ESCRT-III家族蛋白形成复合聚合物,在整个生命之树的广泛细胞生物过程的背景下变形并切割膜管。在重建的系统中,AAA - 腺苷三磷酸酶VPS4诱导的ESCRT-III聚合物组成的顺序变化已被证明可以重塑膜。然而,尚不清楚如何在细胞环境中在空间和时间内组织和重塑复合材料ESCRT-III聚合物。Taking advantage of the relative simplicity of the ESCRT-III – dependent division system in Sulfolobus acidocaldarius , one of the closest experimentally tractable prokaryotic relatives of eukaryotes, we use super-resolution microscopy, electron microscopy, and computational modeling to show how CdvB/CdvB1/CdvB2 proteins form a precisely patterned composite ESCRT-III division环(RING)逐步进行VPS4依赖性拆卸,并收缩将细胞切成两部分。这些观察结果使我们提出了模式的复合聚合物中的顺序变化,作为ESCRT-III - 脱发膜重塑的一般机制。
摘要 — 电源模块中的直接键合铜 (DBC) 等基板需要承受足够高的绝缘电压,以提供半导体芯片和冷却系统之间的隔离。当电场超过绝缘材料的临界介电强度时,就会发生局部放电 (PD),并且它通常是电源模块中的关键退化指标。确保在中高压电源模块封装中没有基板 PD 更具挑战性。与简单地增加单个基板绝缘层的厚度相比,堆叠多个基板似乎是实现高绝缘电压的一种有前途的解决方案。本文研究了堆叠基板的 PD 性能,并提出了在堆叠基板中采用图案化中间层以进一步提高绝缘电压。优化了堆叠基板的金属化之间的偏移量,以实现电场和热阻之间的权衡。基于中间层图案化堆叠基板设计开发了10 kV SiC 功率模块,并通过高达 12.8 kVrms 的 PD 测试验证,与传统堆叠基板相比,最大电场降低了 33%。
摘要:无细胞基因表达是研究定义最小环境中生物系统的重要研究工具,并且在生物技术中具有有希望的应用。开发控制无细胞表达的DNA模板的方法对于精确调节复杂的生物学途径并与合成细胞一起使用至关重要,尤其是使用远程,非损害刺激(例如可见光)。在这里,我们已经合成了蓝色的光活化DNA部分,这些DNA部分严格调节无细胞的RNA和蛋白质合成。我们发现,这种蓝色光激活的DNA可以与我们先前产生的紫外线(UV)光激活的DNA正交表达,我们用来生成双波长的无光控制的无细胞和栅极。通过将这些正交的光激活DNA封装到合成细胞中,我们使用了两个重叠的蓝色和紫外线模式,以对逻辑门提供精确的时空控制。我们的蓝色和紫外线正交光激活的DNA将为精确控制生物学和医学中的无细胞系统打开大门。■简介基因表达的精确控制具有广泛的应用,包括生物学研究,生物技术和医学。1缺乏控制工具的基因表达的一个区域是无细胞表达(CFE),它从DNA模板中产生功能RNA/蛋白质。cfe被广泛用于生物学,生物技术和合成生物学2,3作为研究基本生物学过程的研究工具,以最小的细胞样环境。304,5使用CFE系统阐明了几种重要的生物学机制,例如DNA复制,6,7遗传密码,8和mRNA Poly-A Tails的作用,9已被阐明。已经开发了大量不同的CFE系统10-12,现代系统提供高表达产量,多功能性,可伸缩性和可访问性。基于CFE逻辑门的生物传感器已被用来生成病原体13-15和小摩尔菌的便携式检测系统。16-18 CFE还允许对SARS-COV-2进行大规模疫苗接种工作所需的快速和高产量产生mRNA疫苗。19,20在脂质双层中的CFE系统的封装也已用于形成合成细胞,21-24允许对研究生物学过程的自下而上方法,例如细胞通信25-27-27和细胞周期28,29 Interro,并在体外并通过与活细胞相互作用在药物中使用未来的应用。
