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先进材料的原子制造

科学通报 2023年第30期68卷 4035-4054页

作者：王周扬丁一然曾梦琪付磊武汉大学化学与分子科学学院武汉430072 武汉大学高等研究院武汉430072

为了实现更高效和更智能的产品和系统,需要发展更小尺度和更高精度的制造技术,以提高材料的性能、利用率和集成度.原子是物质的最小构筑基元,实现原子级精准制造(原子制造)能以最大的精度定制材料的结构和性质.原子制造能从物质世界底层... 详细信息

为了实现更高效和更智能的产品和系统,需要发展更小尺度和更高精度的制造技术,以提高材料的性能、利用率和集成度.原子是物质的最小构筑基元,实现原子级精准制造(原子制造)能以最大的精度定制材料的结构和性质.原子制造能从物质世界底层(原子)出发进行制造,在此过程中,大量的新物质、新器件和新机理正在被发现.尽管原子制造尚处于起步阶段,但它是实现精准合成、定制材料性能的关键路线.本文首先从原子制造与传统制造的对比出发,阐明原子制造的内涵.接着以典型体系(包括单原子、团簇、二维材料和高熵合金)为例,从结构设计角度介绍材料的原子制造方法及科学原理.然后以量子信息技术、半导体器件和能源转化为应用场景,从物质的性质定制角度阐明原子制造的优势和价值.最后从发展兼具精准性和可批量性的原子制造方法、原子尺度机理探究、原子制造新材料和新器件等角度总结原子制造面临的挑战并展望未来发展.

关键词：原子制造低维材料高熵合金精准合成

金属抗菌肽SIF4基于胞内生物大分子靶点的大肠杆菌非膜损伤抑菌机理

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食品科学 2023年第21期44卷 62-68页

作者：李玉珍肖怀秋刘淼王琳曾梦琪赵谋明湖南化工职业技术学院制药与生物工程学院湖南株洲412000 华南理工大学食品科学与工程学院广东广州510000

为阐明金属抗菌肽SIF4对食源性大肠杆菌基于胞内核酸和蛋白质靶点的非膜损伤抑菌机理,本实验对SIF4处理下胞内核酸生物合成情况进行研究,并对SIF4与溴化乙锭(ethidium bromide,EB)竞争性结合基因组DNA荧光光谱、与基因组DNA互作紫外光... 详细信息

为阐明金属抗菌肽SIF4对食源性大肠杆菌基于胞内核酸和蛋白质靶点的非膜损伤抑菌机理,本实验对SIF4处理下胞内核酸生物合成情况进行研究,并对SIF4与溴化乙锭(ethidium bromide,EB)竞争性结合基因组DNA荧光光谱、与基因组DNA互作紫外光谱以及SIF4与基因组DNA的结合方式进行分析,同时对胞内蛋白质生物合成影响进行系统研究。结果表明,SIF4可通过沟槽嵌入与大肠杆菌基因组DNA结合,对核酸生物合成抑制存在剂量效应关系;EB竞争性结合DNA荧光光谱分析结果表明,SIF4可通过嵌插结合和静电吸附竞争结合EB与基因组DNA的结合位点;与基因组DNA互作紫外光谱分析结果表明,SIF4与基因组DNA结合可改变其分子构象,但不断裂基因组DNA双链结构;圆二色光谱分析结果表明,与SIF4结合后,基因组DNA碱基堆积力被削弱,双螺旋结构变得松散,基因组DNA结构由B构型向C型转变;胞内蛋白质生物合成影响分析结果表明,SIF4可显著影响胞内蛋白质生物合成,其抑制效应与SIF4处理时间和处理剂量存在正相关关系。综上,SIF4可通过与基因组DNA进行静电吸附或嵌插结合进入到DNA沟槽,影响DNA复制、RNA转录生物量以及蛋白质翻译,从而实现大肠杆菌非膜损伤抑制。本研究结果可为阐明基于核酸与蛋白质靶点的非膜损伤抑菌机理和食源性大肠杆菌生物防控提供支持。

