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地球科学 2025年第3期50卷 857-876页

作者：罗根明王畅殷宗军沈冰林巍屈原皋中国地质大学(武汉)地质微生物与环境全国重点实验室行星地质与深空探测湖北省重点实验室地球科学学院中国科学院南京地质古生物研究所古生物学与油气地层应用全国重点实验室中国科学院大学南京学院北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室地球与空间科学学院中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院地球与行星物理重点实验室中国科学院深海科学与工程研究所

我们在宇宙中是否独一无二？地球生命是在何处以及如何起源？这些全人类孜孜以求的重大科学问题正是天体生物学研究的核心问题.伴随着深空探测技术的提高和工程任务的开展，我们比以往任何时候都更有可能回答上述问题.地球是迄今为止唯... 详细信息

我们在宇宙中是否独一无二？地球生命是在何处以及如何起源？这些全人类孜孜以求的重大科学问题正是天体生物学研究的核心问题.伴随着深空探测技术的提高和工程任务的开展，我们比以往任何时候都更有可能回答上述问题.地球是迄今为止唯一确认孕育生命的星球，地球生物学的研究对地外生命的探寻具有重要的指导意义.为了更好地推动天体生物学的发展，本文介绍了地球生物学和天体生物学内涵和简要发展历史.在此基础上，围绕天体生物学所关注的宜居性和生命的形成与演化这两个不同层次的核心科学问题，阐述了天体宜居性所要满足的条件，分析如何判断宜居环境是否孕育了生命.最后提出了地球生物学需要加强的3方面研究，分别为早期地球宜居性演化、极端环境的生命特征和记录，以及生命信号的构建.

关键词：宜居性生命信号早期地球极端环境地质微生物天体生物学生态系统

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基于DNA纳米结构的传感界面调控及生物检测应用

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化学进展 2017年第1期29卷 36-46页

作者：叶德楷左小磊樊春海中国科学院上海应用物理研究所物理生物学研究室上海光源生物成像中心上海201800

生物传感技术在环境、安全和医学诊断等应用中具有重要意义。如何精确调控自组装界面上生物识别探针与界面的相互作用来提高生物传感的性能则是其中的关键问题。常规界面组装过程中,DNA等生物分子往往在界面形成非均一的自组装层,分子... 详细信息

生物传感技术在环境、安全和医学诊断等应用中具有重要意义。如何精确调控自组装界面上生物识别探针与界面的相互作用来提高生物传感的性能则是其中的关键问题。常规界面组装过程中,DNA等生物分子往往在界面形成非均一的自组装层,分子结合能量壁垒高,识别效率低。我们通过构建有序DNA纳米结构,发展了纳米尺度精确调控界面性质的方法。通过在界面上形成以熵驱动主导的均匀自组装层,增加探针分子间的有效距离,并通过精确调控界面上DNA纳米结构的尺寸,显著提高界面DNA杂交效率与速率。我们在DNA四面体上修饰不同的生物识别分子(DNA、抗体、核酸适配体等),可构建通用检测平台,实现对核酸、蛋白、小分子及细胞的高灵敏检测,并且在复杂样本中同样保持了优异的检测性能。在此基础上,我们将四面体三维结构探针应用于细胞内以及活体检测,研究了DNA四面体在细胞内的运输途径及靶向定位方式,并实现对细胞内ATP分布的传感成像及小鼠体内肿瘤组织的靶向成像,有望发展活体生物传感的新探针。

关键词：生物传感界面组装 DNA纳米结构电化学细胞成像

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单细胞内Ca^（2＋）时空变化的激光共聚焦显微测定

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生物化学与生物物理进展 1996年第5期23卷 442-445页

作者：杨小毅颜坤黄有国中国科学院生物物理研究所中国科学院生物物理研究所神经生物学研究室

应用激光扫描共聚焦显微系统（ＬＳＣＭ）和Ｆｌｕｏ－３／ＡＭ荧光探剂标记技术，测定了单个活细胞胞内游离Ｃａ２＋的动态变化与立体分布影像．结果显示，在３７℃，Ｆｌｕｏ－３／ＡＭ终浓度为６μｍｏｌ／Ｌ的条件下，Ｃ５７ＢＬ／... 详细信息

应用激光扫描共聚焦显微系统（ＬＳＣＭ）和Ｆｌｕｏ－３／ＡＭ荧光探剂标记技术，测定了单个活细胞胞内游离Ｃａ２＋的动态变化与立体分布影像．结果显示，在３７℃，Ｆｌｕｏ－３／ＡＭ终浓度为６μｍｏｌ／Ｌ的条件下，Ｃ５７ＢＬ／６Ｊ小鼠巨噬细胞负载１ｈ左右即可获得良好的标记效果．相反，若探剂浓度太高或负载时间太长，胞内荧光强度太强，影响在共聚焦显微镜镜下分辨细胞内结构．因此用ＬＳＣＭ研究细胞内游离Ｃａ２＋变化时，荧光探剂的负载应以获得最适荧光信号而不是以最大荧光强度为标准．上述方法在其他如平滑肌细胞、卵母细胞中的测定亦获得满意的结果，这对进一步研究各种生理和病理条件下细胞内Ｃａ２＋信号的动态变化、与跨膜Ｃａ２＋梯差的关系及对活细胞功能活动的调节提供了一种可行的、直观的研究手段。