由于其电导率的微调,这些聚合物已成为设计微电子局部电活性模式的一种替代方案。 [12,13] 在这种情况下,通常使用不同的制造技术,例如注射打印、光热图案化、3D 打印和压印,以及电子束或紫外光刻,[14–21] 例如,在聚吡咯和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐基底上产生明确的导电图案。 [16,20] 然而,人们非常需要用于导电基底局部图案化的低成本和直接的方法。 在这种情况下,双极电化学 (BE) 被认为是一种有趣的替代方法,用于局部改性导电物体。 [22–27] 该概念基于由于外部电场 (ε) 的存在而导致的导电基底的不对称极化。在这种条件下,在暴露于电解质溶液中的ε 的物体双极电极 (BPE) 的每个末端都会产生极化电位差 (ΔV)。在存在电活性物质的情况下,仅当ΔV 超过热力学阈值电位 (ΔVmin) 时,BPE 的两端才会发生氧化还原反应。这一概念已用于不对称生成图案化梯度,范围从材料的化学组成到润湿性。[28–33] 近年来,该方法还被用于通过双极电解胶束破坏或电接枝来产生有机薄膜梯度。[34–36] 一种有前途的替代方法是利用导电聚合物有效的绝缘体/导体转变来产生不对称的充电/放电梯度。[37] 例如,Inagi 等人。已经利用这一概念,使用 U 型双极电化学电池在不同的 π 共轭聚合物(如聚苯胺、聚-3,4-二氧噻吩、聚-3-甲基噻吩和共聚(9-芴醇)-(9,9-二辛基芴))中诱导导电模式。[38–41] 此外,已经证明,通过使用复杂的双极电化学装置,可以产生陡峭的局部掺杂梯度。[42] 在此,我们利用双极电化学方法,在掺杂有十二烷基苯磺酸根阴离子(DBS)的柔性独立聚吡咯条(Ppy)上产生局部电阻梯度。之前已有报道通过双极电化学对导电聚合物进行不对称改性,但主要集中在光学跃迁(颜色变化)上。由于对于导电聚合物,电导率
自 1993 年 Shuji Nakamura 制成第一只 GaN 基蓝光发光二极管 (LED) 以来 [1],基于 III 族氮化物材料的 LED 发展迅速并得到了广泛的应用。然而,导致绿光 LED 效率低下的“绿光隙”一直未能得到解决,而蓝光和红光 LED 却实现了较高的发光效率 [2,3]。造成上述问题的原因之一是 InxGa1-xN/GaN 多量子阱 (MQW) 中铟组分的增加,而这是为了使 InGaN 基 LED 能够发出更长的波长的光。由于 InGaN 与 GaN 之间的晶格常数和热膨胀系数不匹配 [4,5],以及 InN 在 GaN 中的低混溶性 [6],高铟组分 InGaN QW 的绿光 LED 会遭受晶体质量劣化。同时,还会产生大量的位错,它们充当非辐射复合中心[7],对发光是不利的。另一方面,有源区产生的光很难从高折射率半导体(n GaN = 2.5)逸出到空气中(n air = 1)。内部光的临界角(θ c )或逸出锥仅为~23.6°[θ c = sin −1(n air /n GaN )],超过此角度发射的光子会发生全内反射,因此只有一小部分光可以逸出到周围的空气中[8]。绿光是三原色之一,提高绿光LED的发光效率是实现高效率、高亮度RGB(红、绿、蓝)LED的关键。
