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嗜热菌 Cas9 的 HNH 核酸酶中静电接触的破坏会重新连接变构运动并增强高温 DNA 裂解
多结构域蛋白内的变构信号传导是空间上相距较远的功能位点之间通信的驱动因素。了解大型多结构域蛋白中变构耦合的机制是实现系统空间和时间控制的最有希望的途径。最近，CRISPR-Cas9 在分子生物学和医学领域的应用激增，这促使人们需要了解 Cas9 的原子级蛋白质动力学（这是其变构串扰的驱动力）如何影响其生物物理特性。在本研究中，我们使用核磁共振 (NMR) 和计算的协同方法来精确定位热稳定性 Geo Cas9 的 HNH 结构域中的变构热点。我们表明，K597 突变为丙氨酸会破坏盐桥网络，进而改变 Geo HNH 结构域的结构、变构运动的时间尺度和热稳定性。在广泛研究的中温 S. pyogenes Cas9 中，这种同源赖氨酸到丙氨酸的突变同样改变了 Sp HNH 域的动力学。我们之前已经证明，通过突变改变变构是 Sp Cas9 (e Sp Cas9) 特异性增强的来源。因此，这在 Geo Cas9 中可能也是如此。由 AIP Publishing 独家授权发布。https://doi.org/10.1063/5.0128815
惯性型静电换能器的 UV-LIGA 微制造及其应用
表 3-3 镍蛇形弹簧的设计常数 ...................................................................................... 35 表 3-4 与设备相关的设计常数 ...................................................................................... 40 表 3-5 继电器建模中使用的参数 ...................................................................................... 45 表 3-6 继电器建模中使用的参数 ...................................................................................... 53 表 3-7 加速度计建模中使用的参数 ............................................................................. 63 表 3-8 系统响应摘要 ............................................................................................. 63 表 4-1 主触点材料的电导率和电子平均自由程 ............................................................. 70 表 5-1 在不同电流密度下电镀镍的时间 ............................................................................. 87 表 5-2 镍电镀溶液的典型成分和操作条件 ............................................................................. 90 表 6-1 制造工艺特性摘要 ............................................................................................. 104 表 7-1 制造的微型继电器的特性 ............................................................................................. 120 表 A-1 推荐的软烘烤工艺 [MicroChem Inc.]............................................................. 144 表 A-2 曝光剂量与厚度的关系 [CAMD].............................................................................. 145 表 A-3 推荐的 PEB 工艺 [McroChem Inc.].............................................................. 146 表 A-4 氨基磺酸镍溶液............................................................................................... 147 表 A-5 镍盐的镍含量.................................................................................................... 151 表 A-6 厚度与曝光剂量的关系.................................................................................... 154
