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多肽识别导向的外泌体分离富集方法研究进展

色谱 2025年

作者：徐坤黄嫣嫣赵睿北京分子科学国家研究中心中国科学院活体分析化学重点实验室中国科学院分子科学科教融合卓越创新中心中国科学院化学研究所中国科学院大学

外泌体是由细胞分泌的双层膜囊泡,携带有丰富的生物分子,是细胞间信息交流的重要媒介,与多种疾病的发生发展密切相关。在复杂体系中开展外泌体分离富集研究,对于疾病诊断、预后检测和分子机制研究具有重要意义。但外泌体广泛存在于复杂... 详细信息

外泌体是由细胞分泌的双层膜囊泡,携带有丰富的生物分子,是细胞间信息交流的重要媒介,与多种疾病的发生发展密切相关。在复杂体系中开展外泌体分离富集研究,对于疾病诊断、预后检测和分子机制研究具有重要意义。但外泌体广泛存在于复杂生命体系中,尺寸小且分布范围宽,为其分离富集带来了困难与挑战。目前已经发展了基于物理性质的超速离心、体积排阻色谱、超滤和聚合物沉淀等方法。以亲和配体为识别单元,基于分子识别的亲和分离策略能够实现外泌体高选择性分离富集。在众多分子识别工具中,多肽凭借着可设计性强、构象自由灵活等优势,被应用于外泌体亲和分离之中。本文首先对目前外泌体分离富集方法进行了总结,之后重点介绍了以外泌体蛋白质和生物膜特性为靶标的亲和多肽设计与筛选原理及其在外泌体亲和分离富集中的应用。

关键词：外泌体分子识别多肽分离富集

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环烯烃聚合物与环烯烃共聚物的流变性能研究

高分子通报 2025年第2期38卷 370-380页

作者：王煜尤伟中国科学院化学研究所北京分子科学国家研究中心中国科学院工程塑料重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

环烯烃聚合物(COP)与环烯烃共聚物(COC)分别由降冰片烯衍生物通过烯烃开环易位聚合再氢化、降冰片烯衍生物与乙烯单体加成共聚反应两种方式制备而得。由于其优异的性能,COP和COC已经成为全球医疗包装和光学产品消费领域的重要材料。通... 详细信息

环烯烃聚合物(COP)与环烯烃共聚物(COC)分别由降冰片烯衍生物通过烯烃开环易位聚合再氢化、降冰片烯衍生物与乙烯单体加成共聚反应两种方式制备而得。由于其优异的性能,COP和COC已经成为全球医疗包装和光学产品消费领域的重要材料。通过比较它们的流变特性对温度的依赖性,发现COP的熔体黏度高于COC。Arrhenius方程式的分析结果显示光学级COP样品F52R的流动活化能明显高于其他样品。利用温度-时间重叠原理建构各样品的主曲线,成功得到各自的缠结模量GNo,并结合热机械分析仪(TMA)结果进一步决定缠结分子量(Me)。COC的Me可达16~18 kDa,约为COP结果的3~4倍。该研究结果不仅为材料加工参数的选择提供了依据,也能加深读者对COP与COC本征特性差异的理解。

关键词：环烯烃聚合物环烯烃共聚物流变性能流动活化能缠结分子量

基于磁性氧化石墨烯核酸适配体分离材料构建17β-雌二醇传感器

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色谱 2025年第1期43卷 87-95页

作者：金心宇陈乐源刘艳娜谢文菁彭汉勇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北京100085 中国科学院大学北京100049 中国科学院大学杭州高等研究院环境学院浙江杭州310024

17β-雌二醇(E2)是天然的甾体雌激素,在生物体的各项生理活动中发挥着至关重要的作用。然而,外源性E2也被归类为内分泌干扰物(EDC),即使在ng/L水平上也会干扰内分泌系统功能,且在医疗、畜牧业废水中均能检测到E2污染。目前,E2的检测方... 详细信息

