元素百科为您介绍：近日，中国科学技术大学教授李震宇等在金属纳米粒子切割石墨烯的机理研究中取得新进展，首次揭示了金属纳米粒子在石墨烯切割中扮演“吃豆人(Pac-Man)”的角色。该研究成果发表在5月24日的Angew.Chem.Int.Ed.上。 石墨烯切割原理在二维材料的很多应用中，需要先将它们切割成特定的形状。虽然石墨烯可以在强氧化或者高能等离子体环境中进行切割，但是为了保证石墨烯样品的质量，人们希望切割能在更加温和的条件下进行。其中一种可能的途径是使用金属纳米粒子作为催化剂，在氢气中进行切割。为了使切割过程更加可控，需要对其中的微观机理有深入的了解。之前在对强氧化环境下石墨烯切割的研究中被广泛接受的“拉链”机理，依赖于单个氧原子作为尖兵来切断石墨烯中的碳-碳键。显然这种基于单原子的“拉链”机理无法解释纳米粒子切割实验中观测到的诸多依赖于纳米粒子尺寸的效应。因此，金属纳米粒子催化的石墨烯切割应当存在新的机理。为此，李震宇及其合作者采用多尺度模拟的方法，先在高温下使用反应力场进行分子动力学模拟得到定性的物理图像，再在实验温度下进行统计采样(metadynamics)确定反应路径，然后通过高精度第一性原理计算进行验证，最后从动力学蒙特卡罗模拟中得到切割动力学。金属纳米粒子与石墨烯反应研究表明，金属纳米粒子与石墨烯接触时，石墨烯边缘的碳-碳键被附近的金属原子弱化直至切断，形成的悬挂碳原子处于多个金属原子包围中，在悬挂键断裂后被吞入金属纳米粒子内部。这一过程类似吃豆人游戏中的吃豆过程，因此相关的机理被称为“吃豆人”机理。被蚀刻的碳原子最后扩散到金属纳米粒子表面，在那里与氢反应形成碳氢化合物分子后进入气相。在“吃豆人”机理中，致密的锯齿型石墨烯边缘的碳-碳键最难被打断。但是，一旦一条完整的锯齿型边缘碳链中有一个碳-碳键被打开，其所在位置便形成一个开放的局域环境，进而使得周边的碳原子很容易被蚀刻掉。这样，像多米诺骨牌一样，第一个碳-碳键的断裂将触发整条锯齿型边缘碳链的蚀刻，从而使得石墨烯和金属纳米粒子接触的界面向前推进。如果考虑单位时间内被蚀刻掉的碳原子的总数目，需要考虑两个因素：一个是蚀刻沟道的宽度，正比于金属纳米粒子半径；另外一个因素是沟道的长度，由纳米粒子移动的快慢决定。根据触发机制，蚀刻过程的大部分时间都花费在等待锯齿型边缘第一个碳-碳键被打开上。金属纳米粒子越大，石墨烯-金属界面就越长，可以被触发的碳-碳键数目越多，从而等待时间也就越短，纳米粒子移动速度越快。最后，总的切割速率正比于纳米粒子半径的平方。这一结果解释了实验上切割速率正比于纳米粒子表面积的观测结果，同时指出切割过程中最关键的步骤并非发生在纳米粒子表面而是在金属-石墨烯的界面。李震宇研究组近年来一直关注石墨烯切割机理，除了金属纳米粒子切割以外，对之前强氧化环境下基于“拉链”机理的石墨烯切割也进行了深入的研究，相关研究成果发表在J.Am.Chem.Soc.、J.Chem.Phys.等杂志上。对这些切割机理的理解为二维材料处理加工过程中的精确调控提供了理论指导。

元素百科为您介绍：据《泰晤士报》近日报道，英国葛兰素史克公司和意大利科学家联合开发的首个用于治疗儿童免疫疾病的基因治疗药物Strimvelis，日前获欧洲药品管理局批准在欧洲销售，这标志着修改错误基因这一先进技术又向前迈出了一步。 基因治疗ADA-SCID从理论上说，基因治疗人体自身细胞能有效纠正一些对健康危害极大的基因突变，但在实践上，研发安全有效的基因治疗方案却面临极大困难。此次获批的Strimvelis主要用于治疗少数患有严重联合免疫缺陷病（ADA-SCID）的儿童。SCID有时也被称作“泡泡婴儿（Bubblebaby）”疾病，这些婴儿在出生时免疫系统极其脆弱，必须在无菌环境中才能存活，若不治疗，患儿通常会在两岁内面临死亡。该基因治疗是从儿童自身骨髓中提取出干细胞，并替换其中有缺陷的基因，使其可以生产ADA酶，然后再植到患儿体内以修复自身免疫系统。基因治疗成未来发展方向目前，许多癌症研究表明，大多数癌症（诸如乳腺癌等）是由其他多种疾病组合发生而引起的。葛兰素史克罕见疾病研发中心负责人马丁·安德鲁斯称，基因治疗也许是应对复杂疾病的最佳方法，因为利用人体自身去抵抗疾病的方法被认为是“未来医学发展的方向，也是药学研究的前沿领域”，希望能够将基因治疗方法延伸到更多疾病上去。Strimvelis是继荷兰UniQure公司基因治疗药物Glybera之后，第2个获批在欧洲销售的基因治疗药物。Glybera主要用于治疗一种罕见的成人血液疾病。迄今，美国积极从事基因治疗药物的生物科技公司日益增多，但美国食品药品监督管理局尚未批准任何基因治疗药物。

元素百科为您介绍：德国一个研究小组利用免疫系统对病毒感染的反应开发出一种纳米粒子RNA疫苗，并在实验鼠和3位晚期黑色素瘤患者身上成功诱发了抗癌免疫反应。该研究为通用癌症疫苗的出现铺平了道路，有望让癌症免疫疗法成为现实。 调整机体免疫对抗癌症这项发表在最新一期《自然》杂志上的研究，介绍了一种通过调整机体免疫反应来对抗癌症的方法。其核心是一种由RNA-脂质复合物组成的疫苗。这种疫苗通过静脉注射进入体内，目标是一种被称为树突状细胞的免疫系统细胞。癌症疫苗研究迈出关键一步德国美茵茨大学的尤格·萨赫和他的研究团队发现，通过调整纳米微粒的电荷，让这些RNA携带轻微的负电荷就足以让它们针对树突状细胞。RNA-脂质复合物能把RNA用脂类膜完全包裹起来，以保护其不被身体降解。与此同时，这种脂质物质还能把RNA药物导向需要去的地方，帮助它们被树突状细胞、脾脏、淋巴结和骨髓中的巨噬细胞吸收，之后这些RNA会被翻译成癌症特异性的抗原。实验结果显示，这种疫苗在多个小鼠肿瘤模型中可以诱发一个强烈的抗原特异性T细胞应答，并产生一个强力的α型干扰素对癌症的发展产生排斥反应。该结果在人类临床实验中也得到了证实。该疫苗第一期临床剂量递增试验的初步结果显示，3个黑色素瘤患者接受了低剂量疫苗后，表现出了强有力的α型干扰素和抗原特异性T细胞应答。研究人员称，由于几乎所有基于蛋白的抗原都可以通过RNA进行编码，这种纳米疫苗具备成为通用癌症疫苗的潜力。这项研究意味着，通用癌症疫苗研究终于迈出关键一步。