关键词：金属抗菌肽大肠杆菌胞内生物大分子非细胞质膜损伤抑菌机理

金属抗菌肽SIF_(4)对大肠杆菌呼吸代谢与能量代谢的抑制机理

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食品科学 2023年第17期44卷 36-42页

作者：李玉珍肖怀秋刘淼王琳曾梦琪赵谋明湖南化工职业技术学院制药与生物工程学院湖南株洲412000 华南理工大学食品科学与工程学院广东广州510000

为系统阐释金属抗菌肽SIF_(4)对大肠杆菌呼吸代谢和能量代谢的抑制机理,本实验通过分析SIF_(4)处理后大肠杆菌的代谢活力、呼吸抑制率、呼吸叠加率、细胞质膜离子通道ATP酶活力以及胞内ATP含量的变化情况,研究SIF_(4)对菌体新陈代谢活... 详细信息

为系统阐释金属抗菌肽SIF_(4)对大肠杆菌呼吸代谢和能量代谢的抑制机理,本实验通过分析SIF_(4)处理后大肠杆菌的代谢活力、呼吸抑制率、呼吸叠加率、细胞质膜离子通道ATP酶活力以及胞内ATP含量的变化情况,研究SIF_(4)对菌体新陈代谢活力、呼吸代谢途径、细胞质膜离子通道ATP酶及胞内ATP生物合成的影响。代谢活力分析结果表明,随着SIF_(4)处理剂量的增加,菌体代谢活力显著降低(P<0.05),2倍最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)组菌体代谢活力相比对照组降低了70.41%;呼吸抑制率分析结果表明,SIF_(4)对菌体呼吸有较好的抑制活性,MIC组和2 MIC组呼吸抑制率分别为(19.387±0.168)%和(25.222±0.326)%;呼吸叠加率分析结果表明,金属抗菌肽与碘乙酸呼吸叠加率最低((19.982±0.133)%),由此可推断,SIF_(4)主要通过抑制糖酵解途径实现高抗菌活性;SIF_(4)处理后,细胞质膜离子通道Na+K+-ATP和Ca2+Mg2+-ATP酶活力均有不同程度下降,且降幅与处理剂量和时间呈正相关关系,但降幅均弱于阳性对照组(TritonX-100组);随着SIF_(4)处理时间的延长和处理剂量的增加,胞内ATP含量显著降低,处理12 h时,与对照组相比,2 MIC组胞内ATP含量显著降低(P<0.05),但显著高于阳性对照组(P<0.05)。综上,金属抗菌肽SIF_(4)可通过影响菌体呼吸代谢、削弱细胞质膜离子通道ATP酶活性和抑制胞内ATP合成实现对大肠杆菌的高效抑制,研究结果可为金属抗菌肽SIF_(4)对食源性大肠杆菌生物防控提供理论支持。

关键词：大肠杆菌金属抗菌肽呼吸代谢途径能量代谢抑菌机理

金抗肽SIF对大肠杆菌基于细胞壁靶点的非细胞质膜损伤抑菌机理

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食品与生物技术学报 2023年

作者：李玉珍肖怀秋刘淼王琳曾梦琪赵谋明湖南化工职业技术学院制药与生物工程学院华南理工大学食品科学与工程学院

为阐明金抗肽SIF4对食源性大肠杆菌基于细胞壁靶点的非细胞质膜损伤抑菌机理,研究了SIF4对细胞壁损伤的影响、与细胞壁脂多糖竞争性结合机理及对细胞壁膜组分影响机理,并运用扫描电镜分析了菌体形貌变化。研究发现,SIF4对菌体细胞壁有... 详细信息

