环磷酸鸟苷酸合成酶[Cyclic guanosine monophosphate-adenosine monophosphate(GMP-AMP) synthase, cGAS蛋白]-干扰素刺激因子(Stimulator of interferon genes, STING蛋白)(cGAS-STING)信号通路是识别细胞质中异常DNA、 激活先天免疫应答系统的重要通路. cGAS蛋白在识别细胞质内异常DNA后, 可催化三磷酸腺苷(ATP)和三磷酸鸟苷(GTP)合成环状鸟苷酸二磷酸腺苷(Cyclic GMP-AMP, cGAMP). cGAMP作为第二信使激活STING蛋白, 促进I型干扰素的释放, 从而引起一系列免疫反应. cGAS-STING通路可以调控肿瘤的转移和增长, 参与抗肿瘤的先天免疫反应, 探究cGAS-STING通路的作用机制在肿瘤免疫治疗中具有重要意义. 本综合评述介绍了cGAS-STING通路的作用机制, 概述了目前在抗肿瘤免疫治疗中激活cGAS-STING通路的各类策略.
动脉粥样硬化是一种多因素驱动的慢性复杂性疾病, 主要特征为动脉内壁的脂质积累、 炎症反应以及最终的纤维斑块形成. 斑块的形成始于异常累积的脂质被动脉壁内的巨噬细胞吞噬, 形成所谓的泡沫细胞. 尽管泡沫细胞的形成在血管病理性重塑进程中扮演着核心角色, 但目前对巨噬细胞泡沫化进程中脂质代谢紊乱的深入研究还相对欠缺. 本文构建并优化了脂质组学分析流程, 并将该流程用于巨噬细胞泡沫化进程中的代谢重编程分析, 共鉴定到16个脂质亚类的645个脂质分子. 使用主成分分析、 时间序列模式分析和火山图分析, 揭示了不同时期的泡沫细胞脂质水平存在显著差异. 随着氧化低密度脂蛋白孵育时间延长, 泡沫细胞脂质代谢失调程度增加, 脂质亚类中甘油三酯、 溶血磷脂、 醚磷脂水平上调, 而磷脂酰丝氨酸水平下调. 甘油三酯的显著累积增强了巨噬细胞的炎症反应, 通过进一步吞噬氧化低密度脂蛋白促进了泡沫细胞的形成; 同时, 磷脂酰丝氨酸和溶血磷脂酰胆碱在泡沫细胞晚期合成显著增加, 表明泡沫化进程与细胞凋亡正相关, 这些脂质分子可能作为信号分子趋化巨噬细胞对凋亡细胞的清除. 本文不仅揭示了巨噬细胞在泡沫化进程中炎症反应的显著上调, 还阐明了脂质代谢紊乱与细胞凋亡信号传递之间的紧密联系.
外泌体是多泡体与细胞质膜融合时释放的细胞外囊泡， 含有蛋白质、 脂质和核酸等. 它以细胞外囊泡的形式运送货物， 参与多种癌症过程（如侵袭和转移）， 被认为是液体活检的新兴靶标， 其在细胞通讯、 信号传导和免疫应答中发挥着重要的作用. 质谱法已成为蛋白质组学研究领域不可或缺的一部分， 外泌体的蛋白质组学分析是发现潜在癌症生物标志物的一种很有前途的方法. 高分辨率分离、 高效质谱分析和全蛋白质组数据库的最新进展都有助于患者样本中外泌体的成功分析. 本文综合评述了外泌体的分离方法、 蛋白质组学分析技术以及基于外泌体的蛋白质组学分析在临床疾病诊断的应用研究. 最后， 对外泌体分离和蛋白质组学面临的挑战及在临床应用中的前景进行了展望.
表面增强拉曼光谱（SERS）是一种已被广泛应用于疾病诊断、 药物筛选及生物分析等领域的光谱检测方法， 它不仅可以提供丰富的化学指纹信息， 而且具有灵敏度高、 抗光漂白和光降解能力强等优点. 然而， 由于SERS增强基底的结构均一性差和化学分子吸附数量的不确定性， 导致检测结果重现性差， 其定量分析面临诸多挑战. 通过引入内标信号可以消除或减少外部干扰因素， 从而实现SERS的准确定量分析. 本文首先阐述了内标法的机理， 然后介绍了内标法的主要类型， 接着举例说明了内标型SERS探针在环境分析、 食品药品分析以及生物分析等领域的应用， 最后展望了内标型SERS面临的挑战及未来发展方向.
