登录
 机构网站
  1. 首页
  2. 情报产品
  3. 快讯详情

《目前对纳米尺度生物特性的理解及未来展望》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2021-03-20

  • 自然于2021年2月17日发布关于纳米尺度的内容，文章指出纳米尺度的物体是由生物利用高度进化和复杂的内源性细胞网络来处理的，专门设计来管理这种大小的物体。虽然这些过程可能使纳米结构能够独特地访问和控制关键的生物机制，但它们也受到细胞或宿主各级防御机制的高度保护。全面了解生物纳米级识别事件，包括参与细胞识别机制的分子，识别过程中传递的信息的性质和耦合的下游细胞处理，将允许我们实现一个定性的新形式的生物控制和先进的治疗。这里我们讨论进化的基本微观和机制理解生物纳米尺度识别。我们考虑纳米结构和目标细胞膜之间的界面，概述了可识别的纳米结构性质的类别，以及相关的纳米尺度信号转导和构成生物识别的细胞编程机制。

230浏览量
原文链接
相关报告

  • 《设计纳米尺度的生物运动》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2019-05-22
    • 已经创建了合成蛋白质，其以可预测和可调节的方式响应其环境而移动。这些运动分子是在计算机上从零开始设计的，然后在活细胞内产生。 为了发挥作用，天然蛋白质通常以精确的方式改变其形状。例如，血液蛋白血红蛋白必须在结合并释放氧分子时弯曲。然而，通过设计实现类似的分子运动一直是一个长期的挑战。 5月17日的“科学”杂志报道了成功设计出响应pH变化而改变形状的分子。 （pH值是从碱性到酸性的化学规模。） 华盛顿大学医学院蛋白质设计研究所领导了多机构研究。 研究人员着手创造合成蛋白质，在中性pH值下自组装成设计配置，并在酸存在下快速拆解。 结果显示，这些动态蛋白质按预期移动，可以使用其pH依赖性运动来破坏脂质膜，包括内体上的脂质膜，这是细胞内的重要区域。 这种膜破坏能力可用于改善药物作用。递送至细胞的大量药物分子通常滞留在内体中。坚持到那里，他们无法实现他们预期的治疗效果。 内体的酸度不同于细胞的其他部分。该pH差异作为触发设计分子运动的信号，从而使它们能够破坏内体膜。 “能够以可预测的方式设计合成蛋白质的能力将推动新的分子药物浪潮，”资深作者，大学医学院生物化学教授，蛋白质设计研究所所长David Baker说。 “因为这些分子可以使内体透化，所以它们作为药物输送的新工具具有很大的前景。” 长期以来，科学家一直试图设计内体逃逸。 “破坏细胞膜可能是有毒的，因此重要的是这些蛋白质只有在合适的条件下才会在适当的时间内激活，一旦它们进入内体，”最近贝克实验室的博士后研究员斯科特博肯说。最近的项目。 Boyken通过添加一种叫做组氨酸的化学物质，在他的设计蛋白质中实现了分子运动。在中性（既不是碱性也不是酸性）条件下，组氨酸不带电荷。在少量酸的存在下，它会吸收正电荷。这阻止它参与某些化学相互作用。组氨酸的这种化学性质使得团队能够制造在酸存在下分解的蛋白质组装。 “设计具有活动部件的新蛋白质一直是我博士后工作的长期目标。因为我们从头开始设计这些蛋白质，我们能够控制组氨酸的确切数量和位置，”博肯说。 “这让我们可以调节蛋白质在不同的酸度下分解。” 来自威斯康星大学，俄亥俄州立大学，劳伦斯伯克利国家实验室和霍华德休斯医学研究所的Janelia研究园区的其他科学家为这项研究做出了贡献。 那些在OSU的Vicki Wysocki小组中使用天然质谱法来确定导致蛋白质分解所需的酸量。他们证实了设计假设，即在蛋白质之间的界面处含有更多的组氨酸会导致组件突然崩溃。 威斯康星大学药学院Kelly Lee实验室的合作者表示，设计蛋白质以pH依赖性方式破坏人工膜，这反映了天然膜融合蛋白的行为。 在HHMI的Janelia研究园区的Jennifer Lippincott-Schwartz实验室进行的后续实验表明，这些蛋白质也破坏了哺乳动物细胞中的内体膜。 可以逃避内体的重新设计的病毒是最常用的药物递送载体，但病毒具有局限性和缺点。 研究人员认为，仅由设计蛋白质制成的药物传递系统可以与病毒传递的效率相媲美而没有固有的缺点。 ——文章发布于2019年5月16日
    170浏览量
    原文链接

  • 《利用原子力显微镜研究石墨烯在纳米尺度上的功能特性》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2021-03-27
    • AZO于2021年3月25日发布关于石墨烯的内容，文章指出在纳米电子或能量转换设备中使用石墨烯时，通常需要对材料进行修饰。这些修饰通常采取吸附或共价结合的形式，然而，原始石墨烯的局部表面不均匀性(例如褶皱)可能会影响其均匀性。 石墨烯的精确纳米级形貌表征至关重要，这必须与评估材料的功能特性相结合。 原子力显微镜(AFM)是这项任务的理想选择，它结合了真实空间地形成像和功能表面特性的精确检测;例如，附着力，电势和模量。AFM促进了石墨烯和其他二维材料在纳米尺度上的整体表征方法。 当材料压缩为二维时，就会产生独特的特性，因此，石墨烯展现出一系列特殊的物理特性。这包括优异的载流子动力学、高机械强度和高导热性。 二维材料如石墨烯有许多潜在的未来应用——从光电子到柔性电子和电化学储能。二维材料的轻量和低维性也引起了奈米电子学研究人员的注意，他们正在研究电子设备的不断缩小 石墨烯在电子设备中的工业应用需要使用大型晶圆尺度的石墨烯薄膜，这促使研究人员将重点放在改进单层生长程序上。催化铜(Cu)上的化学气相沉积(CVD)是本研究中探索最多的途径。 然而，在铜衬底上生长的石墨烯需要随后转移到绝缘衬底上，而这一过程可能会破坏单层，并引入污染物。因此，在绝缘衬底上直接生长是石墨烯未来应用发展的重要一步 本文概述了在爱思强CCS研发反应堆内，在LED级c平面蓝宝石上生长的晶圆级石墨烯的研究。 AFM的多功能性使得它特别适合于研究绝缘蓝宝石上cvd -grow石墨烯的形态和功能特性。因此，Park系统NX20原子力显微镜上的边带开尔文探针力显微镜(KPFM)被用于蓝宝石上石墨烯的表征。 石墨烯和蓝宝石表面之间的表面电位有明显的对比。研究人员还注意到石墨烯褶皱和台阶边缘表面电位的变化。 图1显示了地形和表面电位的三维叠加，清晰地显示了地形特征和KPFM表面电位的相关性。与蓝宝石梯田相比，这种覆盖层可以显著降低石墨烯褶皱和蓝宝石台阶周围的表面电位。表面电位分布也符合用Park的精确纳米力学模式解析的力学特征。 KPFM和纳米力学信号之间的这种相关性表明石墨烯的电子和机械性能之间存在潜在的联系，表明AFM作为一种全面表征技术的潜力，是2D材料的理想选择。
    294浏览量
    原文链接