17β-雌二醇(E2)是天然的甾体雌激素,在生物体的各项生理活动中发挥着至关重要的作用。然而,外源性E2也被归类为内分泌干扰物(EDC),即使在ng/L水平上也会干扰内分泌系统功能,且在医疗、畜牧业废水中均能检测到E2污染。目前,E2的检测方法主要以色谱-质谱联用方法为主,但受仪器等限制,难以应用于现场检测或大量样品检测。为了解决该难题,本工作用油包水微乳液法(W/O microemulsion)合成了一种基于磁性氧化石墨烯(MGO)的核酸分离材料,并进行了系统的表征,以开发高灵敏度、快速检测、高通量的荧光恢复(“turn-on”)型生物传感器,用于检测环境样品中的E2。传感器基于荧光共振能量转移原理(FRET),即MGO通过吸附荧光基团标记的E2核酸适配体发生FRET效应猝灭荧光信号,而在E2存在时,核酸适配体与E2结合,从MGO上脱附,实现荧光信号恢复,且信号响应与一定范围的E2质量浓度呈线性关系。本工作引入了磁性固相分离方法,降低了背景信号值,从而提高了方法的灵敏度。本方法中相对荧光恢复强度与E2质量浓度呈良好的线性关系,检出限低至1 ng/mL,对多种干扰离子有较好的抵抗性,且在同族雌激素类似物中有良好的选择性。与色谱-质谱检测方法相比,该方法检测时间短,成本低,操作简便,可应用于环境水样中E2的快速检测。

关键词： 17β-雌二醇磁固相分离荧光生物传感器磁性氧化石墨烯

非粮生物质转化利用国际科技进展与产业化分析

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中国生物工程杂志 2025年第1期45卷 123-133页

作者：吴晓燕陈方中国科学院成都文献情报中心

随着全球对可持续能源和化学品的需求日益增长，利用非粮生物质资源替代传统化石能源，生产高附加值的化学品，已成为科学研究和产业发展的重要方向。全球主要经济体如美国、欧盟、英国和日本等，纷纷在国家战略层面强调生物质能源和化... 详细信息

随着全球对可持续能源和化学品的需求日益增长，利用非粮生物质资源替代传统化石能源，生产高附加值的化学品，已成为科学研究和产业发展的重要方向。全球主要经济体如美国、欧盟、英国和日本等，纷纷在国家战略层面强调生物质能源和化学品的开发，旨在支持实现碳中和目标，并应对自然资源的有限性。近年来，非粮生物质转化研究取得重要突破，研究者不断优化预处理工艺及设备，深入挖掘生物转化微生物资源和酶系，设计更高效的催化剂和催化过程，攻克木质素转化难题，并拓展生物质转化的应用领域。产业实践方面，如巴西的Raízen、芬兰的UPM和中国的丰原生物等企业通过创新技术和商业模式，推动了生物质资源的高值化利用，为全球生物质产业的发展树立了标杆。未来，我国在非粮生物质转化领域的发展需依赖于技术创新、产业政策支持、产业链协同、市场导向及国际合作的共同推动。

关键词：非粮生物质木质素木质纤维素生物质转化生物质利用

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生物质转化制备含氮化合物研究进展

中国科学:化学 2025年第1期55卷 50-68页

作者：朱文卿郭腾龙张波中国科学院大连化学物理研究所催化与新材料研究中心大连116023

生物质作为一种重要的可再生资源,因其含有丰富的碳、氢、氧元素和环境友好的特性,是可能替代化石能源的主要可再生能源之一.目前,生物质资源可通过高值化转化制备生物基化学品、材料和燃料等,其中,含氮化合物是一类重要的有机含氮化学... 详细信息

生物质作为一种重要的可再生资源,因其含有丰富的碳、氢、氧元素和环境友好的特性,是可能替代化石能源的主要可再生能源之一.目前,生物质资源可通过高值化转化制备生物基化学品、材料和燃料等,其中,含氮化合物是一类重要的有机含氮化学品,在医药、农业和化工等领域具有重要应用价值.利用生物质资源制备含氮化合物不仅可以减少对化石资源的依赖,而且使生物质炼制产物更加多元化.本论文综述了近年来以生物质为原料合成含氮化合物的研究进展;根据底物及产物结构特点,系统介绍了从生物质平台分子包括生物质糖、糠醛、乙酰丙酸和木质素模型化合物及真实木质素为原料构建多种高附加值含氮化合物的最新研究成果;并且对生物基含氮化合物的催化体系和反应路径进行讨论,对该研究方向面临的主要挑战及未来趋势进行分析与展望.

