抽象的流体离子基质是成为实现神经形态回路的独特平台,其特征是它依赖于与大脑相同的水性培养基和离子信号载体。借助了离子尖峰电路的最新理论进步以及形成流体回忆录的锥体离子通道的动态电导,我们扩大了离子型电路中提出的神经元尖峰动力学的曲目。通过模型的电路包含带有双极表面电荷的通道,我们提取阶段爆发,混合模式尖峰,补品爆发和阈值可变性,所有这些都带有哺乳动物神经元典型范围内的尖峰电压和频率。由于典型的电导记忆保留时间在通道长度上的强烈依赖性,因此这些特征是可能的,使得时间表从单个尖峰到单个电路中多个尖峰的爆发不等。这些高级形式的神经元状尖峰支持探索水离子化作为神经形态回路的有趣平台。
为了降低 RO 工艺的能量需求,研究人员还在研究其他技术,如纳滤。[3–5] 在这些技术中,电容去离子 (CDI) 在能耗、工艺简单、减少结垢和低成本方面具有众多优势。[6] 对于 CDI,不需要膜和压力。盐通过电场去除,并以双电层 (EDL) 的形式储存在多孔介质中以产生淡水。电容技术的传统电极依赖于高导电性和高表面积的碳基材料。[7–10] CDI 的工作原理与流体电化学电容器相同;[11] 对浸入含有电解质的溶液中的两个多孔电极施加电压,离子被吸引到电极表面并形成 EDL。这种机制可以在不施加过压的情况下从水中去除盐分,由于没有机械运动部件,因此维护工作量较少。此外,能量不会在此过程中损失,而是以电化学能的形式储存在电极内部。因此,它可以以静电荷存储特有的极高效率进行回收。遗憾的是,这项技术的现状与更成熟的反渗透技术的性能还相差甚远。[7,12] 必须开发出具有高除盐率、低能量损失和可扩展工艺的新材料。在这种情况下,具有净表面电荷的功能化材料引起了科学界的极大兴趣。[13–15] 众所周知,控制表面电荷的种类可以提高 CDI 设备的脱盐性能,因为这与微调零电荷电位 (V PZC ) 的可能性直接相关。 [16,17] V PZC 是必须施加在电极上以确保其表面电中性的电位。通常,每种材料都有自己的 V PZC,这取决于其表面存在的化学物质。例如,由高氧化度碳原子构成的氧化石墨烯 (GO) 在水中始终显示负的 z 电位,因此如果用作 CDI 电极材料,则具有正的 V PZC。考虑电极 V PZC > 0 的情况将有助于阐明这一概念。在平衡状态下,该电极的表面将充满正电荷。然后,如果施加大于 V PZC 的电压,就会发生称为“共离子驱逐”的现象。从 0 到 V PZC 的电位将用于排出表面上自然存在的正电荷(同离子),而其余部分( V − V PZC )将用于存储负电荷(反离子)。类似的推理
相容性,它们在动脉中的永久存在加上缺乏健康的保护性内皮可能会导致不良的生物学效应。1金属表面电荷和润湿性会影响蛋白质的吸附行为,从而可能发生蛋白质变性,最终导致凝血和血栓形成。聚合物涂层支架主要是疏水性的,降解时会分层,使下面的金属暴露在外。2药物洗脱支架上装有抗增殖药物,以避免平滑肌细胞(SMC)过度增殖和潜在的再狭窄。然而,这些药物也会抑制内皮细胞(EC)增殖,因此对功能性内皮的最终恢复产生不利影响。3,4此外,新开发的生物可吸收支架(BRS)呈现高支柱轮廓,与血流湍流增加和血小板沉积有关,导致装置血栓形成的风险更高。 5 – 7 因此,只有同时区分 EC 反应和 SMC 反应并确保设备血液相容性,才能改善支架的临床性能。† 提供电子补充信息 (ESI)。请参阅 DOI:https://doi.org/ 10.1039/d3bm00458a
从沉积物中提取环境DNA(EDNA)正在提供过去的生态系统和生物多样性的开创性观点。尽管有丰富的信息来源,但仍不清楚哪种沉积物有利于保存以及原因。在这里,我们使用原子力显微镜和分子动力学模拟来探索DNA-矿物质相互作用,以评估矿物学和界面地球化学如何在矿物底物上保护环境DNA中发挥作用。我们证明矿物组成,表面形貌和表面电荷会影响DNA吸附行为以及保存。建模和实验数据表明,如果存在强大的吸附驱动力,则可以通过矿物结合诱导DNA损伤。研究表明,对沉积物的矿物质组成的了解和环境条件对于评估沉积物是否能够存储细胞外DNA以及在多大程度上保留DNA。我们的数据增加了对Edna Taphonomy的理解,并强调了,对于某些矿物系统而言,碎片的DNA可能不代表旧的DNA。