关键词：细胞钙离子激光共聚焦显微系统

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表面引发的DNA杂交链式反应的石英晶体微天平研究(英文)

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化学学报 2012年第20期70卷 2127-2132页

作者：王萍葛志磊裴昊王丽华樊春海中国科学院上海应用物理研究所物理生物学实验室上海201800

通过石英晶体振荡技术研究了杂交链式反应这种核酸扩增的方法.石英晶体微天平可以表征在晶体和溶液的界面上的DNA层,并获得粘性穿透深度这一重要参数.根据石英晶体表面吸附质量和振荡频率之间的关系,我们测量了表面引发的杂交链式反应... 详细信息

通过石英晶体振荡技术研究了杂交链式反应这种核酸扩增的方法.石英晶体微天平可以表征在晶体和溶液的界面上的DNA层,并获得粘性穿透深度这一重要参数.根据石英晶体表面吸附质量和振荡频率之间的关系,我们测量了表面引发的杂交链式反应的动力学过程,并获得界面上的粘度、剪切模量等参数.这一工作为研究固液界面上核酸反应过程,特别是杂交链式反应的机制提供了新的途径.

关键词：杂交链式反应石英晶体微天平 DNA 粘度界面穿透深度

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DNA折纸术纳米反应器

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化学进展 2014年第5期26卷 695-705页

作者：贾思思晁洁樊春海柳华杰中国科学院上海应用物理研究所物理生物学实验室上海光源生物成像中心上海201800

基于DNA折纸技术,构建具有纳米尺度可寻址的新型DNA纳米反应器,是DNA纳米技术领域的一个最新研究思路和方向。它的优势首先在于其纳米定位能力,通过不同的化学或生物相互作用,已能够实现对包括化学小分子、生物大分子及人工纳米材料等... 详细信息

基于DNA折纸技术,构建具有纳米尺度可寻址的新型DNA纳米反应器,是DNA纳米技术领域的一个最新研究思路和方向。它的优势首先在于其纳米定位能力,通过不同的化学或生物相互作用,已能够实现对包括化学小分子、生物大分子及人工纳米材料等的纳米级精确定位;其次,DNA折纸结构的丰富多样性,使构建纳米级仿生限域环境成为了可能;此外,DNA折纸结构本身的生物相容性及优良的产率,也保证了这一材料的可应用性。本文首先介绍了在DNA折纸结构上,对不同材料和分子进行纳米定位的一般方法和最新进展。然后,着重阐述了基于纳米定位技术,以DNA折纸结构作为纳米反应器,对一些化学、生化反应的成功调控。最后,基于现有的工作基础,我们提出了DNA折纸术纳米反应器概念在未来的发展方向及应用前景展望。

关键词： DNA折纸术纳米反应器纳米定位单分子反应酶联反应

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多壁碳纳米管(MWNTs)对梨形四膜虫的生长促进作用

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核技术 2007年第8期30卷 689-693页

作者：诸颖冉铁成李宇国李文新中国科学院上海应用物理研究所纳米生物医药研究室

本工作用显微技术观察到了四膜虫对多壁碳纳米管(MWNTs)的大量摄取。考察了四膜虫存活率与MWNTs的剂量效应,发现MWNTs对细胞的生长有浓度依赖的促进作用。四膜虫的生长刺激通过琥珀酸脱氢酶(SDH),蛋白质和核酸含量的测定被进一步证实。... 详细信息

本工作用显微技术观察到了四膜虫对多壁碳纳米管(MWNTs)的大量摄取。考察了四膜虫存活率与MWNTs的剂量效应,发现MWNTs对细胞的生长有浓度依赖的促进作用。四膜虫的生长刺激通过琥珀酸脱氢酶(SDH),蛋白质和核酸含量的测定被进一步证实。TGA分析表明纳米管非共价结合蛋白,因此推测,培养液中的MWNTs载带了大量蛋白胨进入四膜虫细胞内是导致四膜虫迅速增殖的原因。

关键词：梨形四膜虫多壁碳纳米管生长促进存活率蛋白胨

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碳纳米管(CNTs)与贻贝棘尾虫的相互作用研究

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核技术 2006年第3期29卷 202-206页

作者：诸颖赵群芬蔡小青李宇国李文新中国科学院上海应用物理研究所纳米生物医药研究室

用显微技术观察了贻贝棘尾虫对碳纳米管(CNTs)的摄取以及虫体分裂时CNTs在其体内的分布,测定了0.1、0.5、1.0、5.0、10、50和200μg·mL?17个浓度的CNTs与贻贝棘尾虫存活率的响应曲线,发现加CNTs后第5天虫体的存活率分别为111%、107... 详细信息