病毒是引发人类疾病的主要病原体之一. 传统的聚合酶链式反应（PCR）技术虽然被广泛应用于病毒分子诊断, 但其对温度的要求较为严格, 限制了其在现场诊断中的应用. 为了满足现场快速诊断的需求, 核酸等温扩增技术得到快速发展, 其无需热循环, 可以在恒定温度下实现核酸扩增, 可适应不同的应用场景. 本文综合评述了等温扩增技术在病毒检测领域的最新进展, 从病毒样本采集、 核酸提取、 等温扩增检测等几个方面分别进行阐述, 探讨了酶辅助等温扩增技术、 无酶等温扩增技术以及与多体系串联的级联扩增技术的原理、 关键参数及其病毒检测应用, 并对比了市场上相关试剂盒的特点. 此外, 讨论了当前核酸等温扩增技术在病原体检测应用中面临的一些难题, 如提取效率、 稳定性和成本等, 提出了未来的发展方向, 为进一步改善现场诊断效率提供了新的思路.
铅基卤化物钙钛矿发光材料因具有灵活的晶体结构、 带隙可调性、 缺陷容忍性和高荧光量子产率等优异性能而备受关注. 但金属铅的毒性和钙钛矿的稳定性一直是阻碍其商业应用急需解决的问题. 因此, 需要探索更绿色环保的非铅金属卤化物类钙钛矿发光材料. 近年来, 通过替换铅离子发展起来的非铅双钙钛矿结构成功实现了低毒性和高稳定性, 但由于其是间接带隙或因为宇称禁阻的直接带隙而造成光致发光效率极低. 为了解决此问题, 研究人员开发了离子掺杂策略, 实现了光致发光效率的提升. 本文综合评述了非铅双钙钛矿材料的晶体结构和发光性能, 归纳了主族金属、 稀土金属和过渡金属掺杂对非铅双钙钛矿发光性能的影响及其发光机制. 最后, 对离子掺杂策略的应用和进一步提升非铅双钙钛矿发光材料的性能进行了总结和展望.
偶氮苯和氧化偶氮苯类化合物在颜料、 光学材料、 荧光探针和光电器件等领域具有广泛的应用前景. 目前, 已发展了不同的催化剂和氧化剂用于苯胺氧化偶联制备偶氮苯及氧化偶氮苯类化合物, 其中开发绿色环保的氧化体系一直是该研究领域的热点和难点问题. 本文综合评述了分别以双氧水和氧气作为氧化剂时, 催化苯胺选择性氧化制备偶氮苯及氧化偶氮苯类化合物的研究进展, 同时探讨了苯胺氧化的机理, 主要包括亚硝基苯中间体机理与自由基偶联机理. 最后, 总结了催化剂合成和催化机制方面存在的潜在问题和挑战, 并对未来的研究方向进行了展望, 从而为相关领域的发展提供借鉴.
细菌蛋白质组成分析对于了解其生物学、 生理学及其与环境的相互作用至关重要. 质谱是用于蛋白质分析的最有力工具之一， 在蛋白质的分子量确定、 表达水平测量及结构修饰分析等研究中不可或缺. 本文比较了蛋白质指纹质谱、 自上而下蛋白质组学和自下而上蛋白质组学等3种广泛使用的质谱方法在细菌蛋白成分分析中的表现. 结果表明， 自下而上蛋白质组学提供了最高的蛋白覆盖率， 同时也在不同菌种之间显示出最大的蛋白质图谱重合度. 相比之下， 蛋白质指纹质谱显示出最高的检测再现性以及菌种区分或鉴定的高效性. 自上而下蛋白组学检测到的细菌蛋白质数量明显少于自下而上蛋白质组学， 但其可以与蛋白质指纹质谱兼容(二者均偏向于检测高丰度、 高稳定和高亲水性的核糖体蛋白质)， 在菌种鉴定的同时为蛋白标志物的 发现提供重要手段. 本文对基于质谱的蛋白质组成分析方法进行了比较， 为特定分析目标的方法选择提供了指导意见. 这将对于细菌感染诊断、抗生素耐受性分析和抗生素作用靶点发现等多个领域的研究具有重要价值.
单细胞蛋白质组学分析能揭示细胞个体之间蛋白质的精细差异， 在诸多重要领域具有重要的应用价值， 已成为目前的研究热点； 其难点在于单细胞内的蛋白质极其微量， 需要解决样品处理过程中的损失问题、 色谱质谱检测的灵敏度问题和低信号强度质谱数据的解析利用问题. 本文从单细胞分选、 样品处理、 色谱质谱采集和数据分析等方面， 综合评述了目前基于质谱的单细胞蛋白质组学分析方法的研究进展及其在生物医学领域的应用， 并展望了其未来的发展前景.