为阐明金抗肽SIF4对食源性大肠杆菌基于细胞壁靶点的非细胞质膜损伤抑菌机理,研究了SIF4对细胞壁损伤的影响、与细胞壁脂多糖竞争性结合机理及对细胞壁膜组分影响机理,并运用扫描电镜分析了菌体形貌变化。研究发现,SIF4对菌体细胞壁有破坏作用,在一定浓度范围内,细胞壁受损与SIF4处理时间和处理剂量呈正相关,且组间差异显著(P<0.05);SIF4可与细胞壁脂多糖(LPS)竞争性结合,结合量为256 mg/L或更大时,表现无抑菌活性;傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析发现,SIF4对细胞壁多糖信息区、蛋白质与脂肪酸混合信息区影响明显,揭示细胞壁是潜在抑菌效应靶点;扫描电镜(SEM)分析发现,SIF4可破坏菌体细胞壁膜结构并改变菌体形貌。研究认为,SIF4可基于细胞壁损伤靶点作用于大肠杆菌并实现高效抑菌活性,研究结果可为阐明基于细胞壁靶点的非细胞质膜损伤抑菌机理和食源性大肠杆菌生物防控提供依据。

关键词：金抗肽细胞壁大肠杆菌非细胞质膜损伤抑菌机理

金抗肽SIF对大肠杆菌呼吸代谢与能量代谢的抑制机理

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食品科学 2022年

作者：李玉珍肖怀秋刘淼王琳曾梦琪赵谋明华南理工大学食品科学与工程学院湖南化工职业技术学院制药与生物工程学院

为系统阐明金抗肽SIF对大肠杆菌呼吸代谢和能量代谢的抑制机理，研究了SIF对菌体新陈代谢活力、呼吸代谢途径、细胞质膜离子通道ATP酶及胞内ATP生物合成的影响。研究发现，随着SIF处理剂量增加，菌体代谢活力显著降低(P<0.05)，2MIC组...

为系统阐明金抗肽SIF对大肠杆菌呼吸代谢和能量代谢的抑制机理，研究了SIF对菌体新陈代谢活力、呼吸代谢途径、细胞质膜离子通道ATP酶及胞内ATP生物合成的影响。研究发现，随着SIF处理剂量增加，菌体代谢活力显著降低(P<0.05)，2MIC组菌体代谢活力相比对照组降低了70.41%；呼吸抑制率结果表明，SIF对菌体呼吸有较好抑制活性，MIC组和2MIC组呼吸抑制率分别为(19.39±0.17)%和(25.22± 0.32)%；呼吸叠加率结果表明，金抗肽与碘乙酸呼吸叠加率最低(19.98±0.13)%，由此可推断，SIF主要通过抑制糖酵解途径实现高抗菌活性；SIF处理后，细胞质膜离子通道NaK-ATP和CaMg-ATP酶活性均有不同程度下降，且降幅与处理剂量和时间呈正相关关系，但均弱于阳性对照组(TritonX-100组)；随着SIF处理时间和处理剂量增加，胞内ATP含量显著降低，处理12h时，2MIC组胞内ATP含量降幅达到65.62%，显著低于阳性对照组(P<0.05)。结果表明：金抗肽SIF可通过影响菌体呼吸代谢、削弱细胞质膜离子通道ATP酶活性和抑制胞内ATP合成实现对大肠杆菌的高效抑菌活性，研究结果可为金抗肽SIF对食源性大肠杆菌生物防控提供理论支持。

关键词：

金抗肽SIF基于胞内生物大分子靶点的大肠杆菌非膜损伤抑菌机理

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食品科学 2023年

作者：李玉珍肖怀秋刘淼王琳曾梦琪赵谋明华南理工大学食品科学与工程学院湖南化工职业技术学院制药与生物工程学院

为阐明金抗肽SIF4对食源性大肠杆菌基于胞内核酸和蛋白质靶点的非膜损伤抑菌机理，试验研究了SIF4对胞内核酸生物合成的影响、SIF4与EB竞争性结合基因组DNA荧光光谱、与基因组DNA互作紫外光谱，以及SIF4与基因组DNA结合方式，并对胞内... 详细信息

