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大斯托克斯位移荧光染料研究进展

材料导报 2024年

作者：郑森哲董文坤陈东凌世生乔旭升樊先平浙江大学材料科学与工程学院硅及先进半导体材料全国重点实验室浙江大学-安旭生物联合研发中心杭州安旭生物科技有限公司

染料作为一种重要的荧光材料，被广泛应用于目标物的标记与染色。然而，市售荧光染料的斯托克斯位移往往很小，其荧光信号容易受到背景激发光与染料自吸收的的干扰。过去的几十年间，许多大斯托克斯位移荧光染料被设计、合成和应用，多... 详细信息

染料作为一种重要的荧光材料，被广泛应用于目标物的标记与染色。然而，市售荧光染料的斯托克斯位移往往很小，其荧光信号容易受到背景激发光与染料自吸收的的干扰。过去的几十年间，许多大斯托克斯位移荧光染料被设计、合成和应用，多种扩大斯托克斯位移的机理被提出、发展和验证。本文综述了四种增大斯托克斯位移的机理，并梳理出基于三类不同骨架的大斯托克斯位移荧光染料，从引入取代基与扩大共轭体系的角度分析了大斯托克斯位移的来源。最后，总结了大斯托克斯位移荧光染料的研究进展，并以具有代表性的荧光染料为例，分析基于不同机理的大斯托克斯位移荧光染料分子的构建思路与光物理过程。

关键词：荧光染料大斯托克斯位移激发态分子内质子转移分子内电荷转移能量转移

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高载量锂硫电池正极设计优化

化工进展 2024年第1期43卷 364-375页

作者：夏银萍李洲鹏汪倩倩浙江大学宁波科创中心浙江宁波315100 浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310027

高载量硫正极是研发高能量密度锂硫电池的必要先决条件。然而,硫载量的提高不可避免地会引起正极导电性不良、多硫化物转化动力学缓慢,穿梭效应加剧等问题。本文从化学工程的角度出发,重点关注高载量硫正极中的传质和反应过程,综述了性... 详细信息

高载量硫正极是研发高能量密度锂硫电池的必要先决条件。然而,硫载量的提高不可避免地会引起正极导电性不良、多硫化物转化动力学缓慢,穿梭效应加剧等问题。本文从化学工程的角度出发,重点关注高载量硫正极中的传质和反应过程,综述了性能优良的高载量锂硫电池正极设计思路。具体而言,从增强电子传导、改善锂离子传质、优化反应动力学、抑制多硫化物穿梭这四种研究思路出发,对比了不同优化策略之间的优劣性,并提出下一代高硫载量硫正极设计的探索方向。分析表明,基于吸附-催化双重功能的三维高导电正极具有巨大发展前景。从应用层面考虑,本文还关注了高载量正极设计中常被忽视的安全性问题,探讨了削弱正极诱导并从源头降低热失效风险的可行性,旨在为研究人员优化高载量(≥4mg/cm^(2))正极设计方案时提供实用指导。

关键词：锂硫电池高硫载量复合正极电化学

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羧酸端基Y型全氟聚醚的氟谱解析及结构表征

化工学报 2024年第4期75卷 1718-1723页

作者：张文惠唐茹意崔希利邢华斌浙江大学化学工程与工业生物工程学院浙江杭州310027 浙江大学杭州国际科创中心浙江杭州311200

全氟聚醚及其衍生物(PFPEs)是一类高附加值的含氟聚合物,特异的理化性质使其具有较好的商业前景。目前国内相关产品严重依赖进口,对PFPEs的研究比较缺乏,尤其对Y型PFPEs的研究非常少,亟需加强对相关领域的开发和研究。核磁共振氟谱(^(19... 详细信息

全氟聚醚及其衍生物(PFPEs)是一类高附加值的含氟聚合物,特异的理化性质使其具有较好的商业前景。目前国内相关产品严重依赖进口,对PFPEs的研究比较缺乏,尤其对Y型PFPEs的研究非常少,亟需加强对相关领域的开发和研究。核磁共振氟谱(^(19)F NMR)是解析PFPEs结构的重要技术,但由于技术封锁、制备困难等原因,有关Y型PFPE羧酸(PFPE-CA)的^(19)F NMR谱图解析尚不完善。本研究采用合适的制样条件,得到了清晰的Y型PFPE-CA的^(19)F NMR谱图,并对主链和端基中不同化学环境的F原子化学位移进行归属。对谱峰进行积分可计算活性混合物的组成以及样品的数均分子量。该分析方法准确、快捷,可为Y型PFPEs的生产及分离技术的突破提供研究基础。

关键词：全氟聚醚羧酸 Y型结构解析聚合物电子材料

自适应光学在超分辨显微成像技术中的应用(内封面文章·特邀)

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红外与激光工程 2024年第5期53卷 11-25页

作者：王韵澎燕静郝翔浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027 浙江大学嘉兴研究院智能光电创新中心浙江嘉兴314000