用显微技术观察了贻贝棘尾虫对碳纳米管(CNTs)的摄取以及虫体分裂时CNTs在其体内的分布,测定了0.1、0.5、1.0、5.0、10、50和200μg·mL?17个浓度的CNTs与贻贝棘尾虫存活率的响应曲线,发现加CNTs后第5天虫体的存活率分别为111%、107%、75%、70%、53%、43%、38%左右,表明高浓度的CNTs对细胞的生长有与浓度相关的抑制作用,而当浓度降至足够低时,CNTs对细胞的生长有促进作用。在此基础上用PI染色的方法初步探讨了高浓度CNTs对细胞生长产生抑制作用的原因,荧光显微镜观察结果显示CNTs损伤了贻贝棘尾虫大核和膜的正常生理功能。

关键词：贻贝棘尾虫碳纳米管毒性存活率大核

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纳米等离子体生物传感及成像

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化学学报 2017年第11期75卷 1036-1046页

作者：苏莹莹彭天欢邢菲菲李迪樊春海上海大学理学院化学系上海200444 中国科学院上海应用物理研究所物理生物学研究室上海201800

贵金属纳米材料具有显著的局域表面等离子体共振(LSPR)效应,可有效地将共振光子限域在金属表面.随着多种形貌贵金属纳米材料的可控合成及其功能化表面化学技术的日臻成熟,贵金属纳米材料已被广泛应用于生物标记、传感成像、分析分离及... 详细信息

贵金属纳米材料具有显著的局域表面等离子体共振(LSPR)效应,可有效地将共振光子限域在金属表面.随着多种形貌贵金属纳米材料的可控合成及其功能化表面化学技术的日臻成熟,贵金属纳米材料已被广泛应用于生物标记、传感成像、分析分离及生物医学领域.从贵金属纳米等离子体材料的性质出发,综述局域表面等离子体共振材料在传感及细胞成像中的最新进展,并对基于局域表面等离子体共振材料的纳米光子学传感器未来发展前景做出展望.

关键词：纳米光子学贵金属纳米材料局域表面等离子体共振传感生物成像

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纳米生物传感器在前列腺癌早期检测中的应用

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中国肿瘤临床 2014年第1期41卷 46-50页

作者：赵彬黎振华宋世平樊春海中国科学院上海应用物理研究所物理生物学实验室

纳米生物传感器是纳米技术与生物传感器的融合,其研究涉及纳米技术、生物技术、微电子技术和分析技术等多个重要领域。近年来,随着各种纳米材料的不断涌现和纳米技术的蓬勃发展,纳米生物传感器在疾病诊断领域展现出日益广泛的应用性。... 详细信息

纳米生物传感器是纳米技术与生物传感器的融合,其研究涉及纳米技术、生物技术、微电子技术和分析技术等多个重要领域。近年来,随着各种纳米材料的不断涌现和纳米技术的蓬勃发展,纳米生物传感器在疾病诊断领域展现出日益广泛的应用性。前列腺癌是当前威胁全世界男性健康的主要恶性肿瘤之一,对低浓度的前列腺癌标志物进行高效检测有利于前列腺癌的早期诊断、治疗监测及复发预测,具有重要的临床意义。本文针对生物传感器在前列腺癌标志物检测中的应用,介绍近年来纳米生物传感技术在前列癌早期诊断中的研究进展与应用前景。

关键词：纳米生物传感器前列腺癌标志物检测早期诊断

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基于时间门技术的纳米显微镜原理及应用

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中国科学：化学 2015年第11期45卷 1206-1213页

作者：侯尚国王坤王丽华黄庆邓素辉中国科学院上海应用物理研究所物理生物学研究室上海201800

很久以来,光学显微镜的分辨率受限于光学衍射极限.最近几年,发展了很多突破光学衍射极限的技术方法.其中,受激发射损耗(stimulated emission depletion,STED)显微镜因能够提供超快超高的分辨率而备受关注.在这类方法中,脉冲式STED分辨... 详细信息

很久以来,光学显微镜的分辨率受限于光学衍射极限.最近几年,发展了很多突破光学衍射极限的技术方法.其中,受激发射损耗(stimulated emission depletion,STED)显微镜因能够提供超快超高的分辨率而备受关注.在这类方法中,脉冲式STED分辨率较高但搭建复杂;连续光STED虽然搭建简单,但分辨率有所下降;时间门调制STED(gated-STED,g STED)在简化STED搭建的同时,又可以实现与脉冲式STED相比拟的分辨率.本文详细介绍了时间门在STED纳米显微镜中的应用.

关键词：超分辨成像时间门纳米显微镜受激发射损耗显微镜

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