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非线性声场下包膜微泡动力学与频率响应分析

物理学报 2024年第7期73卷 224-231页

作者：索鼎杰纪镇祥黄晓雲靳杰闫天翼北京理工大学医学技术学院北京100081 北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081

包膜微泡在非线性声场下的响应对高强度聚焦超声治疗具有重要意义.本文通过耦合Gilmore-Akulichev-Zener模型与脂质包膜的非线性模型,采用KZK方程仿真非线性声场,分析在不同超声频率、不同声压以及不同包膜材料的黏弹性下的微泡动力学... 详细信息

包膜微泡在非线性声场下的响应对高强度聚焦超声治疗具有重要意义.本文通过耦合Gilmore-Akulichev-Zener模型与脂质包膜的非线性模型,采用KZK方程仿真非线性声场,分析在不同超声频率、不同声压以及不同包膜材料的黏弹性下的微泡动力学行为和微泡振荡频率,并进一步对比了实际测量声场与KZK方程仿真声场下的微泡动力学行为和频率响应.研究结果表明:非线性声场会导致微泡壁的瞬时运动速率减小,声压和频率的改变对微泡动力学的影响与在线性声场中类似;包膜材料的不同可以使振荡频率中的谐波分量发生改变,其中包膜材料的弹性对微泡的频率响应影响较小,包膜的初始黏性和初始表面张力对微泡的振荡频率分布影响较大,当初始黏性越小时,二次分谐波的峰值越高,当初始表面张力越大时,主频的峰值越高.本研究进一步阐明非线性超声激励包膜微泡的微泡动力学,为包膜微泡在非线性声场下的频率响应分析奠定理论基础.

关键词：微泡动力学非线性声场包膜微泡频率响应

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猴痘病毒mRNA疫苗的研发进展

科学通报 2024年第33期69卷 4789-4794页

作者：刘欣悦胡泊樊渝川翁郁华黄渊余杨明辉北京理工大学医学技术学院前沿交叉科学研究院生命学院北京100081

猴痘病毒(monkeypox virus, MPXV)属于正痘病毒科正痘病毒属,是一种双链DNA病毒. 2022年7月,猴痘病毒的全球流行使得世界卫生组织将其定义为国际关注的突发公共卫生事件(public health emergency of international concern, PHEIC).猴... 详细信息

猴痘病毒(monkeypox virus, MPXV)属于正痘病毒科正痘病毒属,是一种双链DNA病毒. 2022年7月,猴痘病毒的全球流行使得世界卫生组织将其定义为国际关注的突发公共卫生事件(public health emergency of international concern, PHEIC).猴痘病毒与天花病毒具有高度的同源性和较强的传染性,然而目前并没有针对猴痘病毒的疫苗被批准应用. mRNA疫苗技术是一种新型的疫苗形式,其相关修饰技术于2023年荣获诺贝尔生理学或医学奖,相较于传统疫苗其具有更好的免疫保护效果.本文概述了猴痘病毒mRNA疫苗的研发进展并讨论了猴痘mRNA疫苗的潜在挑战和未来发展方向,以期为进一步推动这一研究领域的发展提供参考.

关键词：猴痘病毒 mRNA疫苗 PHEICs 脂质纳米颗粒痘苗病毒

mRNA疫苗与脂质纳米颗粒递送载体的研究进展

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科学通报 2024年第33期69卷 4813-4823页

作者：樊渝川殷涵李钰余溪唐晓英翁郁华黄渊余北京理工大学生命学院医学技术学院前沿交叉科学研究院分子医学与生物诊疗重点实验室北京100081

信使RNA(messenger,mRNA)是一类新兴的核酸药物,用于预防和治疗多种疾病.2020年,新型冠状病毒感染(coronavirus disease 2019,COVID-19)的大流行促进了历史上最快速的mRNA疫苗开发.2023年,Katalin Karikó及Drew Weissman获得诺贝尔生理学或医学奖,以表彰其发现核苷修饰,从而开发出有效的抗COVID-19 mRNA疫苗.这些无不凸显了mRNA技术在生命科学和医学研究方面的巨大潜力.尽管现在已经清楚mRNA疫苗可以快速、安全地保护患者免受传染病的侵害,但还需要进行更多研究来优化mRNA设计以及胞内递送.除了预防严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)感染,多款mRNA疫苗也已经进入临床开发阶段,用于预防流感病毒、巨细胞病毒、寨卡病毒、呼吸道合胞病毒等病原体的感染.此外,多款针对肿瘤、罕见病的mRNA疫苗或药物也在加速研发.本文阐述了mRNA药物及疫苗的研发进展,并对部分代表性的mRNA药物或疫苗进行了总结;详细介绍了mRNA疫苗开发中的关键技术,包括mRNA的序列优化以及mRNA的工程化创新,总结了现如今最成熟的脂质纳米颗粒递送系统(lipid nanoparticle,LNP),并对mRNA-LNP疫苗的作用机制进行了详细的阐述.最后,对mRNA疫苗的前景和挑战提出了看法.

