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高通量纳米孔与离子通道信号的小波去噪
摘要： 近期研究通过采用集成互补金属氧化物半导体（CMOS）集成电路，将固态纳米孔电导记录的噪声限制带宽提升至超过5 MHz，离子通道电导记录则超过500 kHz。尽管当采用正弦基函数时，这些记录所特有的脉冲状信号存在频谱展宽现象，但人们通常使用贝塞尔滤波器来降噪以获得可接受的信噪比（SNR），代价是损失许多更快的时间特征。在此，我们报道了采用小波降噪而非贝塞尔滤波所能实现的SNR改进。当与最先进的高带宽CMOS记录仪器结合使用时，与2.5 MHz贝塞尔滤波器相比，我们能将基线噪声水平降低四倍以上，同时保留与该滤波器带宽相当的信号瞬态特性。同样地，对于离子通道记录，我们实现了优于100 kHz贝塞尔滤波器的时间响应，且噪声水平与25 kHz贝塞尔滤波器相当。SNR的提升可用于对这些记录进行稳健的统计分析，这可能为纳米孔易位动力学和离子通道功能机制提供重要见解。
关键词： 离子通道、纳米孔、互补金属氧化物半导体（CMOS）、小波、去噪、信噪比（SNR）
更新于2025-09-23 15:23:52
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荧光团标记的环核苷酸作为环核苷酸调控离子通道的高效激动剂
摘要： 高亲和力荧光衍生物环磷酸腺苷和环磷酸鸟苷是研究其天然靶标的有力工具?；泛塑账岬骺氐睦胱油ǖ朗粲谡庑┌斜?，对视觉和嗅觉等众多信号转导过程至关重要。配体结合与激活门控的关系仍具挑战性，亟需能将该过程解析至单分子水平的荧光探针。这促使我们制备了由明亮染料和8位含巯基苯酚基团的核苷酸衍生物（已证实具有优异结合亲和力）组成的荧光标记环核苷酸。这些生物偶联物通过新型交联策略制备，该策略以高产率实现碱基被修饰巯基苯酚取代。两种荧光核苷酸作为不同环核苷酸调控离子通道的激活剂，其效力均优于天然配体及既往报道物质。排除荧光团后的探针分子对接显示，高效能源于配体与蛋白质间额外的疏水作用及阳离子-π相互作用。此外，这些新物质还可用于研究相关靶蛋白，如cAMP和cGMP依赖性蛋白激酶、cAMP直接激活的交换蛋白或磷酸二酯酶。
关键词： 荧光探针、核苷酸、离子通道
更新于2025-09-23 15:21:01
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时间分辨红外光谱研究通道视紫红质-2中的超快蛋白质响应
摘要： 来自莱茵衣藻的通道视紫红质-2中质子化天冬氨酸和谷氨酸残基的羰基振动区域超快红外瞬态吸收显示，视网膜激发后蛋白质立即产生响应。观测到的差频谱带在亚皮秒时间尺度上于激发后直接形成，并被归属为视网膜邻近的侧链（如D156和E90）。该发现表明能量通过氢键网络从视网膜向周围环境发生了超快且高效的转移，揭示了非凡的强生色团-蛋白质耦合及蛋白质内部剧烈的相互作用。文中还讨论了其对作为光控离子通道的蛋白质功能的相关性。
关键词： 通道视紫红质-2，蛋白质响应，离子通道，超快红外瞬态吸收，氢键网络，发色团-蛋白质耦合，视黄醛激发
更新于2025-09-23 15:19:57
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电磁感应和辐射下可激发介质中靶波的稳定性
摘要： 局部周期性刺激可在可激发介质中触发稳定的脉冲波和靶波，其潜在机制在于每个细胞通过持续驱动与外部强迫保持同步。当介质受到具有多样性的外部强迫作用时，确实会诱发局部兴奋性差异和异质性。当靶波形成并传播时，介质将发生调制——例如窦房结可发出电信号并在心脏组织中发展出靶波，进而完全控制心跳节律。实际上，当介质受到外部电刺激时，其内部电磁场分布会发生改变；因此在信息编码和信号传播过程中，电磁感应效应变得至关重要。 本文采用Morris-Lecar模型描述介质的局部动力学特性，并考虑感应电流以表征电磁感应效应。随后通过人工诱导异质性来研究具有电磁感应（甚至以高斯白噪声描述的辐射效应）的可激发介质中靶波的形成与发展。分别考察兴奋性差异和离子通道电导率的异质性，从而建立不同类型的人工异质性以探究靶波的稳定性。研究发现：随着电磁辐射强度的增加，靶波会出现碎裂现象。
关键词： 分岔、电磁感应、忆阻器、目标波、离子通道
更新于2025-09-24 05:04:30