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高效液相色谱-串联质谱法分析游离RNA修饰核苷的研究进展

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色谱 2024年

作者：张绿叶张维冰汪海林中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室华东理工大学化学与分子工程学院上海市功能性材料化学重点实验室中国科学院大学

核糖核苷酸(RNA)的转录后修饰在基因表达调控中发挥重要作用,而RNA在降解与再合成过程中产生大量游离核苷,包含未修饰的基础核苷和多种类型的修饰核苷。修饰核苷无法被进一步分解,在胞内积累,或在转运蛋白作用下运输到胞外环境,直到被... 详细信息

核糖核苷酸(RNA)的转录后修饰在基因表达调控中发挥重要作用,而RNA在降解与再合成过程中产生大量游离核苷,包含未修饰的基础核苷和多种类型的修饰核苷。修饰核苷无法被进一步分解,在胞内积累,或在转运蛋白作用下运输到胞外环境,直到被机体代谢,并在过程中发挥信号分子的作用。对生物样本中各级代谢物中修饰核苷的准确鉴定与定量能够为RNA降解和游离修饰核苷排泄调控提供重要信息,协助研究其生物学功能和发现潜在的临床应用。例如,小分子修饰核苷在应激反应和疾病状态下作为信号分子调控机体的应答;病理状态下体液和组织中发生特异性变化的修饰核苷可作为生物标志物,为疾病的诊断和治疗提供信息。高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)技术作为一种高灵敏度、高选择性、快速高效的分析工具,已在游离修饰核苷分析中展现出重要的应用价值。但HPLC-MS/MS准确分析游离修饰核苷仍面临一些挑战,如生物样品成分的复杂性,多种类目标物的化学性质差异,多种目标物的含量呈数量级的差异,以及众多的修饰核苷中同分异构体的干扰等。这些因素使得开发同时定量多种核苷的HPLC-MS/MS方法难度增加。本综述介绍了内源性游离RNA修饰核苷的来源及检测方法,概述了HPLC-MS/MS技术在内源性核苷分析中的样品前处理、色谱分离、质谱检测模式和定量方法开发等方面的研究进展,并综述了游离RNA修饰核苷的生物学功能、调控机制研究和作为疾病潜在分子标志物等的应用。

关键词： RNA修饰代谢物分析高效液相色谱-串联质谱修饰核苷

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氧化物神经元器件及其神经网络应用

无机材料学报 2024年第4期39卷 345-358页

作者：李宗晓胡令祥王敬蕊诸葛飞中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201 宁波工程学院电子与信息工程学院宁波315211 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心上海200031 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100029 浙江大学温州研究院温州325006

目前,人工智能在人类社会发挥着越来越重要的作用,以深度学习为代表的人工智能算法对硬件算力的要求也越来越高。然而随着摩尔定律逼近极限,传统冯·诺依曼计算架构越来越难以满足硬件算力提升的迫切需求。受人脑启发的新型神经形态计... 详细信息

目前,人工智能在人类社会发挥着越来越重要的作用,以深度学习为代表的人工智能算法对硬件算力的要求也越来越高。然而随着摩尔定律逼近极限,传统冯·诺依曼计算架构越来越难以满足硬件算力提升的迫切需求。受人脑启发的新型神经形态计算采用数据处理与存储一体架构,有望为开发低能耗、高算力的新型人工智能技术提供重要的硬件基础。人工神经元和人工突触作为神经形态计算系统的核心组成部分,是当前研究的前沿和热点。本文聚焦氧化物人工神经元,从神经元数学模型出发,重点介绍了基于氧化物电子器件的霍奇金–赫胥黎神经元、泄漏–累积–发射神经元和振荡神经元的最新研究进展,系统分析了器件结构、工作机制对神经元功能模拟的影响规律。进一步,根据不同尖峰发射动态行为,阐述了基于氧化物神经元硬件的脉冲神经网络和振荡神经网络的研究进展。最后,讨论了氧化物神经元在器件、阵列、神经网络等层面面临的挑战,并展望了其在神经形态计算等领域的发展前景。

关键词：氧化物神经元器件类脑计算神经形态计算人工神经网络综述

基于质子化胍-碳纳米管vdW异质结构的超灵敏SO_(2)气体传感器

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功能材料与器件学报 2024年第2期 96-103页

作者：骆熙蒙徐炜贺庆国程建功传感技术国家重点实验室中国科学院微系统与信息技术研究所上海200050 材料科学与光电工程中心中国科学院大学北京100039

二氧化硫是一种有害的空气污染物,对环境和人体健康有严重影响。传统的SO_(2)检测方法面临着诸如特异性差和运行成本高等限制。本研究提出了一种全新的SO_(2)检测方法,利用胍基官能团质子化策略,将作为结构基底的1,8-双(四甲基胍)萘转... 详细信息

