作者,王霞副教授和王启刚教授为共同通讯作者。 图1.(a)人工多酶凝胶体系的ATRPase及配位交联制备流程(b)模拟SOD和POD级联酶催化的肿瘤微环境响应的荧光成像机制。研究人员首先在纳米粒子表面修饰酶催化的原子转移自由基聚合的引发剂(-Br),以具有良好生物相容性的生物酶为催化剂,修饰有双键的赖氨酸(N-acryloyl-L-lysine)为聚合单体,在纳米粒子周围聚合制备得到聚赖氨酸高分子刷,最后通过亚铁配位交联,从而构建出具有多酶活性的人工多酶凝胶体系(如图1所示)。凝胶体系中高分散的Fe离子一方面作为凝胶网络的交联剂,同时作为模拟酶的活性中心。通过模拟SOD和POD酶,先将肿瘤部位高水平的O 2 •− 催化转化为H 2 O 2 ,进一步基于肿瘤部位提升的H 2 O 2 通过级联酶催化反应实现肿瘤微环境响应的安全、高效的肿瘤成像。该人工多酶凝胶体系类似自然的过氧化物酶催化机制不产生羟基自由基,具有低毒性和高生物安全性。同时,ATRPase方法和金属配位交联技术可进一步实现多种纳米材料体系的制备,用于药物输送和其他生物医学应用。该研究成果得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等经费支持以及中国科学院强磁场科学中心的技术支持。王启刚教授团队多年来一直致力于高分子凝胶固定酶技术及其生物诊疗应用,近5年累计以通讯作者在 Adv.Mater. ,  Nat. Commun. ,  Angew. Chem. Inter. Ed. 等期刊发表SCI论文50多篇。文献链接:https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202002331  PDF:anie_202002331.pdf课题组网站:https://qgwang.tongji.edu.cn/
同济大学 2021-04-11
一种用于检测织布机布铗刀口缝隙的非接触式检测系统及方法
本发明公开了一种用于检测织布机布铗刀口缝隙的非接触式检测系统及方法,该系统包括水平基座、压紧装置、支撑装置、光源提供装置、视觉检测装置和数据处理装置,压紧装置用于压紧待检测的布铗,支撑装置对布铗进行支撑,光源提供装置用于提供光源,视觉检测装置用于采集布铗刀口的图像信息,数据处理装置用于对图像信息进行处理,获得布铗刀口缝隙值,并予以显示。所述方法包括如下步骤:将待测布铗放入测量系统,视觉检测装置采集图像信息,计算机对图像信息进行处理,计算获得缝隙值,通过缝隙值与标准的比较,判断产品是否合格,若不合格重新装配后重复检测步骤。本发明具有高效、稳定、高精度的优点,能极大降低劳动强度、提高生产效率。
华中科技大学 2021-04-14
基于光力相互作用的非互易声子耦合的新原理
学谐振子在现代科技和生活中具有广泛的应用,大到引力波探测装置,小到我们身边的手机,涉及传感、变频、滤波等重要器件。一般的谐振子器件是互易的,即器件内部或者两个器件之间的声子传递和方向无关。而非互易的谐振子器件对于全双工声子信号收发、声子隔离等有着非常关键的作用,甚至还可以用来对热能进行单向传递,使冷的物体更冷,热的物体更热。图a,基于光力相互作用的非互易声子耦合机制。b,通过控制激光相位,声子隔离度±30分贝连续可调。 光力学是光学和力学相结合的新兴科研领域。光力相互作用可以用于光学和力学模式的精密调控和测量,有着重要的物理意义和实际应用。这个工作中的光力学系统由超高品质因子的氮化硅纳米薄膜和高精细度光学腔构成。激光将声子从纳米薄膜的一个谐振模式转化为光子,再变回另一个谐振模式中的声子。多束激光的物理效应互相干涉,使声子传递增强或者减弱。通过控制激光相位,实现了声子隔离度在±30分贝范围内连续可调(如图所示)。在徐海潭等人之前的工作(Nature 537,80 (2016))中,他们通过拓扑操作实现了瞬态的非互易声子传递,而在最新的工作中,他们通过光力相互作用产生了声子模式间静态的非互易耦合,从而实现了稳定的非互易声子传递。
北京大学 2021-04-11
深圳博升光电科技半导体垂直腔体激光器(VCSEL)光芯片
深圳博升光电科技有限公司是由美国工程院院士常瑞华创办的中外合资企业,致力于研究生产用于3D感知领先世界的半导体垂直腔体激光器(VCSEL)光芯片。博升光电的创始团队来自加州大学伯克利分校、斯坦福大学、清华大学等国际知名高校。其中研发团队来自硅谷,工程生产团队来自台湾,市场运营团队来自美国及中国,在产品研发、生产、商业运营等方面经验丰富。博升光电成立后即获得业界顶级投资公司武岳峰资本、力合创投、嘉御资本、联想之星等超过1亿元人民币的A轮融资。点击上方按钮联系科转云平台进行沟通对接!
