- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
分子动力学与突变研究揭示外源氨基酸对荧光蛋白发色团生物合成的影响
摘要： 酶活性位点中催化氨基酸与底物的精确定位是生物催化的关键因素。荧光蛋白（FPs）发色团的生物合成是一个必须符合这些要求的自催化过程。我们发现，除发色团邻近的内部氨基酸残基外，发色团生物合成还受β-桶结构外表面远端氨基酸的影响。先前研究表明，来自?？簦╖oanthus sp.）的红色荧光蛋白（zoan2RFP）发色团生物合成需经历未成熟绿色状态，而与该蛋白高度同源的绿色荧光蛋白（zoanGFP）其发色团生物合成的最终阶段即为绿色状态。另有研究显示，zoanGFP发色团形成序列中的单点N66D突变可能触发红色发色团合成，但该情况下红色发色团合成不完全且仅在高温下发生。本研究旨在揭示调控红色发色团生物合成的其他结构决定因素。通过比较zoanGFP与zoan2RFP，发现两者β桶内部存在五处氨基酸差异。对zoanGFP-N66D这五个位点进行饱和突变后，获得与zoan2RFP具有相同β桶内氨基酸组成的zoanGFPmut，该突变体仅在高温下呈现部分绿→红发色团转变。为阐明影响红色发色团生物合成的额外因素，我们对zoan2RFP和zoanGFPmut进行了分子动力学模拟比较，发现若干外部氨基酸可能影响这些蛋白中发色团周围氨基酸残基的排布与柔性。突变实验证实了这些残基对红色发色团生物合成的关键作用。最终获得的zoanGFPmut2表现出完全的绿→红转变，表明β桶表面突变的氨基酸有助于红色发色团生物合成。
关键词： 自催化、发色团、蛋白质工程、荧光蛋白、分子动力学模拟、长程相互作用
更新于2025-09-23 15:19:57
-
2016年欧洲显微镜学大会：会议录 || 定位控制纳米线生长的聚焦离子束图案化技术
摘要： 基于半导体纳米线（NW）的异质结构是下一代光电器件（如柔性太阳能电池和发光二极管[1]）极具前景的材料体系。其减小的接触面积与表面应变弛豫特性，使其能在晶格失配衬底上实现外延生长——这是将不同III-V族半导体与现有硅基技术集成的关键优势。通过位置可控的纳米线有序阵列生长于硅基底，可提升器件均匀性与集成度，该工艺通常采用二氧化硅薄膜作为掩模。在掩模中制备圆形孔洞图案（图1(a)）可实现预定义位置与图案的定点纳米线生长，目前主要通过电子束光刻或纳米压印光刻等微纳加工技术实现[2]。重要工艺参数包括氧化层厚度、孔径与图案间距，需多步骤优化才能获得高产率均匀纳米线[3]。此外，催化颗粒常偏离孔洞中心，导致纳米线横截面出现非对称形貌[4]。本研究探索了聚焦离子束（FIB）直接图案化纳米线生长衬底的参数空间（图1），采用分子束外延（MBE）技术在带有40纳米热氧化层的FIB图案化Si(111)衬底上生长自催化GaAsSb纳米线，系统调控孔径尺寸、离子剂量与镓束重叠参数（图1(a-c)）。相较于传统光刻胶图案化技术，FIB有望提供更高灵活性与控制精度。同时，FIB图案化会在硅与二氧化硅中引入镓离子注入效应，这种独特作用可能对自催化纳米线生长及纳米线-衬底体系特性产生积极影响。MBE生长后，所有阵列均呈现三种典型生长模式（图1(d-e)）：最小孔径（10纳米图案）行特征为高直立纳米线产率（≤80%）；随着孔径增大，初期会出现更多寄生晶体生长，最终每个孔洞内形成2-5根多纳米线结构；当各列阵列剂量递增时，这些转变对应的图案化孔径呈比例减小。结果表明FIB可在单次生长过程中高效绘制参数空间，并实现从定向单纳米线、二维寄生晶体到多纳米线共存的生长模式调控。后续将通过原位透射电镜观测与单纳米线电学测试[5]来完善结构分析并研究其电学特性。除FIB图案化的灵活性外，由于镓离子注入效应及改变的纳米线-衬底界面，FIB图案化硅基底上生长的III-V族纳米线有望展现新颖特性。
关键词： 自催化、纳米线、聚焦离子束、纳米结构化、砷镓锑
更新于2025-09-11 14:15:04
-
通过衬底加工工程实现的高密度砷化镓纳米线阵列
摘要： 通过衬底加工工程成功制备了垂直排列的砷化镓纳米线（NWs）。采用分子束外延技术在n型硅（111）衬底上生长出高密度垂直砷化镓纳米线。系统实验表明，衬底预处理对一维（1D）纳米材料的垂直外延生长至关重要。研究发现，使用稀释缓冲氧化物蚀刻液（BOE）处理的衬底能提高纳米线密度和垂直度。我们还发现衬底加工工程会显著影响砷化镓纳米线的形貌。最后通过场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）展示了硅表面砷化镓纳米线阵列的制备效果。这种单步工艺无需电子束光刻（EBL）和/或纳米压印光刻（NIL）即可获得大面积砷化镓纳米线阵列，具有简单经济的特点。本研究为高密度纳米线阵列提供了新方法。
关键词： 砷化镓纳米线阵列，自催化，缓冲氧化物蚀刻，分子束外延
更新于2025-09-09 09:28:46
-
自催化磷化铟纳米结构中的微拉曼光谱：形貌与衬底效应
摘要： 我们报道了自催化磷化铟（InP）纳米结构的形貌与衬底对声子振动模式的影响。采用液态铟作为催化剂，通过金属有机化学气相外延法在InP(111)B、Si(111)和Si(100)单晶衬底上生长出自催化InP纳米锥和纳米柱。由于一维纳米结构中晶体对称性破缺，纵向光学（LO）和横向光学（TO）声子模式得以清晰分辨并呈现强各向异性行为。研究发现LO声子模式的展宽与下移对生长纳米结构的形貌（即长径比与表面积体积比）及晶体结构（即纤锌矿与闪锌矿）具有敏感性。本工作证明拉曼光谱能在不破坏样品的前提下，提供关于生长纳米结构质量（即生长取向、晶体结构及结构缺陷存在情况）的统计性认知。
关键词： VLS工艺、MOVPE、InP纳米线、拉曼光谱、自催化
更新于2025-09-04 15:30:14