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化学等离子体振荡：一种化学机械能量转换器
摘要： 化学振荡与波属于非平衡系统，它们通过持续输入反应物能量（类似生命系统）维持稳态。这类振荡现象大多已在理论和基础层面得到研究，但如何模拟生物系统的能量耦合机制仍是未解之谜。本研究基于金纳米粒子（Au NPs）和温敏/pH响应聚合物开发出化学机械能转换器（CoMET），能将捕获的化学能转化为可通过消光光谱检测的机械振荡。结果表明：以化学等离子体振荡为特征的金纳米粒子机械运动完全遵循pH振荡规律，且可通过调节温度与还原剂注入速率进行控制。研究发现，氧化还原电位的能量输入最终引发金纳米粒子的集体聚集/解聚，这是化学等离子体振荡的主要驱动力。该CoMET的能量效率（约34%）与力产生值（约28皮牛）超越多数生物化学机械系统，为纳米力学与纳米机器供能提供了新途径。
关键词： 能量、pH值、消光、化学振荡、等离子体激元
更新于2025-09-11 14:15:04
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噪声环境中基于九量子比特纠缠态的非对称双向受控传态
摘要： 通常认为有机配体会降低金属离子的毒性，但相关实验证据较少，尤其是对于常与有机化合物共存于工业废水中的铬(III)。本研究采用光谱技术，在高离子强度的毒性测试条件下，检测了铬(III)与乙酸根、乳酸根、L-酒石酸根、邻苯二甲酸氢根及草酸根的配位作用。测得这些配合物的稳定常数顺序为：铬(III)草酸盐 > 铬(III)乳酸盐 > 铬(III)邻苯二甲酸盐 > 铬(III)L-酒石酸盐 > 铬(III)醋酸盐。随后测试了15分钟暴露期内铬(III)对发光菌属Photobacterium phosphoreum的毒性，并对比了有无有机配体存在的情况。结果意外显示：铬(III)与乙酸、乳酸、L-酒石酸及邻苯二甲酸形成的配合物反而增强了对发光细菌的毒性；而铬(III)与草酸的配位作用则显著降低了单独草酸及无机铬(III)的毒性，该结论通过扫描电镜(SEM)进一步验证。研究表明：在酸性水体中，有机质并不总能减轻铬(III)的毒性。
关键词： 毒性、pH值、稳定常数、有机物、三价铬
更新于2025-09-11 14:15:04
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金(III)结合牛血清白蛋白不同构象中的发光团形成
摘要： 所提方案的目的是研究Au(III)与BSA的结合过程，该过程会引发BSA-Au(III)复合物因构象变化而产生红色荧光（发射波长λem=640 nm）。通过调节pH值证实，红色荧光的产生与BSA构象的pH诱导平衡转变相关。仅在pH≥9.7（对应BSA的"A型"构象）条件下才能形成红色荧光BSA-Au(III)复合物。方案详细描述了调节BSA与Au摩尔比及监测Au(III)结合过程时序的方法，产生红色荧光所需每个BSA结合的Au(III)最小数量少于七个。我们分步骤阐述该方案以展示BSA中存在多个Au(III)结合位点：首先通过先添加铜(Cu(II))或镍(Ni(II))阳离子再引入Au(III)，揭示了一个非红色荧光团的Au(III)结合位点；其次采用硫醇封端剂修饰BSA后，发现另一个不形成荧光团的Au(III)结合位点；第三通过切断和封闭二硫键改变BSA构象，展示了可能的Au(III)结合位点。该控制BSA构象与Au(III)结合的方案可普遍应用于研究其他蛋白质与金属阳离子的相互作用。
关键词： 金、荧光、化学、合成、构象、第138期、牛血清白蛋白、BSA、金离子、pH值
更新于2025-09-10 09:29:36
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新型多功能发光电纺荧光纳米纤维化学传感器-过滤器及其对pH值、温度和金属离子的通用传感
摘要： 由聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-N-羟甲基丙烯酰胺-co-罗丹明衍生物)(poly(NIPAAm-co-NMA-co-RhBN2AM))通过静电纺丝工艺制备的新型多功能荧光化学传感器，其纳米纤维(ES)对pH值、汞离子(Hg2+)和温度具有高灵敏度。NIPAAm和NMA结构单元分别提供亲水性和温敏特性(水溶液中吸收Hg2+)及化学交联位点(稳定水溶液中的纤维结构)。荧光探针RhBN2AM对pH和Hg2+具有高度敏感性。通过自由基聚合合成了不同配比的poly(NIPAAm-co-NMA-co-RhBN2AM)，其中NIPAAm:NMA:RhBN2AM比例为71.1:28.4:0.5的传感共聚物所制静电纺丝纳米纤维(P3 ES纳米纤维)表现出显著的颜色变化——检测pH时从无荧光转变为红色荧光(λPL,max增强4.8倍)，或检测Hg2+(固定Hg2+浓度10^-3 M时P3纤维的λPL,max增强4.7倍)，且在依次添加Hg2+和乙二胺四乙酸(EDTA)时荧光发射的开关可逆性高达至少五次循环。相比相应薄膜，P3 ES纳米纤维膜具有更高的比表面积以提升性能。此外，P3 ES纳米纤维膜的荧光发射在低于临界溶解温度以上时出现二次增强。因此，这种具有开关可控能力和温敏特性的P3静电纺丝纳米纤维膜可作为水溶液中特定重金属过渡金属(HTM)的多功能传感器件。