为阐明金抗肽SIF4对食源性大肠杆菌基于胞内核酸和蛋白质靶点的非膜损伤抑菌机理，试验研究了SIF4对胞内核酸生物合成的影响、SIF4与EB竞争性结合基因组DNA荧光光谱、与基因组DNA互作紫外光谱，以及SIF4与基因组DNA结合方式，并对胞内蛋白质生物合成影响进行了系统研究。研究发现，SIF4可通过沟槽嵌入与大肠杆菌基因组DNA结合，对核酸生物合成抑制存在正相关量效关系；EB竞争性结合DNA荧光光谱分析发现，SIF4可通过嵌插结合和静电吸附竞争结合EB与基因组DNA的结合位点；与基因组DNA互作紫外光谱分析发现，SIF4与基因组DNA结合可改变其分子构象，但不断裂基因组DNA双链结构；圆二色谱结果发现，与SIF4结合后，基因组DNA碱基堆积力被削弱，双螺旋结构变得松散，基因组DNA结构由B构型向C型转变；胞内蛋白质生物合成影响结果表明，SIF4可显著影响胞内蛋白质生物合成，其抑制效应与SIF4处理时间和处理剂量存在正相关关系。研究认为，SIF4可通过与基因组DNA进行静电吸附或嵌插结合进入到DNA沟槽，影响DNA复制、RNA转录生物量以及蛋白质翻译，从而实现大肠杆菌非膜损伤抑制，研究结果可为阐明基于核酸与蛋白质靶点的非膜损伤抑菌机理和食源性大肠杆菌生物防控提供支持。

关键词：金属抗菌肽大肠杆菌胞内生物大分子非细胞质膜损伤抑菌机理

金属抗菌肽SIF;在模拟单/多组分食品体系中抑菌稳定性研究

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食品与发酵工业 2022年

作者：李玉珍肖怀秋曹丹王琳曾梦琪林亲录赵谋明湖南化工职业技术学院制药与生物工程学院华南理工大学食品科学与工程学院中南林业科技大学食品科学与工程学院

前期研究发现，金属抗菌肽SIF;对金黄色葡萄球菌具有较好的抑菌活性，食品内外部因素变化对抗菌活性影响较少且具有较好的生物相容性。该试验以金黄色葡萄球菌为指示菌，考察了SIF;在以蛋白质、脂质和淀粉等为基质的模拟单/多组分食品... 详细信息

前期研究发现，金属抗菌肽SIF;对金黄色葡萄球菌具有较好的抑菌活性，食品内外部因素变化对抗菌活性影响较少且具有较好的生物相容性。该试验以金黄色葡萄球菌为指示菌，考察了SIF;在以蛋白质、脂质和淀粉等为基质的模拟单/多组分食品体系中的抑菌稳定性。研究发现，SIF;在牛乳清蛋白（bovine whey protein， BWP）、大豆分离蛋白（soybean protein isolate， SPI）和花生分离蛋白（peanut protein isolate， PPI）等模拟蛋白质体系中有较好抑菌活性；菜籽油（rapeseed oil， RO）、花生油（peanut oil， PO）和大豆油（soybean oil， SO）等模拟脂质体系能协同增强抑菌活性，在模拟大米淀粉（rice starch， RS）、马铃薯淀粉（potato starch， PS）和玉米淀粉（corn starch， CS）等淀粉体系中也有较好抑菌活性；在BWP-SO体系中，试验组与对照组抑菌活性无显著差异，在BWP-PO体系中，试验组抑菌活性显著高于对照组（P<0.05），而在BWP-RO体系中，两者比例为0.5:1和1:1时抑菌活性得到显著增强（P<0.05），在SPI-RO、SPI-SO和SPI-PO体系中，试验组抑菌活性显著高于对照组（P<0.05），在PPI-RO、PPI-SO和PPI-PO体系中，SIF;可保持较好抑菌稳定性或被不同强度增强；在RS-BWP体系中，试验组抑菌活性与对照组无显著差异，RS-SPI和RS-PPI体系两者比例为1:1或1:2时，试验组抑菌活性显著高于对照组（P<0.05），PS-BWP、PS-SPI、PS-PPI以及CS-BWP、CS-SPI、CS-PPI体系中试验组抑菌活性与对照组无显著差异，在RS-RO、RS-SO、RS-PO和PS-RO、PS-SO、PS-PO体系中，SIF;具有较好抑菌稳定性或被不同程度增强，而在CS-RO、CS-SO和CS-PO体系中，试验组与对照组抑菌活性均无显著差异；SIF;在模拟3组分体系中均可保持较好抑菌稳定性。结果表明，SIF;在不同模拟食品体系中可保持较好抑菌稳定性，甚至被强化，可用于复杂食品体系的抗菌保鲜。

