高熵材料 (HEM),包括合金、陶瓷、氧化物和半导体,吸引了大量研究者,以研究其诱人/优异的性能和潜在的关键应用( Zhang et al., 2014 ; Santodonato et al., 2015 ; Wang et al., 2017 ; Zhang et al., 2017 ; Ding et al., 2019 ; Qin et al., 2019 ; Shi et al., 2019 ; Li et al., 2020 ; Oses et al., 2020 ; Wright and Luo, 2020 )。由于多个溶质原子的贡献,预计构型熵会更高,从而倾向于形成简单的固溶体(非晶态或晶体),而不是具有许多化合物的复杂微结构。除了高通量实验外,由相图计算(CALPHAD)、从头算分子动力学、相场模拟、有限元计算和蒙特卡罗组成的集成计算材料工程(ICME)方法也得到了材料基因组计划/工程(MGI/MGE)的支持,并正在增强数据库(Liu et al.,2040;The Minerals Metals Materials Society,2015;Wang et al.,2019;Wang et al.,2020)。面向可继承的集成智能制造时代,数据驱动的 ICME 对于加速新型先进 HEM 的发现和应用至关重要。本文回顾并强调了 HEM 领域的前沿研究,介绍了最近对 HEM 的成分 - 加工 - 微观结构 - 性能 - 性能关系的基本理解和理论建模的研究,HEM 具有远超传统合金的可定制性能,例如高强度、延展性、超高熔点、电导率和热导率、耐腐蚀、抗氧化、疲劳和耐磨性。这些特性无疑将使 HEM 在生物医学、结构、机械和能源应用方面引起人们的兴趣。HEM 具有新颖和令人兴奋的性质,有望实现显着增长,并为新的研讨会和研究领域提供了绝佳机会。在本期特刊中,我们汇总了五篇手稿,讨论了与新型 HEM 相关的几个关键方面。在题为“高熵合金的高通量计算:简要回顾”的评论文章中,Li 等人。重点介绍了HEM合成物开发中常用的四种计算方法,包括经验模型、第一性原理计算、CALPHAD和机器学习。经验模型和机器学习都是基于总结和分析,后者由于使用了多种算法而更可信。第一性原理计算基于量子力学和多个开源数据库,也为CALPHAD和机器学习的热力学分析提供了更精细的原子信息。
eappendix 1。与先前发表的文章相关的本研究与先前发表的五篇论文有关:Støen等。1:这项研究(Støen等人1)未评估基于机器学习的CP预测,而是对GMA的研究及其对CP的预测准确性。本研究利用了来自挪威和美国的婴儿样本的视频记录,GMA分类和CP结果,由Støen等人收集。1 Adde等。2:这项研究(Adde等人2)评估了一种基于常规机器学习的CP预测的简单统计方法,而无需评估外部有效性。所使用的机器学习方法与本研究中介绍的方法完全不同。本研究利用了Adde等人收集的挪威样本的视频录制,GMA分类和CP结果。2 Pascal等。 3:这项研究(Pascal等人 3)未评估基于机器学习的CP预测,而是使用GMA评估了CP的预测。 本研究利用了帕斯卡(Pascal)等人收集的比利时婴儿样本的视频录制,GMA分类和CP结果。 3 Aker等。 4:这项研究(Aker等人 4)未评估基于机器学习的CP预测,而是使用GMA评估了CP预测。 本研究利用了Aker等人收集的印度婴儿样本的视频录制,GMA分类和CP结果。 4 Ihlen等。 5:Ihlen等人的本研究和研究。 1,但先前对Ihlen等人的研究。2 Pascal等。3:这项研究(Pascal等人3)未评估基于机器学习的CP预测,而是使用GMA评估了CP的预测。本研究利用了帕斯卡(Pascal)等人收集的比利时婴儿样本的视频录制,GMA分类和CP结果。3 Aker等。