二氧化硫是一种有害的空气污染物,对环境和人体健康有严重影响。传统的SO_(2)检测方法面临着诸如特异性差和运行成本高等限制。本研究提出了一种全新的SO_(2)检测方法,利用胍基官能团质子化策略,将作为结构基底的1,8-双(四甲基胍)萘转化为高活性的离子型敏感材料,并和碳纳米管复合形成范德华异质结构,以此为核心构建化学电阻型气体传感器。该传感器在室温下对SO_(2)的检测限达到了12.8 ppb,且对常见大气成分气体如NO_(2)、CO_(2)等均具有高特异性,具有很强的实用价值,为SO_(2)检测提供了一种成本效益高、高灵敏度和高特异性的解决方案。

关键词：单壁碳纳米管质子化胍基团范德华异质结构超灵敏SO_(2)检测

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糖动态修饰与生物识别的原位化学探测

中国科学：化学 2024年第5期54卷 716-725页

作者：胡习乐贺晓鹏华东理工大学化学与分子工程学院费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心结构可控先进功能材料及其制备教育部重点实验室上海200237 中国人民解放军海军军医大学国家肝癌科学中心 “肝癌分子网络调控与靶向干预”教育部重点实验室上海市肝胆肿瘤生物学重点实验室上海200438

随着人类基因组学与蛋白质组学的蓬勃发展,人类糖组学解码成为了21世纪至关重要的科学命题.然而适用于糖组学研究,尤其是能在活细胞原位精细探测糖生物学信息动态变化的高效、通用化学工具仍相对稀缺.作者团队长期致力于糖动态修饰(生... 详细信息

随着人类基因组学与蛋白质组学的蓬勃发展,人类糖组学解码成为了21世纪至关重要的科学命题.然而适用于糖组学研究,尤其是能在活细胞原位精细探测糖生物学信息动态变化的高效、通用化学工具仍相对稀缺.作者团队长期致力于糖动态修饰(生物分子糖基化与去糖基化)和糖介导生物识别(糖与凝集素或其它生物分子选择性相互作用)的原位示踪,发展了多种荧光分子探针原型,实现了上述糖生物学过程的动态探测与免标记高通量筛选.本文将系统介绍上述可用于糖生物学研究的全新化学技术原理,及其在凝集素、病毒、细菌以及哺乳动物细胞等不同结构尺度研究模型上的实用范例,最终提出该类技术方法的后续发展方向.

关键词：化学生物学糖组学荧光探针动态原位活细胞

基于狄拉克半金属超表面的太赫兹调制技术研究

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功能材料与器件学报 2024年第2期 84-88页

作者：杨祉烜王长谭智勇曹俊诚上海科技大学信息学院上海201210 中国科学院上海微系统与信息技术研究所集成电路材料全国重点实验室上海200050

本文设计了一种非对称双开口环超表面结构的狄拉克半金属太赫兹谐振器,并研究分析了结构参数与费米能级对共振幅度的影响。研究结果表明,随着对称缺损程度的增加,谐振器的共振峰逐渐红移,共振幅度呈现先增加再减少的趋势。随着狄拉克半... 详细信息

本文设计了一种非对称双开口环超表面结构的狄拉克半金属太赫兹谐振器,并研究分析了结构参数与费米能级对共振幅度的影响。研究结果表明,随着对称缺损程度的增加,谐振器的共振峰逐渐红移,共振幅度呈现先增加再减少的趋势。随着狄拉克半金属材料费米能级的增加,谐振器的共振峰幅值增加。当费米能级在40-200meV时范围变化时,在0.38 THz附近实现了99.4%的幅值调制深度,在太赫兹波调控方面有很好的应用价值。

关键词：狄拉克半金属超表面连续域束缚态太赫兹调制技术

红外飞秒光纤激光焊接石英玻璃与304不锈钢

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中国激光 2024年第16期51卷 31-39页

作者：袁锦辉霍靖宇张博元王磊郑重李嘉铭郭亮罗爱平张庆茂华南师范大学信息光电子科技学院广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室广东广州510006 深圳市中基自动化股份有限公司广东深圳518105 深圳市青锐科技有限公司广东深圳518000 广东省工业超短脉冲激光技术企业重点实验室广东深圳518055 华南师范大学广州市特种光纤光子器件与应用重点实验室广东广州510006

研究探索金属与玻璃异种材料的连接技术是推动其大规模应用的关键,其中,对热膨胀系数相差大的玻璃与金属进行连接的超短脉冲激光焊接技术,对于提升精密微型器件的制造水平和应用具有重要意义。笔者利用有限元模型分析了石英玻璃与304不... 详细信息