关键词：金属抗菌肽金黄色葡萄球菌模拟食品体系相对抑菌活性抑菌稳定性

自组装预占位策略在石墨烯中获得二维超有序空阵列

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Science China Materials 2022年第7期65卷 1869-1875页

作者：司晶晶于金秋沈煜梁晶晶贾双凤曾梦琪付磊 College of Chemistry and Molecular Sciences Wuhan UniversityWuhan 430072China The Institute for Advanced Studies Wuhan UniversityWuhan 430072China Key Laboratory of Artificial Micro-and Nano-structures of Ministry of Education and School of Physics and Technology Wuhan UniversityWuhan 430072China

自组装是一种构建可编辑和新颖的超有序结构的有效策略.在此,我们首次通过二氧化硅的自组装预占位,在石墨烯中实现了大面积超有序二维空阵列.石墨烯中的二维空阵列均匀的周期性在宽范围内可灵活调节.实验证明预占位结构单元二氧化硅与... 详细信息

自组装是一种构建可编辑和新颖的超有序结构的有效策略.在此,我们首次通过二氧化硅的自组装预占位,在石墨烯中实现了大面积超有序二维空阵列.石墨烯中的二维空阵列均匀的周期性在宽范围内可灵活调节.实验证明预占位结构单元二氧化硅与石墨烯之间的协同作用有助于二维空阵列的成功获得.超有序二维空阵列的成功实现,可为复杂二维超有序结构系统的合理编辑、制备和研究提供借鉴,并促进其在高集成功能器件、精确定位采集系统、传感、分离等领域的应用.

关键词： 2D materials self-assembly super-ordered structures emptiness arrays graphene

金抗肽SIF_(4)对大肠杆菌基于细胞壁靶点的非细胞质膜损伤抑菌机理

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食品与生物技术学报 2023年第6期42卷 78-83页

作者：李玉珍肖怀秋刘淼王琳曾梦琪赵谋明湖南化工职业技术学院制药与生物工程学院湖南株洲412000 华南理工大学食品科学与工程学院广东广州510641

为阐明金抗肽SIF_(4)对食源性大肠杆菌基于细胞壁靶点的非细胞质膜损伤抑菌机理,研究了SIF_(4)对细胞壁损伤的影响、与细胞壁脂多糖竞争性结合机理及对细胞壁膜组分影响机理,并运用扫描电镜分析了菌体形貌变化。研究发现,SIF_(4)对菌体... 详细信息

为阐明金抗肽SIF_(4)对食源性大肠杆菌基于细胞壁靶点的非细胞质膜损伤抑菌机理,研究了SIF_(4)对细胞壁损伤的影响、与细胞壁脂多糖竞争性结合机理及对细胞壁膜组分影响机理,并运用扫描电镜分析了菌体形貌变化。研究发现,SIF_(4)对菌体细胞壁有破坏作用,在一定浓度范围内,细胞壁受损与SIF_(4)处理时间和处理剂量呈正相关,且组间差异显著(P<0.05);SIF_(4)可与细胞壁脂多糖(LPS)竞争性结合,结合量为256 mg/L或更大时,表现无抑菌活性;傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析发现,SIF_(4)对细胞壁多糖信息区、蛋白质与脂肪酸混合信息区影响明显,揭示细胞壁是潜在抑菌效应靶点;扫描电镜(SEM)分析发现,SIF_(4)可破坏菌体细胞壁膜结构并改变菌体形貌。研究认为,SIF_(4)可基于细胞壁损伤靶点作用于大肠杆菌并实现高效抑菌活性,研究结果可为阐明基于细胞壁靶点的非细胞质膜损伤抑菌机理和食源性大肠杆菌生物防控提供依据。

关键词：金抗肽细胞壁大肠杆菌非细胞质膜损伤抑菌机理