定制纳米材料在诊断、监测和药物领域具有广泛的医疗应用。纳米结构生物材料(如纳米颗粒、纳米纤维、纳米表面、纳米线和纳米复合材料)通过肽、蛋白质、核酸和药物功能化,以输送到细胞和器官。纳米材料具有独特的物理化学性质(如颗粒大小、颗粒形状、表面积、溶解度、多态性、表面电荷和疏水性),这意味着在配制药物以实现有效的药物输送、组织再生和诊断应用时必须考虑纳米材料。纳米材料独特的光学和 X 射线衰减特性可用于癌症光疗。纳米探针形式的纳米材料与其他功能性纳米颗粒结合用于恶性肿瘤的多模态成像。近年来,流行的生物材料已经实现了三维(3D)生物打印、器官芯片应用、免疫调节、细胞外囊泡研究、疫苗输送和抗病毒性能。
抽象病毒样颗粒(VLP)是病毒结构蛋白,因为它们不含病毒遗传材料,因此不感染。它们是安全有效的免疫刺激剂,并且在疫苗发育中起着重要作用,因为它们具有内在的免疫原性来诱导细胞和体液免疫反应。在抗病毒疫苗的设计中,基于VLP的疫苗吸引了多功能候选者,其优点,例如自组装纳米级结构,重复性的表面表现,易于遗传和化学修饰的易用性,多功能性作为抗原呈现平台,抗原性免疫生成的疫苗和更高的疫苗接种,并具有更高的疫苗接种,并具有与之相比的效果。在这篇综述中,我们讨论了诱导细胞和体液免疫反应的VLP疫苗的机制。我们概述了构造有效的基于VLP的疫苗时的大小,形状,表面电荷,抗原表现,遗传和化学修饰以及表达系统的影响。总结了抗病毒VLP疫苗及其临床试验的最新应用。
横纹肌肉瘤(RMS)是最常见的小儿软组织肉瘤。高危患者迫切需要更有效和毒性较小的疗法。肽引导的靶向药物输送可以增加封装药物的治疗指数并改善患者的福祉。要将此策略应用于RMS,我们在筛选肽与RMS细胞表面结合的肽中鉴定了肽F3。f3与核仁素结合,核酸素蛋白在RMS细胞的表面上,与健康组织相比,在RMS患者活检中,在mRNA水平上大量表达。,我们开发了F3装饰的pegypated Lipo躯体的快速微流体配方和化学治疗药物长春新碱的远程负载。的大小,表面电荷,药物负荷以及靶向脂质体的保留。增强的细胞结合和摄取。重要的是,对于RMS细胞系,带有长文克里斯丁蛋白的F3官能化脂质体的细胞毒性比非靶向脂质体高出11倍。这些结果策略表明,F3官能化的脂质体有望将有针对性的药物输送到RMS,并在体内进行进一步的保证。
摘要:雄激素性脱发是一种多因素疾病,以明显的脱发为特征,影响男性和女性,是一种使人衰弱的慢性疾病,严重影响生活质量。现有的基于米诺地尔或非那雄胺的局部治疗需要重复使用,并伴有一定数量的不良反应。当前治疗面临的挑战为研究新的治疗策略铺平了道路,这些策略更精确、更有选择性,能够提供长期效果。在此背景下,本综述研究了新提出的 5-α-还原酶抑制剂的配方策略,以实现靶向药物输送,从而改善毛囊作用部位的药物保留,同时减少药物的全身吸收,这是造成重要不良反应的原因。具体来说,研究将集中在影响纳米结构药物输送系统在毛囊中形成储库的性能的几个方面,例如粒度、表面电荷、赋形剂以及与外部刺激的联合应用(红外辐射、机械按摩、超声波应用)。
摘要:本研究的目的是在钛 (Ti) 植入物表面形成功能层,以增强其生物活性。使用经济高效的浸涂法,在碱处理的 Ti 表面上沉积了含有羟基磷灰石 (HAp) 纳米颗粒 (NPs) 和镁 (Mg) 颗粒的聚氨酯 (PU) 层。从形态、化学成分、粘附强度、界面结合和热性能等方面评估涂层。此外,使用 MC3T3-E1 成骨细胞样细胞研究了细胞对不同涂层 Ti 基材的反应,包括通过碱性磷酸酶 (ALP) 测定评估细胞粘附、细胞增殖和成骨活性。结果表明,HAp NPs 的加入增强了涂层和碱处理的 Ti 表面之间的界面结合。此外,Mg 和 HAp 颗粒的存在增强了表面电荷特性以及细胞附着、增殖和分化。我们的结果表明,在钛植入物上沉积含有 Mg 和 HAp 颗粒的生物活性复合层可能会诱导骨形成。
通过沿着液体固体界面施加热梯度而产生的热渗透流可以将其转化为将废热转化为电。虽然这种现象已近一个世纪以来一直闻名,但至关重要的是要更好地了解热渗透的分子起源。在此期间,我们首先详细介绍了热渗透的多种贡献。然后,我们展示了使用分子动力学计算热渗透系数的三种方法;一种基于界面焓过量和Derjaguin的理论框架的第一种方法,这是一种基于使用所谓的干性方法的界面熵过量的计算,以及一种新型的非平衡方法来计算在周期性通道中计算热剂量系数的方法。我们表明,这三种方法彼此对齐,尤其是对于光滑的表面。另外,对于极化的石墨烯 - 水界面,我们观察到较大的热渗透反应的变化,并且随着表面电荷的增加,流动方向的多次变化。总体而言,这项研究展示了渗透流的多功能性,并呼吁对带电表面附近热渗透行为进行实验研究。