量子自旋霍尔绝缘体的特征在于二维 (2D) 内部的带隙和螺旋状一维边缘态 1 – 3。在螺旋边缘态中诱导超导可产生一维拓扑超导体,拓扑超导体是许多拓扑量子计算提案的核心,是一种备受追捧的物质状态 4。在本研究中,我们通过将单层 1T ′ -WTe 2(量子自旋霍尔绝缘体 1 – 3)放置在范德华超导体 NbSe 2 上,报告了范德华异质结构中超导性和量子自旋霍尔边缘态的共存。使用扫描隧道显微镜和光谱 (STM/STS),我们证明 WTe 2 单层由于底层超导体而表现出邻近诱导的超导间隙,并且量子自旋霍尔边缘态的光谱特征保持不变。综上所述,这些观察为 WTe 2 中量子自旋霍尔边缘态的邻近诱导超导提供了确凿证据,这是在这种范德华材料平台上实现一维拓扑超导和马约拉纳束缚态的关键一步。当代人们对拓扑超导体的兴趣是由其无间隙边界激发的潜在应用驱动的,这些激发被认为是具有非阿贝尔统计特性的突发马约拉纳准粒子 5 – 8 。实现拓扑超导的一条途径是实现本征无自旋 p 波超导体 9 。一个强有力的替代方法是使用传统的 s 波超导体通过超导邻近效应在拓扑非平凡状态下诱导库珀配对,从而产生有效的 p 波配对 10 。这种方法最近已被用于在超导衬底上生长的外延三维拓扑绝缘体膜中设计二维(2D)拓扑超导11,12,和通过在埋置外延半导体量子阱中接近二维量子自旋霍尔系统设计一维拓扑超导13,14。虽然这些演示标志着重要的里程碑,但在范德华材料平台上探索拓扑超导具有明显的优势。使用分层二维材料可以使二维量子自旋霍尔边缘在垂直异质结构中接近,从而绕过横向接近效应几何的长度限制。此外,表面和边缘易于进行表面探针探测,从而可以检测和基础研究一维拓扑超导态的特征。本征量子自旋霍尔态已在 1T ′ -WTe 2 单层中得到实验证明(参考文献 1 - 3、15 - 17),这与早期的理论预测 18 一致。
特别适用于为模仿生物微型游泳者的微电机提供拍打和/或旋转驱动。开创性的例子是 Dreyfus 等人建造的游泳者,它由一串拴在红细胞上的磁珠组成。[25] 在这里,游泳以衍生方式诱导精子,即通过拍打一个支持弯曲波传播的柔性附属物。自这一突破以来,已经制造出几种其他受生物启发的磁性微型游泳者,包括由定制微磁体、软磁复合材料和众多结构制成的微型游泳者,其中磁性区域驱动非磁性鞭毛/附属物。[13,15,16,20,26–29] 人们越来越多地研究附属物结构对游泳表现的影响,表明无论是生物系统还是合成系统,游泳速度都会随其长度、弹性和划水频率而变化。 [15,26,28,30] 此外,已确定生物微游泳者的集体相互作用微妙地依赖于鞭毛 (附属物) 耦合动力学和鞭毛下长度尺度上产生的流动。 [30] 这些相互作用在自然界中被用来提高性能:例如,老鼠精子形成长序列以提高其速度。 [7,10,30–33] 尽管如此,对合成系统的附属物设计进行严格控制仍然很困难,当需要纳米级特征时更是如此。 在纳米尺度上实现这种控制的一种特别有前途的方法是 DNA 自组装,正如 Maier 等人所采用的,用于生成基于 DNA 瓦管束的合成鞭毛。 [26] 当连接到旋转的磁珠上时,这些束通过水动力学组装成几微米的螺旋状结构,以类似于细菌的方式驱动平移运动。尽管组装技术可以精确控制合成鞭毛的扭曲和硬度,但它们的长度容易发生寡聚化并且不受控制。在本文中,我们基于 Maier 等人的工作,使用另一种 DNA 自组装策略,即 DNA 折纸。在这里,一个由 8634 个核苷酸组成的单链 DNA 环通过单链 DNA 寡聚体的特定结合以预定方式折叠,以构建定制的、尺寸可控的纳米级附加物。[34–37] 我们提出了一种调节附加物在磁珠上的覆盖率的方法,使其均匀或对称性破缺。通过时间相关磁场摇动这些结构时,我们发现,虽然完全被 DNA 折纸覆盖的结构主要表现出布朗动力学,
微生物学基础:临床方法 - 第三版 由 Johana Meléndez 教授等编写 医学微生物学简介,作者:Andrew Dodgson 博士 本书是了解医学微生物学的综合资源,涵盖了基本概念和临床方法。 关键概念包括: - 研究导致人类疾病的微生物(病毒、细菌、真菌和寄生虫) - 正常菌群:人体皮肤和粘膜上有益微生物的存在 - 污染:培养物中存在在采集样本时不存在的生物 - 定植:生物在某个部位存在但没有引起疾病或症状 - 感染:生物侵入身体部位、繁殖并引起组织反应、症状或疾病 将生物分类为界、门、属、种对于理解医学微生物学也至关重要。其中包括: - 病毒:体型小,无法独立复制,难以治疗(例如流感、艾滋病毒/艾滋病) - 细菌:能够独立复制,导致医院中见到的大多数感染,并用抗生素治疗 - 真菌:复杂、大型生物,也会导致疾病(例如肺炎、尿路感染) 了解这些概念对于医疗保健专业人员有效地诊断、预防和治疗感染至关重要。 细菌可分为真菌和霉菌,导致一系列疾病,例如鹅口疮、足癣、侵袭性和过敏性曲霉病。许多疾病都是机会性的。 