使用可调静电螺旋相位板产生具有超过 1000 个轨道角动量量子的电子涡旋束
具有相对简单架构的 MEMS 设备可用于创建可调涡旋光束。一种这样的设备被称为“筷子”设备，采用两个平行电极的形式，它们之间由一个狭窄的间隙隔开，并施加有电偏置电压 [23,24]。由于电极上的电荷分布类似于一系列平行偶极子 [24] 上的电荷分布，因此可以将其与 Aharonov-Bohm 效应和轴向磁化针的使用进行类比 [25]。正如最近的一篇论文 [26] 所解释的那样，电子束上的每种磁效应都可以使用一组电极来再现。与磁性材料相比，使用静电元件的优势包括它们具有更大的灵活性和可调性，以及可以使用高度紧凑的静电 MEMS 相位板来引入相对较大的相位效应。
采用多目标遗传算法对静电电子透镜进行多标准优化
采用多目标遗传算法 (MOGA) 优化方法，对具有五个电极和两个目标函数的静电电子光学系统的设计进行了优化。考虑的两个目标函数是固定图像平面中一次电子束的最小探针尺寸和镜头内探测器平面上的最大二次电子检测效率。耗时的步骤是计算系统电位。有两种方法可以做到这一点。第一种是使用 COMSOL（有限元法），第二种是使用二阶电极法 (SOEM)。前者使优化过程非常缓慢但准确，而后者使其快速但准确性较低。提出了一种全自动优化策略，其中基于 SOEM 的 MOGA 为基于 COMSOL 的 MOGA 提供输入系统。这加速了优化过程并将优化时间缩短了至少约 10 倍，从几天缩短到几个小时。典型的优化系统的探针尺寸为 11.9 nm，二次电子检测效率为 80%。这种新方法可以在具有一个或多个目标函数和多个自由变量的静电透镜设计中实现，是一种非常高效、全自动的优化技术。
Src 激酶构象失活的全原子自适应偏置路径优化：αC 螺旋和活化环协同运动中的开关静电网络
我们采用一种通过精心选择的约化变量空间来优化构象途径的方法，以增进我们对蛋白质构象平衡的理解。自适应偏置路径优化策略利用约化变量空间中路径区域的无限制增强采样来确定两个稳定终态之间的宽路径。应用于 Src 酪氨酸激酶催化结构域的失活转变揭示了对这种研究透彻的构象平衡的新见解。通过识别沿路径的运动和结构特征获得的机制描述包括支持转变的切换静电网络的细节。沿路径的自由能垒来自螺旋 α C 的旋转，它与活化环 (A 环) 以及 C 叶远端区域的运动紧密相关。约化变量的路径轮廓清楚地显示了高度相关的运动。网络中残基之间的静电相互作用交换是这些相互依赖运动的关键。此外，全原子模型在定义路径时提高的分辨率显示出 A 环运动的多个组成部分，并且 A 环的不同部分在整个路径的长度上做出贡献。
基于摄像头的微重力静电悬浮样品位置检测与控制
本文介绍了一种静电悬浮器中高速样品检测和位置控制的方法。该算法使用从两个 CCD（电荷耦合器件）相机获取的图像，可以在各种工艺条件下对样品位置进行稳健可靠的检测。结果表明，与 PSD（位置敏感检测器）系统相比，尤其是在恶劣环境和微重力条件下的自主操作期间，该方法有改进。在 7 mm × 7 mm × 7 mm 的悬浮区域内，可以三维方式检测半径为 0.6 mm 至 1.1 mm 的样品的位置，精度为 ± 40µm。两个正交排列的相机以 260px × 260px 的分辨率记录图像，用于每 5 毫秒计算一次位置。还介绍了三个轴的控制模型和相应的位置控制器。该系统在实验室和微重力条件下的落塔、抛物线飞行和 MAPHEUS 探空火箭上成功进行了测试。
由静电掺杂驱动的单层MOTE2中的结构相变
过渡金属二盐元化（TMDS）的单层表现出许多具有不同结构，对称性和物理特性1-3的晶体相。在二维4中探索这些不同的结构阶段之间的过渡物理学可能会提供一种切换材料特性的方法，这对潜在的应用有影响。由热或化学方法5,6诱导；最近提出，通过静电掺杂对晶体相纯粹的静电控制是一种理论上的可能性，但尚未实现7,8。在这里，我们报告了单层钼二硫代硫醇的六边形和单斜阶段之间静电掺杂驱动的相变的实验证明（Mote 2）。我们发现相变显示了拉曼光谱中的滞后环，并且可以通过增加或降低栅极电压来逆转。我们还将第二谐波生成光谱与极化分辨的拉曼光谱结合在一起，以表明诱导的单斜相保持原始六边形相的晶体取向。此外，这种结构相变于整个样品同时发生。这种结构相变的静电掺杂控制为基于原子薄膜开发相变设备的新可能性开辟了新的可能性。分层TMD中通常研究的晶体形式是最稳定的六边形（2H）相。在这种情况下，如图有趣的是，实验研究报道了另一种分层晶体结构，即单斜（1T'）相。1a，每个单层由一层六角形的过渡金属原子组成，并将其夹在两个层的chalcogen原子1之间。与散装形式不同，单层2H TMD成为直接带隙半导体和断裂反转对称性，在布里远区域9,10的角落形成了不等的山谷。这种山谷的自由度，以及在低维度中的强烈激子效应，使该阶段成为二维谷LeTronics和Optoelectronics 11-13的独特平台。在这里，在每个层中，丘脑原子在过渡金属原子周围形成一个八面体配位，沿y轴14的晶格失真（图1b）。与半导体2H相不同，半金属或金属1T'单层TMDS保留反转对称性，预计将表现出非平凡的拓扑状态2,3。2H和1T'相之间过渡的动态控制可以揭示不同晶体结构的竞争，共存和合作，以及不同的物理特性之间的相互作用15。这种控制还导致广泛的设备应用，例如记忆设备，可重新配置的电路和拓扑晶体管在原子上较薄的限制为2,16,17。到目前为止，通过在500°C下的热合成进行了实验报告TMD中的2H到1T'相变（参考5），通过元素取代18和激光照射19。但是，这些相变仅在几层或