元素百科为您介绍科学家用蛛丝和蚕丝制成人造皮肤。一个国际科研团队最近报告说，他们将蛛丝蛋白与蚕丝蛋白相结合，制造出一种低成本的生物复合材料，可作为伤口敷料促进愈合，还有望代替天然皮肤用于移植手术。 这种材料由瑞典皇家理工学院和印度理工学院高哈蒂校区研究人员共同开发，已在体外实验中表现出良好效果，即将开展动物实验。 蛛丝蛋白具有高弹性、高强度和优良的生物学性能。研究人员用转基因手段培育大肠杆菌，生产出重组蛛丝蛋白。这种蛋白结合了一些人类皮肤里的天然物质，如促进细胞结合的物质、生长因子和抗菌蛋白质，可以促进皮肤细胞生长。 重组蛛丝蛋白生产成本较高、难以量产，研究人员将它用作涂层，与蚕丝蛋白制成的基底相结合。蚕丝蛋白没有生物活性，但可以低成本量产。这样得到的复合材料兼具两者的优点，制成片状可以当作敷料，制成多孔海绵状则可以成为人造皮肤的框架。 研究人员在美国化学学会下属期刊《应用材料与界面》上发表论文说，他们在体外实验中将这种材料与多种皮肤细胞共同培养，成功生成类似天然皮肤的层状组织。 用外来材料促进伤口愈合的难点在于，在刺激皮肤细胞新生的同时，要防止细菌感染和有害的免疫反应。研究人员说，新材料能使皮肤细胞按天然方式生长、结合，并具备抗菌能力。

元素百科为您介绍研究人员开发出新型“多巴胺荧光探针”助力精准医疗。我国科学家近期在国际权威学术期刊《细胞》上在线发表一项重要成果。研究人员开发出一种新型、可基因编码的多巴胺荧光探针。据悉，该探针有望成为研究多巴胺相关神经环路的重要工具，为未来精准医疗和新型药物研发提供新路径。 多巴胺是大脑中一种重要的神经递质，在中枢神经系统中调控一系列关键的神经功能，包括学习、记忆、注意力、运动控制等。多巴胺失调会导致精神疾病或神经退行性疾病，如多动症、精神分裂症等。多巴胺相关的神经环路还是成瘾药物如可卡因等的作用靶点。 为更好地研究多巴胺在生理和病理中的作用，研究人员需实时检测活体内特定脑区的多巴胺信号变化。然而，传统检测手段由于缺乏足够的时间和空间分辨率、难以精确反映神经递质的真实动态信息等缺陷，往往不能满足研究需求。 为此，北京大学生命科学学院李毓龙研究组联合多个研究团队，开发出了可基因编码的多巴胺探针，将对结构变化敏感的荧光蛋白嵌入多巴胺受体，使多巴胺这一化学信号转化为荧光信号，再结合现有的成像技术，即可实时监测多巴胺浓度的动态变化情况。 “这相当于有一个很好的蜡烛，能够点亮常常看不见、摸不着的多巴胺，通过成像的方法看到其动态变化。”北京大学生命科学学院研究员李毓龙说。据悉，研究团队对探针进行了优化，使其具有极高的分子特异性和时空分辨率。此外，还开发出了两种版本的探针，适用于多巴胺释放量不同的脑区。 值得关注的是，由于该探针具有可基因编码的特性，研究人员还通过转染、病毒注射等手段，将探针表达在细胞、小鼠脑片或活体的果蝇、斑马鱼、小鼠上。利用该探针，他们检测到了电刺激小鼠脑片引发的多巴胺释放，并在活体果蝇、斑马鱼和小鼠的大脑中检测到了与嗅觉刺激、视觉刺激、学习记忆、交配行为相关的多巴胺信号变化。 李毓龙表示，新型神经递质探针的开发将有助于了解神经递质在特定疾病中的变化，从而为未来的精准医疗和新型药物研发提供新路径。业内专家认为，此项研究巧妙利用了天然的神经递质受体与荧光蛋白结合，研发出能直接把神经递质信号转换为荧光信号的高效探针，为行业研究提供了一个有用工具。

元素百科为您介绍从X射线吸收光谱的新研究看催化作用。一个国际团队在BESSYII取得了突破。他们首次成功地对过渡金属的电子状态进行了详细的研究，并从数据中得出了关于其催化作用的可靠结论。这些结果对今后发展过渡金属催化体系的应用具有一定的指导意义。 自然界中许多重要的过程都依赖于催化剂，催化剂是促进反应的原子或分子，但其本身并不发生变化。一个例子是植物的光合作用，这只有在蛋白质复合物的帮助下才能实现，而蛋白质复合物的中心由四个锰原子中心组成。正如人们所提到的，氧化还原反应在这类过程中往往起着关键作用。反应物通过电子吸收被还原，或者通过它们的释放被氧化。自然界和工业上的催化氧化还原过程通常只有在合适的催化剂下才能成功，而过渡金属在其中起着重要的作用。 这些过渡金属，特别是它们的氧化还原态，可以用软X射线特别好地检测，因为电子态可以用X射线光谱精确测量。在所谓的L边吸收光谱中，过渡金属的2p壳层中的电子被激发，从而占据了自由d轨道。从X射线吸收光谱可以确定一个能量差，它以已知的方式反映分子或催化剂的氧化状态。然而，在氧化还原反应过程中，电子被催化剂吸收或释放的确切位置，即催化剂中电荷密度随氧化状态的变化情况，以前很难验证。这主要是由于缺乏可靠的方法来描述催化剂分子在基态和激发态中的电荷密度，以及难以获得可靠的实验数据。如果过渡金属位于较大的复杂有机分子复合物中，就像它们通常用于真正的氧化还原催化剂一样，那么它们的研究就变得极其困难，因为X射线会导致样品中的损伤。 现在，来自赫尔姆霍兹柏林中心、乌普萨拉大学(瑞典)、伯克利劳伦斯伯克利国家实验室(美国)、曼彻斯特大学(英国)和斯坦福大学(美国)SLAC国家加速器实验室的一个国际小组通过在BESSYII的操作测量，首次成功地研究了各种化合物中处于不同氧化状态，即不同氧化阶段的锰原子。为了做到这一点，philippewernet和他的团队将样品引入不同的溶剂中，用X射线检查了这些液体的喷射，并将他们的数据与乌普萨拉大学马库斯伦德伯格小组的新计算进行了比较。研究人员成功地确定了X射线吸收光谱随氧化态的变化是如何发生的，而且最重要的是为什么会发生变化。 “我们将一种新颖的实验装置与量子化学计算结合起来。在我们看来，我们已经在了解有机金属催化剂方面取得了突破。“Wernet说。“我们第一次能够经验性地检验和验证氧化和还原的计算，这些计算不是在金属上局部发生的，而是在整个分子上发生的。” 这些发现是未来在更复杂的系统中开展工作的基石，比如光合作用中的四锰团簇。他们将促进对光系统II蛋白复合体中锰催化剂氧化还原过程的新理解。