铱(III)溶剂复合物作为自报告光敏剂用于光疗效果监测 学术背景 癌症是全球死亡率的主要原因之一，严重影响了患者的生活质量。近年来，光动力疗法（Photodynamic Therapy, PDT）因其非侵入性、高特异性、可控性和高时空精度的特点，成为癌症治疗中备受关注的技术。PDT通过使用光敏剂（Photosensitizers, PSs）在光照下产生高细胞毒性的活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS），从而诱导癌细胞死亡。然而，传统的光敏剂通常具有“常开”的荧光信号，这使得在PDT过程中实时监测治疗效果变得困难。因此，开发具有良好光动力治疗效果和自报告功能的新型光敏剂成为当前研究的热点。 本文的研究旨在解决这一问题，通过设计并合成两种非发射型铱(III)溶剂复合物...
快速大规模合成手性荧光硫量子点用于细胞内温度监测 学术背景 荧光纳米材料在能源采集、照明显示、通信与信息技术、生物学和医学等领域具有广泛的应用潜力。其中，硫量子点（Sulfur Quantum Dots, SQDs）作为一种新型的无金属量子点，因其环境友好性、优异的生物相容性和可调控的表面化学特性，近年来受到了越来越多的关注。然而，硫量子点的大规模制备及其在消费市场中的应用仍然面临挑战，尤其是其制备过程通常耗时较长，且难以在短时间内获得高质量的产物。因此，开发一种快速、大规模合成硫量子点的方法，并探索其在生物医学中的应用，成为了当前研究的热点。 本文的研究旨在解决硫量子点制备过程中耗时较长的问题，并提出一种通用的快速大规模合成策略。通过利用硫化物物种的空3d轨道与含氮或含氧基团的孤对π电子结...
激光处理丝网印刷碳电极用于电化学发光成像研究 学术背景 电化学发光（Electrochemiluminescence, ECL）是一种结合了电化学和发光技术的分析方法，具有高灵敏度、高选择性和低背景噪声等优点，广泛应用于生物传感和成像领域。近年来，随着生物医学检测需求的增加，ECL技术在生物标志物检测中的应用越来越受到关注。然而，传统的ECL电极材料（如金和铂）成本高昂且制备复杂，限制了其大规模应用。碳基电极材料因其低成本、良好的导电性和易于制备等优势，成为ECL应用的理想选择。然而，碳基电极表面常存在粘合剂和污染物，影响其电化学性能。 为了解决这一问题，本研究提出了一种通过激光处理丝网印刷碳电极（Screen-Printed Carbon Electrodes, SPCEs）来提升其ECL...
利用电极呼吸的Geobacter sulfurreducens生物膜合成钯纳米颗粒 研究背景 在现代工业和环境科学中，钯（Pd）作为一种重要的催化剂，广泛应用于制药、农业和化学工业中。然而，传统的钯纳米颗粒（Pd NPs）合成方法通常依赖于高能耗的化学和固态合成技术，这些方法不仅成本高昂，还会产生有害的化学废物。因此，开发一种更加可持续、环保的钯纳米颗粒合成方法成为了一个重要的研究方向。 近年来，电活性微生物（如Geobacter sulfurreducens）因其能够通过氧化有机电子供体并将电子传递到外部固体矿物或电极表面而受到广泛关注。这种微生物不仅能够在电极表面形成生物膜，还能够还原可溶性金属离子（如钯离子），从而合成金属纳米颗粒。利用电活性微生物进行钯纳米颗粒的合成，不仅可以在生理温...