关键词： mRNA疫苗 mRNA修饰 mRNA递送 LNP递送系统

毛细管电泳法筛选脱铁转铁蛋白的核酸适配体及筛选影响因素分析

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分析化学 2020年第5期48卷 632-641页

作者：杨歌赵毅韩诗邈朱超黄渊余屈锋北京理工大学生命学院“分子医学与生物诊疗”工业和信息化部重点实验室北京理工大学前沿交叉科学研究院

核酸适配体是通过指数富集配体系统进化（SELEX）技术,在体外筛选获得的与目标分子有高亲和力与特异性的寡核苷酸序列。由于筛选过程周期长且影响因素复杂,使用常规筛选方法进行多因素影响的条件优化的工作量大,样品消耗多,目前还少有... 详细信息

核酸适配体是通过指数富集配体系统进化（SELEX）技术,在体外筛选获得的与目标分子有高亲和力与特异性的寡核苷酸序列。由于筛选过程周期长且影响因素复杂,使用常规筛选方法进行多因素影响的条件优化的工作量大,样品消耗多,目前还少有系统的研究报道。毛细管电泳（CE）具有高分辨率、快速分离、样品用量小、筛选成本低的优势,是核酸适配体筛选的有效方法。本研究以人血清中脱铁转铁蛋白（A-TF）为模式蛋白,利用CE方法研究核酸库长度、孵育温度、缓冲溶液的种类与pH值、金属离子等因素对靶蛋白与核酸库相互作用的影响。结果表明,较短序列的核酸库与靶蛋白的亲和力更高;孵育温度、缓冲液种类与pH值均影响靶蛋白与核酸复合物的形成;低浓度的K;、Ca;与Mg;可促进复合物形成。基于优化的筛选条件,经过3轮毛细管电泳法筛选,获得了A-TF的适配体Seq A3,采用CE-LIF测得复合物的亲和常数K;=0.476μmol/L。此适配体可用于人血清基质中A-TF的识别。

关键词：脱铁转铁蛋白核酸适配体筛选影响因素毛细管电泳指数富集配体系统进化

毛细管电泳法筛选人IgG的Fc片段核酸适配体

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分析化学 2020年第5期48卷 601-607页

作者：杨歌韩诗邈赵丽萍朱超黄渊余屈锋北京理工大学生命学院“分子医学与生物诊疗”工业和信息化部重点实验室北京理工大学前沿交叉科学研究院

基于毛细管电泳-指数富集配体系统进化技术（CE-SELEX）建立了免疫球蛋白G（IgG）的Fc片段的核酸适配体筛选方法。通过毛细管区带电泳方法分析IgG完整蛋白、Fc与Fab片段的样品的纯度、荷电性质及是否吸附的特征,并比较三者与核酸库的亲... 详细信息

基于毛细管电泳-指数富集配体系统进化技术（CE-SELEX）建立了免疫球蛋白G（IgG）的Fc片段的核酸适配体筛选方法。通过毛细管区带电泳方法分析IgG完整蛋白、Fc与Fab片段的样品的纯度、荷电性质及是否吸附的特征,并比较三者与核酸库的亲和力。结果表明, IgG与核酸库形成明显的复合物,而Fc和Fab片段与核酸库的亲和力很弱。在筛选Fc片段的适配体时,选择Fab片段作为反筛靶,对去除非特异性结合序列无显著作用。设计了针对Fc片段的适配体筛选方案,在优化的孵育条件(10 mmol/L Na;HPO;-KH;PO;（pH 7.17）, 0.05 mmol/L Mg;, 37℃孵育25 min)下,经3轮筛选获得Fc片段的核酸适配体Seq Fc1～3,K;值为0.071～0.321μmol/L,经胶体金比色分析方法验证了其亲和力与特异性。

关键词：免疫球蛋白免疫球蛋白G Fc片段核酸适配体筛选毛细管电泳毛细管电泳-指数富集配体系统进化

中国生物物理学会纳米生物学分会第八届(2022)学术年会圆满召开

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生物化学与生物物理进展 2022年第10期49卷 I0005-I0006页

