体积增材制造在细胞打印中的应用 学术背景 体积增材制造（Volumetric Additive Manufacturing, VAM）是一种革命性的3D打印技术，能够快速创建复杂的三维结构，尤其是在细胞打印领域，VAM能够模拟天然组织的结构，为再生医学和组织工程提供了新的可能性。然而，尽管VAM技术具有巨大的潜力，但其在工业应用和监管合规方面仍面临诸多挑战。特别是在生物打印领域，如何确保打印组织的安全性、有效性以及规模化生产，仍然是亟待解决的问题。此外，不同国家和地区在VAM技术的监管框架和知识产权保护方面也存在差异，这为技术的推广和应用带来了额外的障碍。 本文由Vidhi Mathur、Vinita Dsouza、Varadharajan Srinivasan和Kirthanashri S...
增强基因递送至乳腺癌的高效siRNA装载和pH响应性小细胞外囊泡 学术背景 近年来，小细胞外囊泡（small extracellular vesicles, sEVs）因其天然来源和固有的归巢特性，成为药物递送领域的热门研究对象。sEVs是由大多数真核细胞分泌的脂质纳米颗粒，直径通常在50-150纳米之间。它们携带多种生物分子，能够通过细胞间通讯传递信息，并在体内表现出良好的结构和生理稳定性。这些特性使得sEVs在治疗多种疾病方面具有巨大潜力，尤其是在药物递送领域。 然而，尽管sEVs在药物递送方面展现了广阔的前景，但其临床应用仍面临诸多挑战。首先，sEVs的大规模生产和高效纯化技术尚未成熟，限制了其在临床中的广泛应用。其次，sEVs的异质性导致其在体内的效果难以预测。此外，传统的药物装载方...
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...
三模态热能存储材料在可再生能源应用中的突破性研究 学术背景 随着全球对化石燃料依赖的减少，可再生能源的广泛应用成为未来能源发展的关键。然而，可再生能源的间歇性和不稳定性使得高效、低成本且可持续的能源存储技术成为迫切需求。热能存储材料（Thermal Energy Storage Materials, TESMs）与卡诺电池（Carnot Battery）的结合被认为能够彻底改变能源存储领域。然而，目前缺乏稳定、低成本且能量密度高的热能存储材料，阻碍了这一技术的进一步发展。 热能存储材料主要通过三种模式存储能量：显热存储（Sensible Heat Storage）、潜热存储（Latent Heat Storage）和热化学存储（Thermochemical Storage）。显热存储依赖于材...
软椭球形微凝胶在气-水界面的毛细驱动自组装研究 研究背景 在流体界面（如气-水界面）上，胶体颗粒的吸附会引发界面变形，进而产生各向异性的界面介导相互作用，并形成超结构。特别是软性椭球形微凝胶由于其可调节的长宽比、可控的功能性和柔软性，成为研究自发毛细驱动自组装的理想模型。微凝胶通常由聚苯乙烯（PS）核心和交联的荧光标记的聚（N-异丙基甲基丙烯酰胺）（PNIPMAM）外壳组成。通过单轴拉伸嵌入聚乙烯醇（PVA）薄膜中的颗粒，可以精细调节其长宽比（aspect ratio, ）。研究表明，长宽比的变化范围从1到8.8，这些微凝胶在气-水界面上的自组装行为通过荧光显微镜、理论计算和计算机模拟进行了研究。随着长宽比的增加，微凝胶的自组装从看似随机的结构转变为紧凑的簇，最终形成长链状的侧向组装。PN...
本研究发表在 Nature Biotechnology 杂志，doi为10.1038/s41587-024-02267-3。本文的通讯作者是来自华东理工大学的陈海宏、王耀宏等，发表日期为2024年4月26日。文章研究了通过代谢工程和生物催化进行高产叶绿素的生产。 研究背景 叶绿素及其衍生物在医学、食品、能源和材料领域具有广泛应用，但高效生产这些化合物面临巨大挑战。研究人员利用紫色非硫光合细菌 Rhodobacter sphaeroides 作为有效的细胞工厂，并通过酶催化结合代谢工程来生产叶绿素化合物。 研究过程 流程设计 研究流程包括基因编辑、发酵促进、代谢调节与酶催化等步骤。 基因编辑 研究团队通过基因组范围的CRISPRi筛选在 R. sphaeroides 中发现目标基因heMN，这...