荧光显微镜是研究细胞结构和动态过程的最有力的工具之一,近年来发展的超分辨显微成像技术更是突破了传统衍射极限,能够在观测活体生物样本中达到纳米级的分辨率。但由于生物样品内部折射率变化的复杂性,进行超分辨观测时成像性能往往... 详细信息

荧光显微镜是研究细胞结构和动态过程的最有力的工具之一,近年来发展的超分辨显微成像技术更是突破了传统衍射极限,能够在观测活体生物样本中达到纳米级的分辨率。但由于生物样品内部折射率变化的复杂性,进行超分辨观测时成像性能往往会因样品引起的像差而降低。自适应光学是一种矫正波前误差的技术,在超分辨显微成像技术中引入自适应光学技术可以显著提高超分辨系统的成像分辨率、成像深度、成像速度。为了进一步提高超分辨显微成像系统的成像性能,研究者不断创新自适应光学在超分辨技术的应用方法。介绍了自适应光学技术,阐述了其在显微成像中的应用;详细分析了近年来自适应光学在超分辨显微成像技术的应用,最终进行了总结,并对未来技术发展方向进行了展望。

关键词：超分辨显微成像自适应光学机器学习波前探测

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合成基因线路的工程化设计研究进展与展望

合成生物学 2024年

作者：高歌边旗王宝俊浙江大学杭州国际科创中心浙江大学化学工程与生物工程学院

合成基因线路是利用合成生物学的技术和方法，将生物元件进行重新设计与构建，使人工设计的生物分子线路在活细胞中行使特定生物功能，在生物制造、医疗健康以及环境监测等领域具有巨大的潜力。但其工程化设计仍受到各种因素的制约，包... 详细信息

合成基因线路是利用合成生物学的技术和方法，将生物元件进行重新设计与构建，使人工设计的生物分子线路在活细胞中行使特定生物功能，在生物制造、医疗健康以及环境监测等领域具有巨大的潜力。但其工程化设计仍受到各种因素的制约，包括正交元器件数量有限、大规模线路组装困难、线路行为预测性低等。根据研究者们开发的各种调控元件工具箱和组装方法，本文逐点阐述了工程化设计基因线路所需遵循的几个核心原则：正交化、标准化、模块化与自动化。文章从DNA复制、转录和翻译层面介绍了正交基因元件库的构建和改造方法；全面总结了基因元件的标准化定量表征方法与标准元件设计方法；并介绍了本团队与其他团队在模块化基因线路设计方面的相关进展；分别从软件、硬件和人工智能角度展示如何实现基因线路的自动化设计。最后，本文探讨了基因线路设计的未来发展趋势，指出需要进一步融合人工智能和自动化等信息技术来加速基因线路“设计-构建-测试-学习”循环的迭代，提高线路设计的功能可预测性和复杂性，高效设计出符合目标需求的人造生命体。

关键词：合成生物学基因线路生物设计正交化标准化模块化自动化

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酶促合成手性氨基酸的研究进展

合成生物学 2024年

作者：王子渊杨立荣吴坚平郑文隆浙江大学杭州国际科创中心生物与分子智造研究院浙江大学化学工程与生物工程学院

手性氨基酸是一类重要的高价值化学品，广泛应用于食品、医药、化工、农药等多个领域。手性氨基酸常用的制备方法可以分为四类，包括化学合成、蛋白质水解、发酵和酶促合成。其中，酶促合成手性氨基酸以其反应条件温和、立体选择性高、... 详细信息

手性氨基酸是一类重要的高价值化学品，广泛应用于食品、医药、化工、农药等多个领域。手性氨基酸常用的制备方法可以分为四类，包括化学合成、蛋白质水解、发酵和酶促合成。其中，酶促合成手性氨基酸以其反应条件温和、立体选择性高、步骤简单、应用范围广等优势备受关注。近年来，得益于生物信息学和蛋白质工程等技术的快速发展，大量性能优异的酶制剂被开发，并成功应用于多种手性氨基酸的制备。本文重点综述了酶促不对称合成和去消旋化合成两种路径在手性氨基酸合成中的应用，包括关键酶制剂氨基酸脱氢酶、转氨酶、氨裂解酶、醛缩酶、氨基酸氧化酶、氨基酸脱氨酶等的开发与改造，及其在草铵膦、叔亮氨酸、西格列汀中间体等高价值手性氨基酸合成中的应用。同时，总结了酶促合成手性氨基酸领域面临的主要困境，如关键酶元件缺乏，以及野生酶非对映体选择性低、底物谱窄、催化活性低、稳定性差、反应条件局限等。最后，展望了自动化实验装置、机器学习和人工智能等前沿技术在酶改造领域的应用，以及通过反应器设计和反应过程控制，开发更为高效和环境友好的催化工艺，推动酶促合成手性氨基酸技术更广泛的工业应用。