作者：刘欣悦邵婉璇张萌洁陆梅翁郁华黄渊余北京理工大学前沿交叉科学研究院/医学技术学院/生命学院

2022年8月26~30日,中国生物物理学会纳米生物学分会第八届(2022)学术年会在云南省大理市成功召开。此次大会由中国生物物理学会纳米生物学分会主办,北京理工大学承办,北京工业大学、国家纳米科学中心、河北大学及Exploration期刊等协办。

关键词：北京理工大学北京工业大学纳米生物学云南省大理市学术年会河北大学第八届

空间辐射对肠道菌群及其代谢产物和多系统疾病的影响

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空间科学学报 2024年第5期44卷 873-883页

作者：吴竹君张昕庞玉笛邓玉林王志敏北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081 北京理工大学医学技术学院北京100081

维持肠道菌群的稳态对保障人体健康具有重要意义.肠道菌群在调节机体功能方面发挥着关键作用,例如消化、新陈代谢、免疫及认知等,这些生理功能通常依赖于肠道菌群的多样性、菌群结构的稳定性与微生态的平衡性.在空间环境中,航天员会受... 详细信息

维持肠道菌群的稳态对保障人体健康具有重要意义.肠道菌群在调节机体功能方面发挥着关键作用,例如消化、新陈代谢、免疫及认知等,这些生理功能通常依赖于肠道菌群的多样性、菌群结构的稳定性与微生态的平衡性.在空间环境中,航天员会受到包括空间辐射在内的诸多特殊环境因素的影响.空间辐射会造成肠道菌群失衡及其代谢产物变化,使肠道屏障功能受损,进一步引起肠道、心血管、脑及肺等多系统病理损伤.本文分析了空间飞行或模拟空间辐射下肠道菌群稳态及其代谢产物的特征性变化,以及辐射效应下肠道菌群与肠道损伤及其他多系统疾病之间的相互影响,为研究空间辐射病理机制及辐射防护措施提供参考.

关键词：空间辐射肠道菌群代谢产物辐射损伤多系统疾病

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锂电池用参比电极的设计与应用

储能科学与技术 2024年第1期13卷 82-91页

作者：肖也徐磊闫崇黄佳琦北京理工大学材料学院北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081

参比电极对于解析高安全、高性能锂电池内部物理化学过程具有重要意义。然而在科学研究及产品开发中,可靠参比电极的实际构建和集成仍具有挑战性。本文首先阐明锂电池用参比电极的原理和特性,进而梳理基本设计参数,包括活性材料选择、... 详细信息

参比电极对于解析高安全、高性能锂电池内部物理化学过程具有重要意义。然而在科学研究及产品开发中,可靠参比电极的实际构建和集成仍具有挑战性。本文首先阐明锂电池用参比电极的原理和特性,进而梳理基本设计参数,包括活性材料选择、几何尺寸、制备工艺和检测设置。然后介绍了引入参比电极的三电极体系在锂电池工作/失效机制分析方面的应用实例。最后展望了开发和部署锂电池用参比电极的挑战和发展方向。

关键词：参比电极锂离子电池锂金属电池电极电势电化学阻抗谱

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纳米技术在肿瘤CAR-T细胞疗法中的应用

生物化学与生物物理进展 2024年

作者：徐霖胡泊郑露露蒋邵平阮少波黄渊余北京理工大学生命学院北京理工大学前沿交叉科学研究院

嵌合抗原受体T（chimeric antigen receptor T，CAR-T）细胞疗法在血液系统肿瘤的治疗中取得了显著成就。然而，由于CAR-T细胞的体外制备过程复杂且成本高昂，加之在实体肿瘤治疗中面临靶向浸润困难、免疫抑制环境以及潜在的毒性副作用... 详细信息

嵌合抗原受体T（chimeric antigen receptor T，CAR-T）细胞疗法在血液系统肿瘤的治疗中取得了显著成就。然而，由于CAR-T细胞的体外制备过程复杂且成本高昂，加之在实体肿瘤治疗中面临靶向浸润困难、免疫抑制环境以及潜在的毒性副作用等科学问题，其治疗效果并不尽如人意。幸运的是，纳米技术的进步为这一领域带来了新的希望。特别是纳米药物递送系统，已成为抗肿瘤药物研发中一个极为活跃的研究方向。本文聚焦于CAR-T疗法与实体肿瘤治疗的相关背景，系统地综述了近年来纳米技术在体外与体内CAR-T细胞制备和实体瘤治疗中的应用，并对未来的发展方向进行了前瞻性的展望。

关键词： CAR-T疗法纳米技术肿瘤治疗纳米药物递送系统