TGF-β家族（Transforminggrowthfactor-betafamily）包括TGF-β1，TGF-β2，TGF-β3，BMP（Bonemorphogeneticprotein），Activin和Nodal等成员，在细胞增殖、分化、凋亡、细胞外基质合成和免疫调节等多种生物学过程中发挥重要作用。TGF-β家族的反应性可以通过靶向TGF-β受体和共受体的蛋白酶来调节。这些蛋白水解活性增加了TGF-β家族信号传导的调节复杂性。例如，PAR1的凝血酶裂解，导致共受体内皮糖蛋白的内化，以及MMP-14和MMP-16介导二甘聚糖的脱落[1-2]。BMP-1蛋白酶家族的成员在调节TGF-β家族的活性中也发挥着重要作用。虾青素家族的高度保守的BMP-1/PCP亚群包括BMP-1，选择性剪接的哺乳动物类毒素（mTLD），哺乳动物类毒素1和mTLL2。这些酶包含一个虾青素蛋白酶结构域，CUB和EGF样结构域。它们将多种细胞外基质成分（胶原蛋白、层粘连蛋白、富含亮氨酸的小蛋白聚糖和SIBLING蛋白）、赖氨酰氧化酶和生长因子等相关分子中的N末端裂解为天冬氨酸残基[3]。TGF-β家族蛋白原在N端前肽和成熟生长因子之间的反式高尔基体中被切割。对于TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、GDF-8和GDF-11，前结构域与生长因子结合分泌，并使生长因子维持在非活性状态。BMP-1蛋白酶家族通过多种机制调节这些潜在复合物的激活。由TGF-β、潜在相关肽(LAP)和潜在TGF-β结合蛋白(LTBP)组成的大型潜在复合物通过LTBP结合在ECM上。Ge等人最近的一份报告[4]。描述了BMP-1如何在两个位置切割LTBP1，留下与TGF-β/LAP相关的中心部分，并切断复合物与ECM的连接，如图1A所示。LTBP1的相关过程对MMP-2介导的从LAP中有效释放TGF-β所必需的。缺乏BMP-1、mTLD和mTLL1的基因敲除小鼠大大增加了与ECM相关的潜在复合物的数量，显着降低了活性TGF-β的水平。TGF-β的众多作用之一是诱导BMP-1的进一步表达，从而导致TGF-β活性的正反馈调节。某些TGF-β家族成员在从潜在蛋白裂解后保留与前肽的非共价结合。例如，BMP-1家族蛋白酶会在非共价结合的GDF-8和GDF-11蛋白片段的单个位置进行裂解，从而释放出活性生长因子，如图1B所示[5-6]。BMP-1、mTLL-1和mTLL-2在这活性方面的效果相当[3]。裂解位点中Asp被取代的GDF-11原域可与成熟的GDF-11结合并阻断其活性[6]。其他BMP同源二聚体和异源二聚体并不与其前段复合分泌，而是通过与脊索蛋白的结合保持潜在复合物。这些复合物的激活是通过BMP-1介导的对脊索蛋白内两个位点的蛋白水解实现的，如图1C所示[7]。脊索蛋白的识别是由BMP-1的第一个CUB结构域赋予的，因为除非mTLL-2的第一个CUB结构域与BMP-1的CUB结构域互换，否则它不会裂解脊索蛋白[8-9]。胚胎发育过程中需要BMP-1家族蛋白酶的活性。基因敲除会导致胚胎或围产期颅骨、心脏和腹壁形成的致命缺陷。在这些实验中，从大型潜伏复合物中释放的TGF-beta减少，脊索蛋白处理效率低下，胶原纤维生成异常。[10-11]​​​​​​​References1. Tang,H.etal.(2005)Blood105:1977.2. Velasco-Loyden,G.etal.(2004)J.Biol.Chem.279:7721.3. Ge,G.&D.S.Greenspan(2006)BirthDefectsRes.78:47.4. Ge,G.&D.S.Greenspan(2006)J.CellBiol.175:111.5. Wolfman,N.M.etal.(2003)Proc.Natl.Acad.Sci.USA100:15842.6. Ge,G.etal.(2005)Mol.Cell.Biol.25:5846.7. Scott,I.C.etal.(2001)Nature410:475.8. Petropoulou,V.etal.(2005)J.Biol.Chem.280:22616.9. MoaliC.etal.(2005)J.Biol.Chem.280:24188.10. Pappano,W.N.etal.(2003)Mol.Cell.Biol.23:4428.11. Suzuki,N.etal.(1996)Development122:3587