基于光纤的表面增强拉曼光谱传感器用于快速多重检测生禽中的食源性病原体 学术背景 食源性疾病是全球公共卫生的重大挑战，其中沙门氏菌（Salmonella）是导致食源性疾病的主要病原体之一。仅在美国，每年就有135万例感染、26,500例住院和420例死亡病例。尽管有国家层面的改进目标，但美国的沙门氏菌感染率在过去三十年中几乎没有变化。家禽产品，尤其是鸡肉和火鸡产品，是沙门氏菌感染的主要来源，约占沙门氏菌病病例的23.4%。美国疾病控制与预防中心（CDC）估计，每25个在超市出售的鸡肉包装中就有一个被沙门氏菌污染。沙门氏菌每年给美国带来的经济损失高达41亿美元，包括医疗费用、生产力损失和死亡。 目前，沙门氏菌的检测方法主要依赖于聚合酶链式反应（PCR），该方法至少需要24小时（包括富集、样品准备...
多功能Cu₂O/g-C₃N₄异质结：高性能SERS传感器与光催化自清洁系统在水污染检测与修复中的应用 学术背景 随着工业化和农业活动的快速发展，水污染已成为全球性的重大环境问题。大量的有害物质，如染料、抗生素和农药，持续被排放到水体中，直接或间接地破坏了水生生态系统，并对人类健康构成严重威胁。传统的污水处理技术难以完全消除或降解这些持久性、隐蔽性和复杂性的污染物。因此，开发能够高效检测和修复水污染的多功能设备变得尤为重要。 表面增强拉曼散射（Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS）技术因其高灵敏度和广谱检测能力，已成为痕量污染物检测的有效方法。然而，传统的SERS基底依赖于贵金属（如金或银），这些材料成本高且易腐蚀，限制了其大规模应用。相比之下，基于半...
研究背景 荧光光谱是一种广泛应用于识别和量化荧光物质（荧光团）的方法。然而，当材料中包含其他荧光团（基线荧光团）时，量化感兴趣的荧光团变得具有挑战性，特别是当基线的发射光谱未明确定义且与目标荧光团的发射光谱重叠时。为了准确区分并量化这些荧光物质，研究人员提出了基于多波长激发荧光光谱的新方法。这项研究的主要目标是解决基线荧光干扰这一问题，并提供一种无需先验假设的稳健估计算法。 论文来源 这篇名为《An Explicit Estimated Baseline Model for Robust Estimation of Fluorophores Using Multiple-Wavelength Excitation Fluorescence Spectroscopy》的论文，作者包括A. Ga...
这是一篇关于用于小分子质谱预测的图transformers模型(MassFormer)的论文。该研究针对质谱数据中的分子鉴定问题,提出了一种新的深度学习方法来预测小分子的质谱图谱。 背景介绍: 质谱(MS)是一种广泛应用于多个领域(如蛋白质组学、代谢组学、环境化学等)的分析技术,用于鉴定和定量样品中的化学物质。然而,对于大多数小分子,由于其碎裂过程的复杂性,准确模拟质谱图谱一直是该领域的一个关键挑战。现有的基于规则的方法(如CFM)存在性能和适用范围的限制。近年来,深度学习方法被应用于质谱预测,但现有模型主要基于分子指纹或局部图神经网络,无法有效建模分子全局结构和远程原子相互作用对碎裂的影响。 研究来源: 该研究由来自多伦多大学和矢量人工智能研究所的Adamo Young、Hannes Rö...
评估化学暴露对神经退行性疾病的风险 引言 近年来,从溶剂到农药,许多环境化学品被认为与神经退行性疾病的发展和进展有关。然而,迄今为止还缺乏一种类似于全基因组关联研究的系统方法,后者已经发现了与阿尔茨海默症、帕金森病和其他神经退行性疾病有关的数十个基因。幸运的是,现在可以在暴露组框架下研究数百到数千个化学特征。这种新兴的方法利用质谱技术的进步,可以产生暴露组数据来补充基因组数据,从而更好地理解神经退行性疾病。 随着人类寿命的延长,与年龄相关的神经退行性疾病已成为导致残疾和死亡的主要原因。最常见的两种神经退行性疾病阿尔茨海默病(AD)和帕金森病(PD)分别影响着全球超过4500万和600万人。尽管它们临床表现不同,但这些疾病在发病机制上存在共性,如错折蛋白质聚集、蛋白质降解系统中断、线粒体功能障...