外泌体作为疾病诊断、 监测和治疗的非侵入性生物标志物， 在体液中广泛存在. 作为细胞间信使， 外泌体携带有丰富的蛋白质、 核酸和代谢物， 目前大多数研究集中在蛋白质和RNA上. 最近， 外泌体代谢组学在疾病检测和疾病病理生理学研究中展示出临床价值和潜在优势， 但仍存在诸多挑战， 特别是外泌体分离和代谢物检测. 本文综合评述了外泌体分离和代谢物检测方面的技术进展和挑战， 并通过案例研究， 展示了不同类型体液的外泌体代谢物作为生物标志物在疾病早期诊断和治疗中的潜力.
纳米材料选择性诱导肿瘤细胞发生程序性细胞死亡(PCD)被视为一种很有前途的癌症治疗方法. 铜死亡是一种最近被发现的由细胞内铜离子过载引起、 以脂酰化线粒体酶的聚集和Fe-S蛋白质丢失为特征的全新的PCD模式. 目前, 多种纳米材料已被开发并用于诱导肿瘤细胞铜死亡, 实现癌症治疗. 大量的研究表明, 将铜死亡与其它肿瘤治疗方式联合使用可取得更好的治疗效果, 展现出巨大的潜力. 本文综合评述了细胞铜死亡的相关机制及特征, 总结和概括了纳米材料诱导的肿瘤细胞铜死亡策略及相关机制, 重点分类概述了纳米材料诱导的铜死亡联合治疗的最新研究进展, 并对这一新兴的肿瘤治疗方式的未来前景进行了总结和展望.
细胞摄取和内涵体逃逸是纳米药物递送的两个关键屏障. 研究发现, 细胞外表面的硫醇可以通过巯 基-二硫化物/二硒化物交换反应同时克服这两个屏障. 然而, 该策略增强纳米药物递送的能力有限. 为了解决上述问题, 本文采用机械力(超声)来提高硫醇-二硫化物/二硒化物交换反应的动力学, 进而提高药物递送效率. 研究结果为提高纳米药物递送效率提供了新方法.
硫属单质(硫、 硒、 碲)是自然界中一类十分重要的物质, 在光电材料、 电池及半导体等领域有着广泛的应用. 硫属单质均具有晶态和无定形态两种结构形态, 其中晶态硫属单质的分子结构已经得到了深入的研究, 但无定形硫属单质的分子结构研究还处于初级阶段. 为了更好地发掘无定形硫属单质的应用潜力, 对其结构与性质进行深入研究十分必要. 本文概述了无定形硫属单质分子结构研究方面的最新进展, 并展望了未来可能的研究方向. 这些工作将有助于更全面地了解无定形硫属单质的性质, 并推动其在不同领域中的应用.
在醋酸缓冲溶液中于室温合成了COF-LZU1， 并用于固定化漆酶和辣根过氧化物酶. 通过优化反应浓度、 时间、 缓冲溶液pH值、 温度、 洗涤溶剂和干燥方式等条件， 在pH=4.5的醋酸缓冲溶液中， 于室温下搅拌30 min， 合成了具有高结晶度的COF-LZU1， 其比表面积高达501 m2/g， 且具有较高的热稳定性(480 ℃). 在最优反应条件下， 以COF-LZU1为载体， 采用原位包埋法对漆酶和辣根过氧化物酶进行固定化， 并对其性质进行了研究. 实验结果表明， 固定化酶的活性高达84.26%和73.66% (相对于游离酶活性)， 且在循环使用10次后， 其相对活性仍保持约80%. 通过多个结合位点， COF-LZU1可有效稳定酶的活性构象， 使其不易发生结构变形， 提高了酶的热稳定性、 pH稳定性和重复使用性等. 醋酸缓冲溶液是生化实验中常用的缓冲溶液， 本研究中其既作为溶剂又作为催化剂， 与现有合成方法相比， 该方法更有利于提高生物分子的稳定性， 并有望为固定化酶提供新的解决方案.
通过调控界面聚合水相单体并利用二次界面聚合(SIP)构建荷正电表面, 制备了高选择性电渗析分离锂镁的电纳滤膜(ENFMs). 采用不同水相单体与均苯三甲酰氯进行单次界面聚合(IP), 实现了对分离膜孔径及荷电性能的调控, 其中以哌嗪为水相单体时膜的Li+/Mg2+分离性能最优(PMg2+Li+=4.75). 随后, 利用SIP过程在其表面聚合不同浓度的荷正电水相单体聚乙烯亚胺(PEI, MW=70000), 使膜表面由荷负电转为荷正电. 随着PEI浓度的增加, 膜表面正电荷密度显著增加, PEI质量分数为2.0%时, 最优膜的Li+通量为3.26×10‒8 mol·cm‒2·s‒1, 选择性高达15.90, 打破了传统的“Trade-off”效应, 为后续盐湖卤水中Li+/Mg2+分离的研究和应用奠定了基础.