4:这项研究(Aker等人4)未评估基于机器学习的CP预测,而是使用GMA评估了CP预测。本研究利用了Aker等人收集的印度婴儿样本的视频录制,GMA分类和CP结果。4 Ihlen等。 5:Ihlen等人的本研究和研究。 1,但先前对Ihlen等人的研究。4 Ihlen等。5:Ihlen等人的本研究和研究。 1,但先前对Ihlen等人的研究。5:Ihlen等人的本研究和研究。1,但先前对Ihlen等人的研究。5两者都利用了来自挪威和美国的婴儿样本的视频录制,GMA分类和CP结果,由Støen等人收集。5与本研究的完全自动化的深度学习方法相比,评估了一种半小节的常规机器学习方法,用于CP预测。Ihlen等人的研究。5均未评估常规机器学习方法的外部有效性。
多药耐药细菌是一个新兴的问题,不仅限于诊所和医疗保健部门,而是越来越多地影响环境。多药耐药细菌通过废水释放到环境中,不当灭活或处置废物,并通过将有机肥料施加到农业领域等。释放的细菌能够在环境中生存甚至繁殖,并将其抗生素耐药性基因(ARG)转移到水生环境,土壤甚至人类消耗的植物/农作物中的自动微生物组中。在某些情况下,它们死亡,释放其DNA,然后由环境中的其他细菌吸收。后一种机制是指定性的转换。可以从环境中占据外国“裸” DNA的细菌自然胜任。在第一种情况下,释放细菌可以在环境中生存的第一种情况,推动ARGS传播的主要机制是共轭转移。这种机制的主要参与者是共轭质粒,可动动的质粒,并且很可能也很可能是综合共轭元素(ICE)和基因组或致病岛[1-3]。一方面,通过细菌的多样性促进了电阻因子的传播,这是土壤和水生环境的一般特征,另一方面,通过可通过细菌易于殖民的固体表面的可用性[4,5]。细菌形成了表面附着的微生物群落,所谓的生物膜,其中不同的细菌彼此紧密接触。van wonterghem等。生物膜促进了各种细菌之间的基因交换。它们被认为是水平基因转移的热点[1-3,6]。在本期特刊中,八篇文章,五篇研究文章,一份研究沟通和两篇评论文章涉及与特刊主题有关的主要问题。Korotetskiy及其同事的论文分析了从相同的医院环境中的致病革兰氏阳性和革兰氏阴性分离株的全基因组序列,以阐明与水平基因转移,突变和DNA甲基甲基甲基甲基化模式相关的进化趋势。他们得出的结论是,通过第三代测序和测定基因组甲基化模式的基因分型对于监测由于与特定病原体相关的甲基化模式而导致病原体的克隆线的分布有助于[7]。研究了大肠杆菌宿主因子对宽宿主质粒PKJK10的转移频率的影响。,他们通过验证相应大肠杆菌菌株单基因缺失突变体的偶联性缺陷,确定了基因的作用,if ik,ik ik,kefb和ucpa在结合元件的供体能力中的作用。基于这些基因的细胞功能,作者建议运动和能量供应以及供体菌株的细胞内pH或盐度强烈影响质粒转移的效率。因此,范·温特格姆(Van Wonterghem)和同事的工作可以促进寻找共轭抑制剂的靶标,这些抑制剂可以与抗生素一起施用,以更有效地治疗细菌感染[8]。hernándezgómez等。研究了商业墨西哥辣椒粉及其抵抗体的微生物群落。芽孢杆菌是商业辣椒粉中最丰富的家族。检测到的医院病原体的抗生素耐药性
放射治疗和化疗药物在癌症治疗中的应用已显示出明显的抗肿瘤作用,但也有局限性(由于对肿瘤细胞缺乏选择性而产生显著的副作用、产生耐药性以及发生继发性恶性肿瘤)。因此,人们大力推动替代疗法(如免疫疗法)的研究和开发,以寻找对转化细胞具有更高特异性且非特异性毒性更低的疗法。免疫疗法的优势在于其特性(识别细胞膜上的特定靶标),这些特性完全独立于化疗和放疗所基于的参数。这导致副作用的叠加和对化疗和放疗有抗性的细胞克隆的细胞毒性不受影响。今天,受埃尔利希“魔法子弹”概念的启发,最有前途的研究方法之一是将药理活性分子与载体(主要是抗体)连接起来,以便选择性地递送到靶细胞。