自然子刊综览 寻找更高效、更廉价的电池催化剂

    《自然—化学》寻找高效率催化剂
    
    目前的燃料电池和金属—空气电池均使用昂贵的金属如铂和钯，为降低这种绿色能源设备的成本，需寻找用于这两种电池的更高效、更廉价的催化剂。现在，研究人员提出了新设计原理，可指导这种更高效催化剂的寻找，新成果发表在日前在线出版的《自然—化学》期刊上。
    
    Yang Shao-Horn, Hubert Gasteiger和同事研究了一种名为钙钛矿(perovskites)的氧化合物，发现含有锰和镍的化合物有更好的催化性能。利用一种分子轨道方法，他们发现两种因素决定了催化剂的性能：一、在特定轨道中的电子数；二、金属和氧原子之间的连接程度。在这两条规则的指导下，研究人员就能从划算的材料中寻找最好的催化剂，条件是它们的电子数和连接程度刚好“合适”。
    
    《自然—方法学》快速灵敏的DNA测序技术
    
    高通量DNA测序技术促进了生物学和医学的巨大进步，但这种技术仍有发展空间。目前的技术或是强调速度，或是强调高通量和灵敏度。现在，研究人员发明了一种综合速度和高灵敏度的DNA测序技术，新成果发表在日前在线出版的《自然—方法学》期刊上。
    
    谢晓亮和同事将多种测序技术结合在一起，发明了一种名为荧光基因测序(fluorogenic sequencing)的技术。他们将目标DNA陷入微流体的微腔中进行测序，然后，按顺序加入四种核苷酸，每种核苷酸都标记上同样的染料，只要这种染料是核苷酸的一部分，它们就不会发出荧光。如果核苷酸被并入生长中的DNA链，那么染料就会分离出来并开始发出容易检测到的荧光。
    
    尽管荧光基因测序技术还处于原理论证阶段，但已显示出其前景特征：通过在微流体平台增加微腔数目可提高其测序能力，通过更快速的荧光描述技术可提高其测序速度，通过减少微腔体积可降低测序成本。
    
    《自然—医学》治疗毒蛇咬伤
    
    据估计，全世界每年被毒蛇咬伤致死的人数达10万人，并有4万人被截肢。如今，研究人员发现一种干扰淋巴管泵送作用的药物，可用于毒蛇咬伤的治疗，新成果发表在7月在线出版的《自然—医学》期刊上。
    
    许多毒蛇的毒液里含有毒性大分子，这些分子只能通过被咬伤处淋巴管的输送才能进入血液系统。Dirk van Helden和同事发现，如果给注射了毒蛇毒液的小鼠涂抹上含三硝酸甘油的药膏，小鼠的成活率可提高50%。而三硝酸甘油是用于心脏衰竭的治疗。在这种药膏降低了毒液在小鼠淋巴管中的传输速度的同时，他们也将这种药膏加上放射性示踪剂用于健康的人类志愿者身体上，发现示踪剂在人体淋巴管中的传输速度也同样降低了。
    
    他们得出结论认为，含三硝酸甘油的药膏也能提高被毒虫咬伤的人类的生存机会，因为它们给予受伤者更多的时间来获得治疗。
    
    《自然—化学生物学》钚中毒
    
    钚是一种对人体有毒的人造大分子，现在，研究人员深入分析了人体细胞吸收放射性钚元素的机理，新成果发表在7月在线出版的《自然—化学生物学》期刊上。
    
    最近，因大地震导致的日本福岛核电站危机，以及含钚燃料的核反应堆在日本之外的其他国家的使用，新研究将有助于科学家们探索在暴露于钚污染的环境中，如何最小化人体细胞对钚的吸收量。科学家们指出，钚具有铁离子的部分化学性质，它会以细胞吸收营养矿物质通道被细胞吸收。
    
    Mark Jensen和同事指出，情况确实如此，但有一个重要的附加条件。携带铁离子的蛋白质输送器进入细胞的前提条件是这种蛋白质两端与铁离子键接的叶片能够合拢。不幸的是，只有其中一个蛋白质叶片能与钚链接，因此，细胞吸收钚的条件是链接钚的蛋白质的另一端还必须链接铁离子。
    
    《自然—光子学》一种来自细胞的活激光
    
    在日前在线出版的《自然—光子学》期刊上，研究人员报告了一种源自细胞的活激光，这种激光可表达绿色荧光蛋白。尽管对它的应用还属于推测的早期阶段，但这种激光有潜力用于新生物成像、感应器和细胞仪等技术的开发。
    
    所有的激光都需要有光学增益介质来行使其功能。传统上，这种激光增益介质是用非生命材料制成，如掺杂晶体、半导体、液体染料或气体等构成。 Malte Gather和Seok Hyun Yun将单个细胞放入特别设计的高反射微腔，创建了他们自己的生物增益介质。当被注入蓝光脉冲时，细胞释放出明亮、定向的绿色激光光束。
    
    这种有机增益介质不仅具有再生和自加热潜力，而且还有与生俱来的生物相容性。

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