利用可溶性并五苯前驱体制备有机场效应晶体管器件为了在有机场效应晶体管（OFET）等器件中引入未官能化的并五苯，可溶性并五苯前体是至关重要的材料，其在加热（约200°C）时容易转化为并五苯。下面描述溶液沉积底栅、底接触天然并五苯晶体管的制造过程，并介绍了晶体管的代表性能特征。制造工艺使用具有厚度为250nm的热生长SiO2的高掺杂n型Si晶片（电阻＜0.01Ω-cm）作为衬底，其分别形成晶体管的背栅和栅极电介质。用50W的氧等离子体（TechnicsPlanarEtchII-350等离子体发生器）处理这些2x2cm2晶片10分钟。然后立即用HMDS（1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷）对衬底进行表面处理。HMDS改变SiO2表面和接触角以改善晶体管特性。将含有HMDS（5mL）的培养皿与待表面处理的基质一起放置在真空干燥器中。用室内真空泵送干燥器，并将基材暴露于HMDS蒸汽中20分钟。然后通过电子束蒸发通过荫罩在衬底上沉积Au的源极和漏极。将13,6-N-亚磺酰基乙酰胺并五苯前体溶于氯仿（15mg/mL）中，并通过0.2µmPTFE注射器过滤器过滤。然后将十分之几毫升的溶液放置在每个基板上。将基材以1500rpm（初始斜坡速率为500rpm/秒）旋转1分钟。然后在氮气气氛手套箱中，在200°C的预热热板上对前体薄膜进行1分钟的热处理，以将并五苯前体转化为并五苯。所得到的并五苯薄膜具有100nm的厚度。制造细节如图1所示。图1.溶液沉积过程示意图，包括旋涂，然后将并五苯/N-亚磺酰基乙酰胺加合物（红色）热转化为并五苯（蓝色）薄膜晶体管。电学性质使用Agilent4156C半导体参数分析仪和KarlSussPM5探针站在环境气氛下进行器件的电表征。所制造的晶体管的代表性IV特性如图2所示。图2.（A）对于由金（15-20nm）金属触点和沟道尺寸L=160µm和W=1.5mm制造的并五苯晶体管，在-50V的恒定漏极-源极电压下，漏极电流（ID）与源极-漏极电压（VDS）和（B）漏极电流与源极栅极电压（VGS）的关系。迁移率为0.189cm2/Vs，电流调制比（Ion/Ioff）为4.4×105，阈值电压（VT）为-26.8V。使用平方律方程在饱和状态下计算迁移率（µ）和阈值电压（VT）：其中，ID是漏极电流，VGS是栅极-源极电压，W是沟道宽度，L是沟道长度，µ是迁移率，VT是阈值电压。通过该程序可实现约0.1-0.2cm2 V-1 s-1的流动性。如先前报道的1,2，SiO2/并五苯界面在器件特性中起着非常重要的作用，并且通过气相HMDS表面处理，所报道的迁移率可以进一步提高到~1cm2 V-1 s-1。除了上述使用的可溶性并五苯前体外，也可选择其他前体，如并五苯-N-亚磺酰基-叔丁基氨基甲酸酯，其能够在130°C下短暂加热之前，在光酸发生器的存在下使用紫外光进行光图案化。将高纯度并五苯引入有机电子器件的另一种方法是使用TIPS并五苯，这是一种可溶性并五苯分子。总之，高性能器件既可以由可溶性并五苯衍生物制成，也可以由可溶性的并五苯前体制成。这些方法至关重要，因为它们使研究人员能够克服并五苯的不溶性，并将高迁移率的并五苯纳入他们的终端设备中。参考文献1. KaganCR,AfzaliA,GrahamTO.2005.Operationalandenvironmentalstabilityofpentacenethin-filmtransistors.Appl.Phys.Lett..86(19):193505.https://doi.org/10.1063/1.19248902. AfzaliA,DimitrakopoulosCD,BreenTL.2002.High-Performance,Solution-ProcessedOrganicThinFilmTransistorsfromaNovelPentacenePrecursor.J.Am.Chem.Soc..124(30):8812-8813.https://doi.org/10.1021/ja0266621