非金属掺杂石墨烯基催化剂在催化析氧反应(OER)和氧还原反应(ORR)领域具有良好的应用前景. 本文基于石墨烯常见双空位缺陷构建了非金属N掺杂的催化材料, 对所有可能存在的活性位点进行了研究. 通过密度泛函理论(DFT)计算发现, 13个碳活性位点均不能有效吸附H2O, 而O2可以被有效吸附. 计算结果表明， 最优的ORR催化位点是C12位点, 其催化ORR的过电势为0.71 V; 毗邻吡啶N的C10位点和C3位点的ORR催化效果稍差, 过电势分别为0.75 V和0.78 V. 研究结果证明非金属N掺杂缺陷石墨烯材料可应用于催化ORR, 可为非金属催化OER/ORR反应提供理论支撑和指导.
分子结内的电荷传输过程受到分子骨架以及锚定基团等多种因素的影响. 为了探索分子骨架对分子结电荷传输特性的影响， 本文设计并合成了3种以不同π共轭面积的苯、 萘和蒽为分子骨架， 以噻吩为锚定基团的分子（DT-B, DT-N, DT-A)， 并结合扫描隧道显微镜裂结技术（STM-BJ）及密度泛函理论（DFT）， 对不同 π共轭面积的稠环芳烃分子结中的电荷传输过程进行了研究. 结果表明， 3种分子均存在高电导（GH）与低电导（GL）两种电导态， 对应单分子结中Au-π与Au-S两种结合构型. 对于GL态， π共轭面积的增大使得HOMO能级逐渐接近金费米能级， 呈现出GDT-A>GDT-N>GDT-B的电导趋势. 对于GH态， 电导值不会随π共轭面积的增大而发生明显改变， 但稠环芳烃扭转角的增大会引起空间位阻的增强， 使Au-π结合概率降低， 导致Au-π与Au-S两种分子构型的比例发生了改变.
综合评估了分别基于尿素(Urea)、 十二烷基硫酸钠(SDS)、 阴离子表面活性剂(BT)和新型总RNA抽提试剂(Trizol)的蛋白质提取方法， 旨在优化基于质谱的蛋白质组学的样品制备流程. 以HeLa细胞为例， 利用与质谱兼容的表面活性剂BT可显著缩短提取蛋白质的总时间， 减少样品制备过程中蛋白质的损失. 整合了4种蛋白质提取方法， 在不依赖柱前分馏技术的前提下， 从HeLa细胞中鉴定出超过7000个蛋白质； 并采用无标定量的方法定量测定了其中2990个蛋白质. 值得注意的是， BT法和SDS法在提取膜蛋白方面具有更高的效率， 而Urea法和Trizol法在提取细胞核和细胞质组分方面更有效. 研究结果为深度覆盖蛋白质组学提供了蛋白质提取的新型解决方案， 尤其在细胞蛋白提取方面， 通过整合质谱兼容型表面活性剂与传统提取方法， 有效提升了蛋白质鉴定数.
以聚乳酸(PLA)为代表的可降解塑料被认为是传统石油基塑料的合适替代品. 然而, PLA自然降解的时间较长, 同时伴随着CO2的排放. 因此, 升级回收PLA更有利于实现可持续发展. 本文通过将沸石咪唑酯骨架(ZIF-67)生长在Beta沸石表面, 制备了一种Beta@ZIF-67复合材料. 该材料可以实现废弃PLA塑料的高效催化降解, 在180 ℃下反应4 h即可将日常生活中所用PLA塑料完全转化为乳酸甲酯(产率高达76.4%). 这种高催化效率得益于复合材料开放的孔道结构和较大的比表面积, 以及ZIF-67(Lewis酸/碱)与Beta分子筛(Brønsted酸)所提供活性位点的协同作用. 本研究为沸石分子筛复合催化剂的设计合成及用于聚乳酸塑料催化降解提供了新的途径.
食物过敏是机体免疫系统对某些食物的异常反应, 在世界范围内引起了广泛关注. 食物过敏通常是由免疫球蛋白E或免疫细胞介导的. 食品中所包含的致敏蛋白(过敏原)是导致食物过敏的主要因素之一, 对过敏原的检测和鉴定对于确保食品安全至关重要. 水产品作为人类重要的蛋白质来源, 是人们日常饮食中不可或缺的一部分, 对水产品中过敏原的检测非常必要. 本综述简述了近年来鱼类和贝类等水产品中过敏原检测的研究进展, 对常见的过敏原、 过敏原检测方法和技术、 当前研究中存在的挑战及未来的发展趋势进行了总结和展望. 目前， 食品中常见过敏原的检测方法依然存在检测效率和准确性低、 成本昂贵等局限性, 将不同技术方法相结合, 建立高效、 准确、 低成本的过敏原检测方法仍是该研究领域发展的重要趋势.