研究探索金属与玻璃异种材料的连接技术是推动其大规模应用的关键,其中,对热膨胀系数相差大的玻璃与金属进行连接的超短脉冲激光焊接技术,对于提升精密微型器件的制造水平和应用具有重要意义。笔者利用有限元模型分析了石英玻璃与304不锈钢飞秒激光焊接过程的温度场,验证了所用激光焊接工艺参数的焊接可行性。为优化飞秒脉冲激光焊接工艺参数,研究了飞秒激光焊接单脉冲能量对焊接质量的影响规律。结果表明:激光单脉冲能量对热效应有显著影响;热应力因热效应的增强而增大,当其超过石英玻璃的损伤阈值后会导致微裂纹产生,进而导致焊接样品的焊接强度降低;最佳工艺参数是激光单脉冲能量5.6μJ,重复频率500 kHz,扫描速度60 mm/s,此工艺参数下焊接样品的剪切强度最大,可达到13 MPa。对两种材料的焊接机理进行了研究,结果表明:激光焊接石英玻璃与304不锈钢实现了冶金结合;Fe、Cr在界面与SiO2可能发生了氧化还原反应,形成了Fe2O3和Cr2O3。

关键词：激光技术飞秒激光焊接异种材料焊接焊缝形貌焊接强度焊接机理

赝配InGaAs/InAlAs调制掺杂异质结构的Shubnikov-de Haas振荡

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物理学报 1998年第5期47卷 796-801页

作者：陈建新李爱珍任尧成中国科学院上海冶金研究所信息功能材料国家重点实验室

赝配ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ调制掺杂异质结构可以获得很高的电子气面密度和电子迁移率，从而可以制成具有优越高频和低噪声特性的高电子迁移率晶体管（ＨＥＭＴ）．文中报道ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ调制掺杂异质结构低温下纵向... 详细信息

赝配ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ调制掺杂异质结构可以获得很高的电子气面密度和电子迁移率，从而可以制成具有优越高频和低噪声特性的高电子迁移率晶体管（ＨＥＭＴ）．文中报道ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ调制掺杂异质结构低温下纵向和横向磁阻随磁场强度变化的ＳｈｕｂｎｉｋｏｖｄｅＨａａｓ（ＳｄＨ）振荡和量子Ｈａｌ效应．对ＳｄＨ振荡曲线作了快速傅里叶变换，获得了二维电子气的能带结构和各能带上的电子气面密度．分析比较了顶层ＩｎＧａＡｓ不同掺杂情况对ＳｄＨ振荡的影响，结果发现顶层ＩｎＧａＡｓ重掺杂，会对表面态起屏蔽作用。

关键词：调制掺杂异质结构 SdH振荡赝配铟镓砷铟铝砷

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半导体量子阱中自由激子稳态荧光特征

物理学报 1998年第1期47卷 131-138页

作者：金世荣郑燕兰林春钟金权李爱珍中国科学院上海冶金研究所信息功能材料国家重点实验室

在不同晶格温度和不同激发光强度下，测量了四元系ＧａＩｎＡｓＳｂ／ＧａＡｌＡｓＳｂ单量子阱中自由激子的荧光光谱，导出了稳态光谱测量条件下自由激子荧光强度与激发光强度和晶格温度的一般性公式．计算结果表明，激子相对占有数引... 详细信息

在不同晶格温度和不同激发光强度下，测量了四元系ＧａＩｎＡｓＳｂ／ＧａＡｌＡｓＳｂ单量子阱中自由激子的荧光光谱，导出了稳态光谱测量条件下自由激子荧光强度与激发光强度和晶格温度的一般性公式．计算结果表明，激子相对占有数引起的温度和密度效应会影响激子发光的强度关系．根据本文的简单模型，线性比例系数Ｉ／Ｉ０实际上综合地反映了量子阱中自由激子的荧光效率，而从激子荧光强度的Ａｒｈｅｎｉｕｓ图的最佳拟合中不仅可以得到激子的束缚能和激活能，而且还能估计出量子阱材料的本底浓度和散射时间常数．

关键词：半导体量子阱自由激子荧光 PL TRPL

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掺碳GaAs生长特性的研究

固体电子学研究与进展 1997年第4期17卷 333-339页

作者：罗宇浩李爱珍郑燕兰信息功能材料国家重点实验室中国科学院上海冶金研究所200050

采用以碳纤维为碳源的固态源MBE技术，生长了不同厚度的重接碳GaAs以及具有不同表层厚度的δ碳掺杂GaAs，通过Nomarski干涉显微镜和原子力显微镜（AFM）对样品表面形貌的观察，分析了挨碳GaAs的生长过程和各种缺陷的产生，提出碳的掺入... 详细信息

采用以碳纤维为碳源的固态源MBE技术，生长了不同厚度的重接碳GaAs以及具有不同表层厚度的δ碳掺杂GaAs，通过Nomarski干涉显微镜和原子力显微镜（AFM）对样品表面形貌的观察，分析了挨碳GaAs的生长过程和各种缺陷的产生，提出碳的掺入导致了GaAs材料的三维岛状生长，促进了各种缺陷的力生。提出了通过改善生长条件减少缺陷的途径。

关键词：碳掺杂 δ掺杂外延生长砷化镓