澳大利亚的研究人员开发出一种算法，可以准确计算出太阳能电池板提升至最高效率所需的量子点尺寸和密度。澳大利亚莫纳什大学是澳大利亚研究理事会激子科学卓越中心（ARCCentreofExcellenceinExcitonScience）的成员，该大学的研究人员认为，如果他们的研究成果能够完全实现，太阳能电池的运行效率将大大超过目前的记录，达到一个遥遥领先的水平。光聚变与PbS量子点量子点技术因其有望打破太阳能电池的效率限制，长期以来备受关注，太阳能电池的效率限制通常为Shockley-Queisser效率限制（约33%）。量子点可用于光聚变（或光化学上转换），将“浪费”的光上转换成太阳能电池的电流。光聚变过程使用光“敏化剂”和光“发射器”，将能量低于太阳能电池带隙的光子转换成能量较高的光子，否则这些光子就无法转换成电流。这就增加了电池可有效利用的光量，从而提高了效率。将量子点技术应用于光电技术的现有研究表明，量子点敏化剂的性能优于传统上用于光聚变的有机敏化剂。这是由于量子点具有很高的光稳定性和吸收特性：具体来说，它们的吸收系数非常大，吸收截面可在很宽的能量范围内进行“调整”。在选择敏化剂时，莫纳什大学的研究人员决定使用IV-VI族元素的量子点，因为它们具有所需的能级，适用于大规模合成，并可以调整以吸收最常用的太阳能电池材料硅的带隙以下的光。在IV-VI量子点家族中，硫化铅（PbS）因其元素含量丰富且已被普遍合成而被选作研究对象。优化量子点经过一系列的实验验证，莫纳什大学的研究人员发现，量子半径约为2.2纳米的PbS量子点敏化剂在硅太阳能电池中产生了最佳效果，其指标性能远远超过了目前的记录。这个结果是在硅环境中得到的，是一个重要的发现。现有实验使用的有机敏化剂，与硅太阳能电池不兼容，鉴于硅是目前太阳能电池中使用到的最主要的光伏技术，这其实是一个相当大的商业应用上的突破。大范围的半径和浓度表明，即使在需要与硅相容的要求下，如果实现，也有可能达到数量级层面上的优化。这些发现还让人们对量子点的大小与太阳能电池捕获的太阳光谱范围的关系及其对能效的影响有了更深入的了解。对适用于量子点的物理定律的初步解释表明，更大的量子点可以捕捉到更多的太阳光谱，而且更有效。尽管莫纳什大学的研究人员说这个模型“概念上是正确的”，但他们发现必须在四个关键细节上加以完善：•由于地球大气层中有水，地球表面的太阳光近红外光谱结构复杂，量子点的颜色必须根据太阳光的峰值进行调整；•超大型量子点的胶体稳定性较低，而且由于它们不能重叠，因此不得不牺牲浓度来增大尺寸；•量子点在能量高于第一激发态时是不透明的；•能量必须以放热的形式从敏化剂转移到发射分子。商业前景与未来发展原则上，PbS量子点与所有带隙大于块状PbS的光伏元件兼容。由于光聚变工艺可以通过液态形式合成，因此它也有可能足够便宜，即使很小的价格优势也可能具有足够的经济效益。要实现商业化，PbS感光剂需要相应的光发射器，这种发射器应能提供从感光剂到发射器的高效能量转移、稳定的能量存储、高效荧光以及其他一些特性。据研究人员称，所有这些特性都已在实验中分别得到了验证，但尚未同时得到验证。该论文的共同作者拉斯洛-弗雷泽博士强调，为了最大限度地提高太阳能电池的效率，我们必须加深对太阳能链中从太阳和大气到太阳能电池和量子点本身的每一个元素的了解。该研究的合著者贝内迪克塔-谢里希望这项研究“最终能让社会更多地依赖光伏太阳能，它不仅高效，而且经济实惠”。研究人员的算法可以免费使用，并能模拟不同光照、吸收和发射光谱的场景。参考文献1.BenedictaSherrie,AlisonM.Funston,LaszloFrazer(2020)Optimalquantumdotsizeforphotovoltaicswithfusion. Nanoscale. https://doi.org/10.1039/D0NR07061K2.OctaviE.Semonin,JosephM.Luther,MatthewC.Beard(2012)Quantumdotsfornext-generationphotovoltaics. MaterialsToday. https://doi.org/10.1016/S1369-7021(12)70220-1