Carmine Encapsulation 的光物理与非线性光学特性研究 背景介绍 非线性光学（Nonlinear Optical, NLO）材料近年来在激光技术、医学和生物医学成像等领域得到了广泛关注。这类材料因其独特的光学性质，如光学开关、光学限制和光学处理等，在光子学领域具有重要意义。其中，有机染料分子因其π-电子离域化特性表现出显著的非线性光学响应，成为研究热点之一。Carmine（胭脂红），一种从昆虫中提取的天然染料，因其良好的光物理特性和稳定性，被广泛应用于食品工业和艺术领域。然而，其在不同环境中的光物理行为及非线性光学特性尚未得到充分研究。 为了进一步探索Carmine在非线性光学领域的潜力，研究人员尝试通过微乳液封装技术改善其性能。这种技术能够将染料分子包裹在纳米级水滴中，从...
G-四链体催化蛋白质折叠的研究报告 学术背景 蛋白质折叠是生物体内一个复杂且尚未完全解决的难题。许多蛋白质在体外（in vitro）的折叠速度非常缓慢，远远超过了生理条件下的可接受时间范围。为了应对这一挑战，ATP（腺苷三磷酸）依赖的分子伴侣（chaperonins）被认为能够加速蛋白质折叠，使其在生理时间内完成。然而，这种能力是否仅限于ATP依赖的伴侣蛋白仍是未解之谜。本研究的核心问题是探索是否存在其他分子能够像ATP依赖的伴侣蛋白一样，催化蛋白质折叠，从而帮助细胞在更短的时间内完成蛋白质折叠。 G-四链体（G-quadruplexes, G4s）是由富含鸟嘌呤（guanine）的核酸序列形成的四链结构，在真核生物中，G-四链体在应激条件下形成，并在应激解除后解离。近年来的研究表明，G-四...
研究背景与问题提出 遗传性叶酸吸收不良 (Hereditary Folate Malabsorption, HFM) 是一种罕见的常染色体隐性遗传病，主要表现为肠道对叶酸的吸收障碍以及脑脊液中叶酸转运受阻。这种疾病是由于编码质子偶联叶酸转运蛋白（Proton-Coupled Folate Transporter, PCFT-SLC46A1）的基因发生功能丧失突变引起的。了解这些突变对PCFT结构和功能的影响对于揭示HFM的病理机制至关重要。 近年来，通过冷冻电镜技术获得了鸡源PCFT（Gallus Gallus PCFT, GPCFT）的高分辨率结构，其与人类PCFT（Human PCFT, HPCFT）具有58%的序列同源性。这为研究HPCFT的功能缺陷突变提供了新的契机。此前的研究主要依...
新型功能化碳点用于染料污染物检测的SERS高性能研究 学术背景 染料分子在日常生活中扮演着重要角色，但其使用带来的环境污染问题不容忽视。其中，孔雀石绿（Malachite Green, MG）是一种具有潜在致癌、致畸和致突变效应的三苯甲烷类染料。尽管MG在水产养殖中被广泛用于治疗鱼类真菌和寄生虫感染，但由于其高毒性和残留问题，许多国家已明确禁止其使用。然而，目前市场上缺乏廉价且有效的替代品，因此MG的使用仍未完全停止。为了监控其在复杂生物环境中的微量存在，急需一种高灵敏度和高选择性的检测技术。 传统的检测方法，如高效液相色谱（HPLC）、毛细管电泳拉曼光谱（CE-RS）等，虽然精度高，但存在样品前处理繁琐、耗时且昂贵等问题。表面增强拉曼散射（Surface-Enhanced Raman Sc...
天然蓝色色素的无金属生产：花青素-蛋白质相互作用的新发现 学术背景 随着消费者对健康和天然食品成分的关注增加，天然色素的需求也日益上升。然而，天然蓝色色素的来源极少，且其生产面临巨大的挑战。目前，食品工业主要依赖合成蓝色色素，但合成色素可能对健康存在潜在风险。因此，开发安全、稳定的天然蓝色色素成为了食品科学领域的重要研究方向。花青素（anthocyanins, Acns）是植物中常见的色素，能够呈现从橙红色到蓝紫色的多种颜色。然而，在体外环境中，花青素的蓝色稳定性较差，尤其是在中性或碱性条件下，蓝色容易褪色。 传统上，花青素通过与金属离子络合来生成稳定的蓝色色素，尤其是酰基化的花青素表现出优异的蓝色稳定性。然而，金属络合方法成本较高，且可能存在金属摄入的风险。因此，寻找一种无需金属的天然蓝色...
通过二维相关红外光谱技术区分新型三明治型钨氧簇化合物 背景简介 多金属氧酸盐（Polyoxometalates, POMs）是一类通过氧配位连接过渡金属离子的金属-氧簇化合物，在催化、光学、医学和磁学等领域具有重要的应用价值。然而，由于结构的多样性和复杂性，POM分子的光谱特性通常相似，其表征和区分存在较大困难。尤其是在单晶X射线衍射（Single Crystal X-ray Diffraction, SC-XRD）方法中，通常需要高质量的单晶作为前提，而这对于某些多金属氧酸盐的合成来说是一项挑战。 在过去的研究中，二维相关光谱技术（Two-dimensional Correlation Spectroscopy, 2D-COS）被提出，并因其能够通过激发变量（如温度、磁场等）的变化研究复杂...
背景与研究问题 金原子纳米簇（atomic gold nanoclusters，简称AuNCs）的粒径通常不超过2纳米，因其独特的光物理特性，近年来在生物医学、催化和传感等领域引起了广泛关注。这些特性包括良好的催化活性、可调的光发射、生物相容性及无毒性等。然而，尽管人们对金纳米簇在诸如近红外发光探针等方面取得了一些应用成果，该领域仍面临诸多挑战。其中，设计和合成具备近红外（near-infrared, NIR）发光性质的新型金纳米簇尤为困难。此外，影响金纳米簇发光性能的机制复杂，与颗粒尺寸、表面配体及金属的组成等因素直接相关。 近年来，“抗电镀反应”（anti-galvanic reaction，AGR）的概念被引入该领域。与经典的电镀反应不同，AGR中活性较低的金属能够被活性较高的金属离子...
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...