关键词：高价值手性化学品手性氨基酸不对称合成去消旋化合成蛋白质工程多酶级联

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溶胀法制备荧光微球研究进展

发光学报 2024年第7期45卷 1058-1067页

作者：陈红建袁玉文凌世生陈东乔旭升董余兵樊先平浙江理工大学材料科学与工程学院浙江杭州310018 浙江大学材料科学与工程学院硅材料国家重点实验室浙江杭州310027 杭州安旭生物科技有限公司浙江杭州310011

溶胀法作为一种可调控性强、操作简单、实用性高的制备荧光微球的方法而被广泛应用。本文综述了利用溶胀法制备荧光微球的研究进展,阐述了溶胀法制备荧光微球的基本原理和步骤。进一步综述了溶胀过程中影响微球性能的常见因素,例如聚合... 详细信息

溶胀法作为一种可调控性强、操作简单、实用性高的制备荧光微球的方法而被广泛应用。本文综述了利用溶胀法制备荧光微球的研究进展,阐述了溶胀法制备荧光微球的基本原理和步骤。进一步综述了溶胀过程中影响微球性能的常见因素,例如聚合物基质、荧光物质、溶胀剂的种类等,总结了溶胀法调控优化荧光微球的改进策略,对溶胀法制备荧光微球的应用前景进行了展望。

关键词：溶胀法荧光微球研究进展发光增强

肝炎病毒感染导致肝细胞癌发生的免疫机制研究进展

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浙江大学学报（医学版） 2024年第1期53卷 64-72页

作者：徐令东徐逸帆张飞徐平龙汪洌浙江大学实验动物中心浙江杭州310058 浙江大学医学院浙江杭州310058 浙江大学生命科学研究院浙江杭州310058 浙江大学杭州国际科创中心智能医药研究所浙江杭州311200 浙江大学生命系统稳态与保护教育部重点实验室、浙江省癌症分子细胞生物学重点实验室浙江杭州310058 浙江大学癌症研究院浙江杭州310058

肝炎病毒感染是肝细胞癌的主要致病因素之一。甲型肝炎病毒(HAV)通常引起急性感染,临床病理长期追踪结果显示HAV感染与肝细胞癌发生有一定联系。乙型肝炎病毒(HBV)或丙型肝炎病毒(HCV)的慢性感染可导致长期肝脏炎症和肝硬化,影响多条细... 详细信息

肝炎病毒感染是肝细胞癌的主要致病因素之一。甲型肝炎病毒(HAV)通常引起急性感染,临床病理长期追踪结果显示HAV感染与肝细胞癌发生有一定联系。乙型肝炎病毒(HBV)或丙型肝炎病毒(HCV)的慢性感染可导致长期肝脏炎症和肝硬化,影响多条细胞凋亡和增殖相关信号通路,是病毒感染导致肝细胞癌的最常见诱因。HBV X蛋白(HBx)基因突变与肝细胞癌发病率密切相关,HCV核心蛋白的表达可导致肝细胞脂质积累,促进肿瘤发生。临床丁型肝炎病毒(HDV)感染常伴随HBV的共感染,从而增加慢性肝炎风险。戊型肝炎病毒(HEV)感染通常呈急性,近年HEV在器官移植和免疫缺陷患者中慢性感染增多。HEV慢性感染易导致肝硬化而增加肝细胞癌风险。本文概述了近年来肝炎病毒感染导致肝脏免疫应答异常和肝细胞癌发生的研究进展,以期有助于寻找病毒感染的早期检测、有效干预和疫苗接种的措施。

关键词：肝细胞癌肝炎病毒病毒性肝炎肝硬化慢性感染综述

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滨海蓝碳增汇：技术、装备前沿与展望

工程设计学报 2024年

作者：张怡仪范东阳左章琦冯毅雄肖溪浙江大学海洋学院浙江大学海洋研究院国际蓝碳研究中心浙江大学农业与生物技术学院浙江大学机械工程学院

红树林、盐沼、海草床和海藻场等滨海蓝碳生态系统是缓解全球气候变化的重要天然碳汇。在人为压力和自然压力的多重胁迫下，滨海蓝碳生态系统面临大规模退化，因此修复和提升滨海蓝碳生态系统的碳汇功能是目前亟待解决的科学问题。根据... 详细信息

红树林、盐沼、海草床和海藻场等滨海蓝碳生态系统是缓解全球气候变化的重要天然碳汇。在人为压力和自然压力的多重胁迫下，滨海蓝碳生态系统面临大规模退化，因此修复和提升滨海蓝碳生态系统的碳汇功能是目前亟待解决的科学问题。根据滨海蓝碳生态系统的类别，综述了目前主要的滨海蓝碳生态系统增汇技术及装备，并从碳汇效果、经济价值和生态功能等方面比较分析了滨海蓝碳生态系统增汇综合效益。未来研究应考虑围绕滨海蓝碳生态系统的分布和碳汇的观测体系优化、物种优选培育和种植方法改良、新兴蓝碳生态系统碳封存技术的生态影响等方面开展，进一步巩固和提升滨海蓝碳生态系统碳汇，助力实现“碳达峰”和“碳中和”目标。

关键词：滨海生态系统蓝碳增汇技术与装备生态环境效益