关键词： 热响应、化学传感器、电纺纳米纤维、pH值、汞离子
更新于2025-09-09 09:28:46
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基于FRET的脑片器官型切片细胞内ATP成像
摘要： 活跃神经元需要大量三磷酸腺苷（ATP）来重建因跨质膜离子流而降解的离子梯度。与星形胶质细胞不同，神经元本身并不储存显著的能量底物。最新研究表明这两种细胞类型存在神经-代谢耦合现象：星形胶质细胞通过增强糖酵解和乳酸生成来支持神经元代谢。本研究利用基于荧光共振能量转移（FRET）的纳米传感器ATeam1.03YEMK（简称"Ateam"），建立了在脑器官型切片中动态检测胞内ATP水平变化的细胞特异性表达体系。通过分别采用突触蛋白启动子或胶质纤维酸性蛋白（GFAP）启动子驱动的腺相关病毒载体，实现了对神经元或星形胶质细胞的特异性转导。当用糖酵解和线粒体呼吸代谢抑制剂灌注组织切片引发化学性缺血时，细胞内Ateam信号迅速降至新低值，表明ATP基本耗竭。将胞外钾浓度提升至8mM（模拟活跃神经元钾离子释放）虽未改变神经元ATP水平，但导致星形胶质细胞ATP含量升高——该结果在急性分离组织切片中得到验证。综上，本研究表明器官型脑切片是神经元与星形胶质细胞ATP动态FRET成像的可靠工具，并证实高钾环境下星形胶质细胞（而非神经元）会出现ATP合成增强现象。
关键词： 代谢、ATeam1.03YEMK、海马体、钾、pH值、化学性缺血
更新于2025-09-09 09:28:46
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7,8-苯并喹啉的稳态与时间分辨荧光研究：激发态质子化的再探究
摘要： 重新研究了7,8-苯并喹啉（7,8-BQ）在不同质子性、极性及宽pH范围的一系列有机溶剂中的稳态和时间分辨光谱特性。本工作的重点是通过其在水和强氢键供体溶剂（三氟乙醇）中的行为，探究氢键对质子化反应的影响。计算并讨论了量子产率及速率（辐射、非辐射和激发态质子化）。观察到水中的不可逆扩散控制激发态质子转移以及三氟乙醇中更快的激发态质子化过程。
关键词： 7,8-苯并喹啉（苯并[h]喹啉）、质子化、三氟乙醇、溶剂、pH值、氢键
更新于2025-09-04 15:30:14
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基于氧化石墨烯和凝胶包覆光纤光栅的pH传感器在生物医学领域的应用
摘要： 一种基于水凝胶涂层光纤光栅的生物医学用pH传感器已研制成功，其中采用氧化石墨烯（GO）来增强涂层与光纤之间的结合力。研究分析了两种GO沉积方法——蒸发法和共电镀法。论文得出结论：在pH值2至10范围内，GO蒸发沉积于光纤+水凝胶体系的灵敏度（(6.1±0.5) pm/pH）远高于铜与GO共电镀+水凝胶体系（(1.9±0.1) pm/pH）。另一结论是：前者体系的光纤涂层结合能较低，而后者体系具有更强的结合能和更好的耐久性。
关键词： 光纤布拉格光栅、表面功能化、pH值、传感、光纤、生物医学应用、粗糙度、氧化石墨烯、润湿性、氧化石墨烯
更新于2025-09-04 15:30:14
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含多壁碳纳米管（MWCNTs）的太阳能乙二醇-水混合液导热与导电性能增强
摘要： 本研究中，作者描述了添加多壁碳纳米管（MWCNTs）的太阳能乙二醇-水（50:50）混合液体的导热性和导电性。采用阿拉伯树胶作为表面活性剂制备稳定的纳米流体悬浮液。通过典型的两步法制备了体积浓度分别为0.2%、0.4%和0.6%的MWCNTs分散液。通过紫外-可见分光光度计、zeta电位分析仪、扫描电子显微镜分析和pH计对胶体稳定性进行了评估。在50°C下，当MWCNTs的负载量为0.6 vol.%时，SG-水混合物的热导率最大增幅达到21.46%。然而，所制备纳米流体的导电性随温度升高呈线性增强，在50°C下，MWCNTs负载量为0.6 vol.%的SG-水混合物中导电性增幅达到62.19%。结果表明，基于SG-水和MWCNTs的纳米流体可作为传统液体在各种传热应用中的合适替代品。
关键词： 太阳能乙二醇，热导率，多壁碳纳米管，pH值，电导率
更新于2025-09-04 15:30:14