清华大学 2021-04-10
主动式偏振目标增强的共光路全景环带光学成像装置
本实用新型公开了一种主动式偏振目标增强的共光路全景环带光学成像装置,包括全景环带偏振照明系统与全景环带偏振成像系统;全景环带偏振照明系统与全景环带成像系统共光路,由全景环带透镜、后续镜组、偏振分光组件及靶面依次排布组成;偏振分光组件一侧的靶面为照明光源,另一侧的靶面为成像相机。本实用新型实现了大视场范围高对比度的关键目标探测,利用目标物体和背景物体保偏性能的差异,可增强关键目标物体与背景环境的对比度,有利于目标探测与追踪。采用主动成像方式可以提供更真实有效的物体保偏性能信息。本实用新型采用共光路设计,提高了对振动等环境因素的稳健性,装置结构紧凑,体量轻巧,可适用于较为恶劣的工作环境。
浙江大学 2021-04-13
一种间距调整装置及视网膜光适应治疗仪
本实用新型公开了一种间距调整装置及视网膜光适应治疗仪,间距调整装置包括连接块,所述连接块上设置有螺栓孔,所述螺栓孔用于实现对应连接螺栓在连接块上的连接位置可调,所述螺栓孔的形式为以下两种形式中的任意一种:所述连接块上的螺栓孔为条形孔,且所述条形孔的长度方向平行于连接块左右侧的连线方向,且条形孔为通孔,所述条形孔的数量至少为一个;所述连接块上的螺栓孔的数量至少有三个,且沿着连接块左右侧的连线方向,不同螺栓孔位于连接块的不同位置,所述螺栓孔为内螺纹孔;视网膜光适应治疗仪包括所述间距调整装置。本治疗仪采用如上所述的连接块,可实现光源盒之间间距可调整,利于佩戴者在使用时的佩戴舒适性和利于治疗疗效。
浙江大学 2021-04-13
一种光伏发电系统环境自适应式 MPPT 方法及系统
本发明公开了一种光伏发电系统环境自适应式 MPPT 方法,本发明的方法引进电压修正参数ΔU, PI 控制环节,实时调节直流斩波器占空比 D,加快最大功率点电压 Um 寻优速度,减小功率损耗,并使 最大功率点电压 Um 实时跟随环境条件变化,减小增量电导法(I&C)寻优步长,快速、准确实现光伏电 池 MPPT,既改善传统 MPPT 算法易受环境影响,鲁棒性差,功率损耗较大的缺点,又避免智能型 MPPT 算法复杂,易陷入局部最优的劣势。
武汉大学 2021-04-13
光载边比自适应的光纤无线单边带调制系统
光载边比自适应的光纤无线单边带调制系统,涉及到光纤通信、长周期光纤光栅、微波光子技术领域,该系统包括:连续波激光器(1)、双电极马赫增德尔调制器(2)、正弦波本地振荡器(3)、90度功分器(4)、偏置稳压源(5)、动态偏振控制器(6)、偏振分束器(7)、第一长周期光纤光栅(81)、第二长周期光纤光栅(82)、偏振合束器(9)、Y分器(10)、光纤(11)、第一光检测器(121)、光交织器(13)、第二光检测器(122)、第三光检测器(123)、电流比较器(14)。以上各器件依次相连。该发明可以使得单边带调制信号的光载边比自适应系统参数的变化,始终保持在0dB,维持系统性能在最优状态。
青岛农业大学 2021-04-13
构建用于乏氧肿瘤光动力疗的铱配合物光敏剂
构建了一例线粒体靶向的蒽醌铱(III)配合物并用于乏氧肿瘤光动力治疗。具有蒽醌基团的配合物Ir4在乏氧条件下可被NADPH及蒽醌还原酶还原,生成具有二羟基蒽结构的Ir4-red。通过电子顺磁共振波谱、碳自由基俘获、DNA光断裂实验证明Ir4-red在双光子激发时产生碳自由基。利用瞬态吸收光谱和TD-DFT计算结合初步探索了碳自由基的产生机理。细胞水平实验表明,配合物通过主动运输方式被肿瘤细胞摄取并富集在线粒体区域。在乏氧条件下,Ir4被快速还原并在双光子(730 nm)激发下产生碳自由基,损伤线粒体最终诱导肿瘤细胞凋亡。此外,利用Ir4-red的强磷光发射,在细胞层次还实现了对肿瘤细胞的选择识别。Ir4在裸鼠肿瘤模型中同样表现出了非常优异的双光子光动力疗抗肿瘤活性。
中山大学 2021-04-13
一种新型的光伏一体化轻质建筑外墙
课题组研发的光伏一体化轻质墙体,采用结构化技术,将光伏板与轻质墙体材料连接,设置内保温与隔音层,从而达到极为优秀的保温与隔音效果。同时,轻质墙体内部设置通风层,起到墙内通风排湿的作用,有效降低墙体结露和发霉。同时,该墙体具有安装方便,价格低廉和经久耐用等诸多有点。
上海理工大学 2021-04-13
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