关键词：生物质催化转化含氮化合物

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大气溶解有机碳湿沉降及其在海洋碳中和中的作用

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中国环境科学 2025年第2期45卷 606-618页

作者：邢建伟宋金明中国科学院海洋研究所中国科学院海洋生态与环境科学重点实验室山东青岛266000 青岛海洋科技中心海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266237 中国科学院大学北京100049 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266000

本文系统总结了近几十年来国内外关于大气降水DOC的研究进展,主要包括以下3个方面:大气降水DOC的丰度与生物可利用性、降水DOC浓度和湿沉降通量的时空分布特征及其影响因素、DOC湿沉降的生态环境效应,并展望未来的发展方向.结果表明,降... 详细信息

本文系统总结了近几十年来国内外关于大气降水DOC的研究进展,主要包括以下3个方面:大气降水DOC的丰度与生物可利用性、降水DOC浓度和湿沉降通量的时空分布特征及其影响因素、DOC湿沉降的生态环境效应,并展望未来的发展方向.结果表明,降水DOC的化学组分异常复杂,以低分子量有机酸、氨基酸、尿素等为主,具有较高的生物可利用性;不同地区降水DOC的浓度和湿沉降通量具有显著的时空差异,主要受控于排放源、排放强度以及复杂的气象条件;大气中的DOC可影响气溶胶和降水的性质(酸雨),沉降至冰雪表面的DOC会加速冰川融化;同时,湿沉降带来的DOC输入可加富表层海水的有机碳水平,其中的活性DOC可促进海洋生态系统次级生产力的提高,而惰性成分则可贡献海洋惰性溶解有机碳库,有利于碳封存并增强海洋碳汇,助力“海洋负排放”和“碳中和”目标的实现.未来的研究应持续注重开发利用先进仪器设备开展降水DOC化学成分的精准量化识别,以更深刻地认识降水DOC的生物可利用性及惰性特征;同时,开发利用新型数值模拟技术以深入开展全球尺度不同性质降水DOC湿沉降通量及其时空异质性研究,并量化大气DOC的间接湿沉降通量,在此基础上重点阐明大气DOC湿沉降作为新型路径之一对提高全球海洋碳封存的潜力,以期深入认识大气沉降在全球碳循环和海洋“碳失汇”研究中的作用和地位.

关键词：溶解有机碳(DOC) 湿沉降生物可利用性海洋惰性溶解有机碳库 “双碳”目标

可生物降解氧化镁纳米颗粒用于低温保存缓解低温氧化损伤与机械损伤

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工程热物理学报 2025年第1期46卷 210-216页

作者：汪晓红饶伟液态金属与低温生物医学研究中心低温生物医学工程学北京市重点实验室中国科学院理化技术研究所北京100190 中国科学院大学未来技术学院北京100049

冷冻保存过程细胞的常见损伤有低温引起的冰晶机械损伤或氧化应激损伤,通常以分别添加抗冻保护剂或者抗氧化剂进行保护,缺乏可高效且同时减少这两类损伤的研究。本文利用绿色安全、可生物降解的氧化镁材料作为抑制细胞低温损伤和氧化损... 详细信息

冷冻保存过程细胞的常见损伤有低温引起的冰晶机械损伤或氧化应激损伤,通常以分别添加抗冻保护剂或者抗氧化剂进行保护,缺乏可高效且同时减少这两类损伤的研究。本文利用绿色安全、可生物降解的氧化镁材料作为抑制细胞低温损伤和氧化损伤的保护材料,通过控制氧化镁在细胞内的传热传质,从生物和热物理两方面验证了氧化镁纳米颗粒具有强化传热和抗氧化的作用,有助于缓解细胞冻存过程中的氧化损伤和机械损伤,提高细胞无DMSO低温保存效率。本项工作有望为氧化镁材料在低温保存领域的研究提供新的思路。