对细菌进行分类至关重要,因为不同类型的细菌会导致不同的疾病,并且对抗生素有不同的反应。为了对细菌进行分类,我们根据它们的微观外观对它们进行分组,然后根据生化反应等特性进一步将它们分为不同种类。 革兰氏染色法通过使用结晶紫和其他化学物质对载玻片进行染色来帮助区分细菌。这种方法可以确定细菌是革兰氏阳性还是革兰氏阴性,这会影响其抗生素耐药性。革兰氏染色还提供有关细菌细胞壁形状的信息,将它们分为四个主要类别:G+ 杆菌、G+ 球菌、G- 杆菌和 G- 球菌。这种初步鉴定对于诊断疾病和选择适当的抗生素很有用。 微生物学是研究微生物(包括细菌、病毒、真菌和其他微观生命形式)的科学分支。医学微生物学领域专门研究人类传染病的原因和影响。 微生物分类 ----------------------------- 微生物分为几类: * **原生生物**:包括原生动物等单细胞生物的群体。 * **病毒**:此类包括病毒,它们是可导致人类传染病的非细胞生命系统。 * **DNA 病毒和 RNA 病毒**:病毒类别的子类别,以其遗传物质(DNA 或 RNA)区分。 * **真核生物**:包括单细胞真核生物(如藻类和原生动物)的群体。 * **原核生物**:此类别包括细菌,即没有细胞核的原核细胞。 * **真菌**:一类微生物,包括对人类有致病性的真菌。 * **蓝藻**:蓝藻的一个子类别。 * **藻类**:一组光合真核生物。 * **细菌**:此类包括革兰氏阴性细菌,其具有特征性的细胞壁结构,由外膜和含有胞壁酸的薄内肽聚糖层组成。 * **原生动物**:原生生物的一个子类别,包括对人类有致病性的单细胞动物生物。细菌类内的分类 --------------------------- -- 细菌类进一步分为三个亚类: 1. **暗细菌**:此类细菌的细胞壁为革兰氏阴性,由外膜和含有胞壁酸的薄内肽聚糖层组成。 2. **无氧光合细菌和有氧光合细菌**:暗细菌亚类的子类别。 微生物命名法 ------------------------------ 在微生物学中,使用二名法来识别物种。该系统为每种物种分配一个通用名称和一个特定名称。例如,*炭疽芽孢杆菌* 和 *破伤风梭菌* 分别是炭疽杆菌和破伤风杆菌的科学名称。 细菌的大小 ------------------ 细菌的大小通常以微米 (μm) 或毫米 (mm) 为单位。大多数致病菌的尺寸在 0.1 到 10 μm 之间。用于测量微生物的其他单位包括纳米和埃。 细菌的形态 ------------------------- 细菌是通过二分裂繁殖的原核细胞,二分裂是一种无性繁殖,细胞分成两个相同的子细胞。它们同时具有 DNA 和 RNA,可根据形状进行分类: 1. **球形(球菌)**:此类细菌呈球形。 2. **杆状(细菌、杆菌和梭菌)**:细菌类的子类别,包括长度不一的杆状体。 3. **螺旋形(弧菌、螺旋体、螺旋体)**:杆状细菌的一个子类别。 淋病奈瑟菌的电子显微照片 ---------------------------------------------- 电子显微照片是使用电子显微镜拍摄的高分辨率图像。这张显微照片显示的是*淋病奈瑟菌*的形态,它是一种导致淋病的致病菌。杆状细菌的排列 -------------------------------------- 杆状细菌可以排列成不同的形状,包括: 1. **单杆**:单个杆状细菌。 2. **链杆菌**:一种具有特征形状的杆状细菌。螺旋形式 ---------- ---- 弧菌是一种螺旋状的细菌,外观类似逗号。细菌有各种形式,包括霍乱弧菌和螺旋体,它们都是盘绕的形状。致病菌种如小螺旋体会导致鼠咬热,而幽门螺杆菌会导致胃溃疡。螺旋体是一类细菌,包括密螺旋体、钩端螺旋体和伯氏疏螺旋体,其特征是细胞薄而柔韧,有规则的扭曲。细胞壁对于细菌的刚性和渗透保护至关重要,由革兰氏阳性菌中的肽聚糖组成。所讨论的细菌不能运动,也没有荚膜,属于革兰氏阴性。它们对各种抗生素高度敏感,需要活细胞才能在其中繁殖。从形态上看,这些立克次体与某些细菌有相似之处,具有包围原生质物质和致密颗粒的限制膜。另一方面,衣原体也是革兰氏阴性菌,缺乏必要的能量产生机制,因此是细胞内寄生虫。它们表现出两种不同的形态:原生体和初始体。实验室诊断采用多种方法:1. 细菌镜检 2. 常规细菌学检测 3. 抗生素敏感性检测,以检测细菌对药物的反应 4. 血清学评估抗体存在 5. 生物技术,用于识别特定的生物过程 6. DNA 技术检测,如 PCR(聚合酶链反应),可检测各种生物体的 DNA 或 RNA,例如 HIV。血清学评估抗体的存在 5. 用于识别特定生物过程的生物技术 6. DNA 技术测试,如 PCR(聚合酶链反应),可检测来自各种生物体(例如 HIV)的 DNA 或 RNA。血清学评估抗体的存在 5. 用于识别特定生物过程的生物技术 6. DNA 技术测试,如 PCR(聚合酶链反应),可检测来自各种生物体(例如 HIV)的 DNA 或 RNA。