这些杂合物主要应用于癌症治疗领域的研究 [ 1 ]。因此,大多数免疫治疗方法都集中于针对癌细胞表面的特定抗原。这种方法的一个基本要求是靶分子局限于要破坏的细胞群,或者至少靶分子不存在于干细胞或其他对生物体生存至关重要的细胞类型中。抗体是最常用的载体,因为它们在血液中稳定,并且对靶抗原具有亲和力和亲和力。许多不同的分子已被用作毒性部分;研究最多的是毒素(细菌或植物)、药物、放射性核素和人类酶。最常用的细菌毒素是假单胞菌外毒素 A (PE) [ 2 ] 和白喉毒素 (DT) [ 3 ],它们通过 NAD 依赖的延长因子 2 的 ADP 核糖基化抑制翻译,导致细胞死亡。最常用于治疗目的的植物毒素是核糖体失活蛋白 (RIP) [ 4 , 5 ],主要是蓖麻毒素 [ 6 ] 和皂草毒素 [ 7 ]。RIP 也称为多核苷酸:腺苷糖基化酶 [ 8 ],因为它们能够从许多不同的多核苷酸底物中去除腺嘌呤,通过多种机制导致细胞死亡 [ 9 – 11 ]。本期特刊汇集了五篇科学文章,重点介绍了基于抗体的毒素和其他活性分子对抗恶性细胞的知识进展,从而揭示了它们在抗癌治疗中的潜力。如上所述,识别/选择有效靶标是针对特定癌症进行免疫治疗的战略重要行动。连接蛋白细胞粘附分子 4 (NECTIN4) 是皮肤鳞状细胞癌的潜在治疗靶标,第二种最常见的皮肤癌。在大多数皮肤鳞状细胞癌研究组织和 A431 细胞系的质膜上均发现了 NECTIN4 的表达。NECTIN4 被证实在调节细胞间相互作用、皮肤鳞状细胞癌细胞的迁移和增殖中发挥作用 [12]。前列腺特异性膜抗原 (PSMA) 是一种可靠的标记物,非常适合前列腺癌 (PCa) 的成像和治疗。抗 PSMA 抗体的有效性
癌症仍然是全球死亡的主要原因之一,预计约40%的人口将在其一生中接受癌症诊断1。常规治疗,例如手术,化学疗法和放疗对于改善患者预后至关重要。但是,这些方法通常缺乏特异性,部分原因是患者之间和内部肿瘤的固有异质性。精确药物已经通过开发针对肿瘤的特定分子和遗传特征量身定制的疗法来应对这些挑战。有针对性的疗法,尤其是单克隆抗体,在该领域表现出了很大的希望,但是这些疗法面临诸如毒性,组织渗透不良和高生产成本等局限性。本论文的重点是创新前药策略的发展,包括基于Affibody的前药和具有affibody掩盖域的抗体前药,旨在增强组织选择性并降低癌症治疗中的全身毒性。此外,还探索了用于肿瘤相关蛋白酶的底物工程以优化前药激活。通过五篇研究论文,研究了这些策略,以提高下一代癌症治疗剂的潜力。在论文I中,使用肉桂葡萄球菌显示出了表皮生长因子受体(EGFR) - 靶向抗体的掩模域。这项研究筛选了一个Affibody库,以隔离能够有效掩盖EGFR结合活动的域。在论文II中,最初的基于Affibodo的前药进一步优化以改善其体内生物分布。概念验证前药证明,掩盖域可以抑制EGFR结合,并在蛋白水解裂解时恢复活性。关键修改包括引入合适的肿瘤蛋白酶底物和高亲和力的白蛋白结合结构域以延长血液循环时间。优化的前药在肿瘤异种移植小鼠中表现出良好的生物分布,在健康组织中的摄取幅度大大降低,显示体内肿瘤选择性的显着提高。在论文III中,探索了抗eGFR单克隆抗体西妥昔单抗的掩蔽域。使用大肠杆菌显示,选择了affibodies以特异性结合和掩盖cetuximab的寄生虫。西妥昔单抗前药是用affibody掩盖结构域设计的,体外研究表明,西替昔昔单抗的生长抑制作用降低了400倍,直到蛋白水解活化为止。这项研究验证了基于抗体的前药中阿喂掩模域的使用。纸IV旨在通过隔离能够掩盖Nivolumab(一种抗PD-1单克隆抗体)来证明大肠杆菌显示平台的多功能性。筛选鉴定出似乎模仿PD-1并阻止Nivolumab的结合能力的非惯性抗辩分子。结构建模和生物层干涉法证实了裂解时PD-1结合的有效掩盖和恢复,这表明可能会改善免疫检查点抑制,并减少全身性副作用。