近年来,能够引导细胞行为和形态的聚合物涂层引起了越来越多的关注。已知涂层特性(包括表面形态、表面结构和化学性质)会显著影响细胞粘附、定向、引导、分化、增殖和基因表达。[1–4] 此类涂层在生物传感器、生物芯片、药物输送装置、假体和植入物中也得到了有效应用。可以使用多种合成和天然来源的生物相容性聚合物。尽管合成聚合物在加工、稳定性和机械性能方面具有优势,但天然聚合物由于其生物活性、生物降解性和生物相容性而在许多应用中更受青睐。 [5– 6 ] 在天然聚合物中,壳聚糖是一种从几丁质中提取的线性多糖,由于其无毒、[7]可生物降解、[8]抗菌活性、[9]生物相容性[10]和免疫活性[11]等显著特性,已广泛应用于生物医学、环境和食品应用。此外,由于壳聚糖的可加工性,它可以设计成各种结构,包括薄膜、[12]膜、[13]微/纳米纤维、[14]绷带、[15]微/纳米颗粒[16]和水凝胶。[17]
图 3. 微生物全细胞生物电子装置的电化学分析。使用 (a) 裸 ITO 玻璃和 (b) PEDOT:PSS/PHEA 涂层工作电极对生物和非生物电化学反应器进行计时电流测量。插图显示非生物电流密度。反应器接种了 S. oneidensis 以进行生物测量,虚线标记。非生物测量包含培养基。电化学反应器的工作电极平衡在 +0.2 V vs Ag/AgCl,并使用 20 mM 乳酸作为 S. oneidensis 的碳源。在 43 小时的计时电流实验后,在 (c) 裸 ITO 玻璃和 (d) PEDOT:PSS/PHEA 涂层电极上对生物和非生物样品的循环伏安图(扫描速率:10 mV s -1)。
在当前基于光的图案化技术中,图像被投射到感光材料上以在光聚焦的区域中生成图案。因此,图案的大小、形状和周期性由光掩模或投影图像上的特征决定,材料本身通常不会在改变特征方面发挥积极作用。相比之下,偶氮苯聚合物提供了一种独特的光图案化平台,其中偶氮苯基团的光异构化可以在分子、微观和宏观尺度上引起大量的材料运动。通过暴露于干涉光束可以产生稳定的表面浮雕图案。因此,可以以非常简单的方式在大面积上制造具有二维和三维空间控制的周期性纳米和微观结构。偏振光可用于通过不寻常的固体到液体的转变引导固体偶氮苯聚合物沿光偏振方向流动,从而允许使用光制造复杂结构。本综述总结了使用偶氮苯聚合物进行先进制造的最新进展。包括简要介绍偶氮苯聚合物的有趣的光学行为,然后讨论偶氮苯聚合物的最新发展和成功应用,特别是在微纳米制造领域。
摘要:液晶 (LC) 微液滴阵列是一种精巧的系统,由于其对表面性质变化的敏感性和强光学活性,具有广泛的应用,例如化学和生物传感。在这项工作中,我们利用自组装单层 (SAM) 对表面进行化学微图案化,并优先选择液晶占据的区域。利用不连续脱湿,将一滴液体拖到图案化表面上,展示了一种新颖、高产的方法,可将液晶限制在化学定义的区域中。通过改变液滴的大小和液晶相,证明了该方法的广泛适用性。虽然液滴的光学纹理由拓扑约束决定,但额外的 SAM 界面显示出锁定非均匀排列。表面效应高度依赖于尺寸,其中较大的液滴在向列相液滴中表现出不对称的指向矢结构,而在胆甾相液滴中表现出高度打结的结构。
红外 (IR) 发射稀土掺杂材料已广泛用于制造光纤放大器、电信、光电子和波导等各个领域的集成光学设备的有源元件。在各种稀土元素中,三价铒离子 (Er 3+) 备受关注,因为它们的发射行为跨越了 1300–1650 nm 的低损耗电信窗口。在本文中,我们报告了两种类型的聚合物波导放大器。8 cm 长、光刻图案化的螺旋波导使用 95 mW 的 980 nm 泵浦功率提供 8 dB 的增益。增益在 1530 至 1590 nm 之间观察到。我们还报告了使用基于双光子光刻的 3D 打印方法制造的聚合物波导放大器的首次演示,为快速制作有源 3D 打印设备和可能超越平面限制的有源光子设备奠定了基础。