关键词：氧化镁生物降解抗氧化冰晶生长低温保存

斯里兰卡沿海城市综合地质灾害监测平台建设与研究展望

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热带海洋学报 2025年

作者：赵明辉 Dasun Senanayaka 程锦辉周勇曹令敏赵磊罗耀张镇秋潘刚 S.Nilmini Thaldena 张佳政张亚运徐敏中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室中国科学院南海海洋研究所中国科学院大学岩石圈演化国家重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院中国-斯里兰卡联合科教中心中国科学院南海海洋研究所 Geological Survey & Mines Bureau

斯里兰卡是海岛型国家,是印度洋航线关键节点,具有重要战略地位。本文分析了斯里兰卡独特的地质构造背景,其地形起伏剧烈,地质灾害频发,且抵御能力脆弱,历史上发生的地质灾害造成了重大人员伤亡和经济损失。针对地质灾害频发的问题,本... 详细信息

斯里兰卡是海岛型国家,是印度洋航线关键节点,具有重要战略地位。本文分析了斯里兰卡独特的地质构造背景,其地形起伏剧烈,地质灾害频发,且抵御能力脆弱,历史上发生的地质灾害造成了重大人员伤亡和经济损失。针对地质灾害频发的问题,本文提出在沿海城市构建综合地质灾害监测平台的紧迫性。接着详细介绍了前期地质灾害监测平台三个阶段的布设情况,证明监测平台具有可行性。同时提出了(1)斯里兰卡地块的构造演化机制与(2)沿海城市浅层地质结构的稳定性是迫切需要解决的两个重要科学问题。随后指出,尽快利用采集的最新地震数据,聚焦斯里兰卡沿海地区地质构造与速度结构研究,结合地质灾害的时空变化特征,制定当地的地质结构稳定性评估标准,为区域地质灾害和风险防范提供直接科学证据;另一方面,利用岩石学、地球化学、地球物理、地质定年等多学科交叉手段,建立更为全面的地质构造演化模型。该地质灾害监测平台建设,将服务于“一带一路”倡议,提升地质结构基础研究地位,具有深远的科学意义与战略意义。

关键词：地质灾害地质灾害监测平台构造演化浅层结构稳定性斯里兰卡

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疫苗颗粒佐剂

科学通报 2025年

作者：刘翃亦张瑜岳华马光辉中国科学院过程工程研究所生物药制备与递送全国重点实验室中国科学院大学化学工程学院

疫苗对重大传染病的防控、重大慢性疾病和肿瘤疾病的防治均有重要意义.我国是一个疫苗大国,但是创新佐剂研发极度匮乏,百年来几乎只有铝佐剂获批使用,亟须创新佐剂以满足免疫增效新需求.颗粒佐剂因独特的颗粒属性,兼具增强免疫识别、免... 详细信息

疫苗对重大传染病的防控、重大慢性疾病和肿瘤疾病的防治均有重要意义.我国是一个疫苗大国,但是创新佐剂研发极度匮乏,百年来几乎只有铝佐剂获批使用,亟须创新佐剂以满足免疫增效新需求.颗粒佐剂因独特的颗粒属性,兼具增强免疫识别、免疫刺激和抗原递送的多重功能.从作者团队在2006年提出将纳微米颗粒用于疫苗佐剂以来,经过多年研究,颗粒已经成为先进佐剂技术的代表和未来趋势.基于均一颗粒制备技术,结合对病原体尺寸和特性的模拟,先后揭示了颗粒佐剂物化性质增强免疫识别与活化的作用,阐明了动态免疫识别、时空耦合递送、溶酶体逃逸促交叉提呈等免疫增效新机制,以此构建的颗粒佐剂大幅度提升了流感、乙肝、肿瘤疫苗的防治能力.本综述围绕疫苗佐剂的应用需求,梳理了颗粒佐剂免疫和递送机制的最新进展,及其在预防性疫苗、治疗性疫苗以及肿瘤疫苗中的新应用,同时为颗粒佐剂基础和转化研究提供了前瞻性预测.

关键词：颗粒佐剂交叉提呈预防性疫苗肿瘤疫苗递送系统