胰腺β细胞通过作为胰岛素的主要来源来维持葡萄糖稳态方面起着关键作用。这些细胞负责胰岛素的合成,储存和释放,该胰岛素的合成,储存和释放是由于身体代谢状态的变化而受到严格调节。由于β细胞在糖尿病病理生理学中的核心作用,其生物学引起了科学界的显着兴趣。更好地了解β细胞生物学的多个方面可能会导致制定新的预防策略和治疗,从而延迟或停止疾病进展。这个特刊“胰腺β细胞”介绍了14篇文章的集合,其中包括五篇原始论文和9篇评论,突出了Beta细胞研究的各个方面。此问题的重点是控制β细胞质量膨胀和存活的分子机制,尤其强调了成熟β细胞功能的显着途径。贡献涵盖了广泛的主题,包括氧化应激对β细胞的影响[1-3],组织间通信[4-7],以及β细胞质量和功能的主调节剂[8-10]等。Mukai及其同事[1]回顾了氧化应激和β细胞抗氧化剂机制的作用,总结了β细胞中抗氧化酶的低表达和氧化应激如何损害胰岛素的分泌。作者建议核因子2与2相关因子2(NRF2)是β细胞抗氧化剂反应的主要调节剂。作者建议TMAO可能在糖尿病生成条件下介导一种补偿性的蛋白质作用。Wu及其同事[3]探索了在氧化应激条件下4-辛基伊替酸(4-OI)对胰腺β细胞的影响。研究人员发现,4-OI治疗减少了活性氧的产生,抑制细胞死亡途径激活和炎性细胞因子分泌,并逆转了缺氧诱导的细胞死亡,这表明4-OI可能在氧化应激条件下增强β细胞存活。此外,此问题还包括有关分子和其他组织中产生因素对β细胞功能的影响的文章。Krueger及其同事[4]研究了肠道微生物代谢产物三甲胺N-氧化物(TMAO)对功能性β细胞质量的影响。研究人员发现,尽管据报道患者的2型糖尿病(T2D)水平升高,但TMAO保护了β细胞功能并改善氧化和内质网应激。Fernandez-Millan及其同事[5]讨论了诸如T2D等代谢疾病病理学中的组织间交流的重要性,强调了如何理解Beta细胞与代谢和非代谢组织进行通信的方式提供了新的研究领域。他们强调了来自各种器官和组织对β细胞生物学的分泌因素的影响,这表明血时间交流可以为糖尿病研究提供新的机会。内分泌胰岛与胰腺中外分泌细胞的物理接近允许这些相邻细胞类型之间的旁分泌相互作用。作者强调了在这些情况下对糖尿病进行早期诊断的重要性。外分泌疾病对β细胞的影响是Ciochina and Floeagues的评论[6],它描述了慢性胰腺炎,急性胰腺炎,囊肿性肿瘤,胰腺癌,胰腺癌,胰腺癌,胰腺切除术以及Autoimmmune Pancreatiation and Autoimmune Pancreatiation如何影响Beta Celle和Diabect。Kryvalap及其同事[7]回顾了在外分泌胰腺中表达的蛋白酶和Serpin蛋白酶抑制剂对胰岛病理生理学的影响。作者探讨了对抑制或增强蛋白酶的反对意见
近十年来,卤化物钙钛矿得到了广泛的研究,部分原因是钙钛矿基太阳能电池的能量转换效率得到了前所未有的快速提高。除了太阳能电池之外,基于钙钛矿的光电器件如光电探测器和发光器件也已展示出令人印象深刻的性能,这得益于大的吸收系数、可调的带隙、缺陷容忍度和长的载流子扩散长度。尽管这些领域已经取得了重大进展,但是包括长期稳定性和铅的毒性在内的一些挑战极大地限制了它们的商业化。人们已经付出了巨大的努力,从光物理的基本理解、材料工程和性能优化等方面来解决这些长期存在的问题。本期特刊以“卤化物钙钛矿:从材料到光电器件”为主题,包括一条评论、四篇综述和五篇原创研究文章,涵盖了所有提到的主题。在本期特刊中,熊等人。来自新加坡南洋理工大学的李建军等 [1] 深入评述了基于钙钛矿的激子极化玻色-爱因斯坦凝聚态的研究现状和未来的研究方向。Koleilat 等 [2] 详细总结了维度工程包括形态工程和分子工程如何影响它们的带隙、结合能和载流子迁移率,从而影响光电探测器和太阳能电池的性能。李等 [3] 综述了二维钙钛矿中自陷激子的研究进程,包括自陷激子的起源,如何检测和控制自陷激子以及自陷激子的存在如何影响钙钛矿基光电器件的性能。唐等 [4] 详细评述了自陷激子在钙钛矿中的研究进展,包括自陷激子的起源,如何检测和控制自陷激子以及自陷激子的存在如何影响钙钛矿基光电器件的性能。 [4] 收集了钙钛矿基发光二极管的外量子效率、亮度和稳定性状态等性能矩阵,向读者简要而全面地介绍了该领域。陈等 [5] 总结了下一代硅基串联太阳能电池的可能顶部电池,并进一步提出了有希望的候选顶部电池。梅等 [6] 通过一种简单的一步滴涂法探索了前体浓度如何影响可印刷无空穴导体介观钙钛矿太阳能电池的性能;游等 [7] 通过使用无掺杂聚合物聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)作为空穴传输层,研究了无机钙钛矿太阳能电池的性能和热稳定性。钟等[8] 采用刮刀涂布法制备宽带隙甲脒溴化铅薄膜,并研究表面活性剂种类对基于所制备薄膜的太阳能电池性能的影响。魏等。[9] 展示了如何通过复合工程制造高效的钙钛矿基发光二极管。Mu 等人 [10] 提出了一种电晕调制装置结构,以在电子束激发下实现钙钛矿量子点中的随机激光发射。本期特刊中出现的十篇文章仅涵盖了这个快速发展的钙钛矿社区最新进展的一小部分。我们希望本期特刊能为卤化物钙钛矿社区提供有用的参考,并激发这些研究领域的更多研究。
分离是分析化学或化学测量科学的关键步骤,使复杂样品分解为单个成分。通过在空间或时间上分离这些组件,分离通过消除样品基质物种的干扰来提高分析精度。此功率也使净化成为可能进行进一步研究。此外,分离可以通过集中目标成分来扩大后续的分析方法。已建立和成熟的分离技术被广泛用于科学研究中,但是分析任务的复杂性日益复杂,需要先进的技术。这个主题藏品展示了这个不断发展的领域的趋势和特征。高级分离科学对于应对我们今天面临的挑战至关重要。为了反映这一点,我们策划了一个主题收藏,其中包含来自三个主要国家的五篇评论论文和八个研究论文:中国(10篇论文),日本(2篇论文)和美国(1篇论文)。主题分为三类:分离的高级材料,高级方法和潜在应用。讨论的晚期材料包括分子印刷聚合物,金属有机框架,多孔有机框架,纳米颗粒和纳米线。先进的方法涵盖了连字符技术,例如液相色谱串联质谱法,以及纳米颗粒辅助的超滤,阳离子表面活性剂辅助样品制备,磁性固相提取等。前瞻性应用从手性分离到选择性标记,重点是生物学和生物医学研究。这包括对除草剂残基,肽,蛋白质,代谢产物,对映异构体,单链DNA,信使RNA,细胞外囊泡,表观遗传修饰的组蛋白和质量限制样品的分析。两部值得注意的作品强调了分离科学的最新进展。用于捕获富含CPG的SSDNA的基于ZnO/Sio2 Core/shell纳米纤维设备的第一个报告。这在CPG部位的DNA甲基化分析中具有潜在的应用,这是早期癌症检测的有希望的诊断标记。第二次工作提出了一种蛋白质组学方法,用于定量分析雌二醇刺激下MCF-7细胞中表观遗传组蛋白的修饰。这项研究证明了了解雌激素暴露对肿瘤发生和乳腺癌进展的重要性。开发了一种基于氨基酸在细胞培养(SILAC)中稳定的同位素标记的新型定量蛋白质组学方法,用于分析雌激素暴露下MCF-7细胞中的组蛋白的翻译后修饰和蛋白质表达变化。该研究确定了49个组蛋白变异,有42个量化,揭示了两种与乳腺癌相关的差异表达蛋白。对470个组蛋白肽的分析,具有各种修饰,例如甲基化,乙酰化和磷酸化,表明150个差异表达。值得注意的是,组蛋白H10和H2AV影响了核小体结构和基因激活。在雌激素受体(ER)激活后,Kat7的募集可能会影响特定部位的H4乙酰化。此外,HDAC2的表达和核总质转运对于调节组蛋白乙酰化至关重要。这项工作强调了基于LC-MS/MS的定量蛋白质组学在理解组蛋白修饰的生理作用方面的力量。