科学家们合成95Mat5抗体 接近研制出单一、通用的抗蛇毒血清

科学家们合成95Mat5抗体接近研制出单一、通用的抗蛇毒血清澳大利亚、亚洲和非洲尤其是许多致命毒蛇的栖息地。据估计，每年有多达138000人因被毒蛇咬伤而丧生，另有400000或更多的人留下终身残疾。现在，斯克里普斯研究所的科学家们发现了一种抗体，这种抗体可以阻断这些国家中的一些蛇类产生的一种主要毒素的致命作用。这项研究的通讯作者之一约瑟夫-雅尔丁（JosephJardine）说："这种抗体可以对抗众多蛇类中的一种主要毒素，这种毒素每年导致数万人死亡。这对中低收入国家的人们来说可能非常有价值，因为这些国家因被蛇咬伤而造成的伤亡人数最多。"目前大多数蛇毒抗蛇毒血清都来自马和羊等供体动物。将少量毒液注射到动物体内，使其免疫系统产生反应并释放抗体，这些抗体被提取并纯化为医药级抗蛇毒血清。除了与使用捐献动物（和蛇）相关的伦理问题外，这些往往能挽救生命的抗蛇毒血清在注射时还会引起极度过敏反应。因此，研究人员开始着手解决这些局限性。研究人员比较了各种眼镜蛇的毒液蛋白质，发现所有眼镜蛇毒液中都含有一种蛋白质-三指毒素（3FTx），不同种类的眼镜蛇毒液中含有相似的部分。3FTx蛋白"超家族"具有不同的作用；其中许多具有神经毒性，可导致全身瘫痪。随后，研究人员开始寻找能够阻断这种蛋白质的抗体。研究人员将16种不同的3FTx基因植入哺乳动物细胞，然后在实验室中产生毒素。他们参考了一个由500多亿种合成人类抗体组成的抗体库，测试了哪些抗体能与银环蛇（又称中国或台湾银环蛇）的蛋白质结合，这种蛋白质与其他3FTx蛋白最相似。他们将搜索范围缩小到大约3800种抗体，并测试这些抗体是否能识别其他四种3FTx变体。结果有30种可以识别。在这30个变体中，在所有变体中相互作用最强的是一种名为95Mat5的抗体。当给小鼠注射银环蛇、印度眼镜蛇、黑曼巴和眼镜王蛇的毒素时，在所有情况下，啮齿动物不仅免于死亡，还免于瘫痪。研究人员在调查这种抗体为何如此有效时发现，它模仿了3FTx通常与之结合的人类蛋白质的结构。由于95Mat5是一种合成（单克隆）抗体，因此生产抗蛇毒血清既不需要供体动物，也不需要蛇。Jardine说："令人兴奋的是，我们可以完全通过人工合成的方法制造出有效的抗体--我们没有对任何动物进行免疫，也没有使用任何蛇类。"虽然这种抗体能有效对抗眼镜蛇毒中的神经毒素，但研究人员强调，这种抗体本身并不是万能的抗蛇毒血清。蛇毒是一种复杂的鸡尾酒毒液，通用抗蛇毒血清需要添加针对几大类毒液的抗体，包括在眼镜蛇体内发现的其他3FTx蛋白群和蝰蛇体内常见的毒素，这正是研究人员目前正在努力的方向。研究人员说："因此，最终的通用抗蛇毒血清可能至少需要四到五种抗体，才能有效覆盖更多的毒液类别。95Mat5的发现和开发是开发基于单克隆的通用抗蛇毒血清的重要的第一步，因为它能有效中和蛇毒中最多样、毒性最强的成分之一。"这项研究发表在《科学转化医学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1420009.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1420009.htm

科学家利用模糊光三维打印高质量镜片

科学家利用模糊光三维打印高质量镜片访问：Saily-使用eSIM实现手机全球数据漫游安全可靠源自NordVPN研究人员开发了一种名为模糊层析成像的新型3D打印方法，可以快速生产出具有商业级光学质量的微透镜。他们使用这种技术打印了一个微型透镜阵列，图中的微型透镜阵列由一组镊子夹持。图片来源：加拿大国家研究理事会丹尼尔-韦伯在光学出版集团（OpticaPublishingGroup）的高影响力研究期刊《光学》（Optica）上，这些研究人员展示了这种新方法，用它制作了一个毫米大小的平凸透镜，其成像性能与市售玻璃透镜类似。他们还表明，这种方法可以在30分钟内生产出可以使用的光学元件。韦伯说："由于层析3D打印机和所使用的材料价格低廉，我们预计这种方法对于经济高效地快速制作光学元件原型非常有价值。此外，层析3D打印固有的自由形态特性可以让光学设计师用形状复杂的打印光学器件取代多个标准光学器件，从而简化设计。"这项新技术使用定制的投影透镜来模糊用于固化光敏树脂的激光束。这样就产生了光学上光滑的表面，从而可以打印出商业质量的镜片，如左下角所示的镜片。资料来源：加拿大国家研究理事会丹尼尔-韦伯断层体积增材制造是一种相对较新的制造方法，它利用投射光在特定区域固化光敏树脂。它可以在没有任何支撑结构的情况下一次性打印出整个部件。然而，现有的层析成像方法无法直接打印出成像质量的透镜，因为所使用的铅笔状光束会造成条纹，从而导致部件表面出现小棱角。虽然可以使用后处理步骤来创建光滑的表面，但这些方法增加了时间和复杂性，从而失去了与断层打印相关的快速原型制作优势。韦伯博士说："光学元件的制造成本很高，因为一个正常的透镜需要严格的技术指标，而且制造过程复杂耗时。模糊层析成像技术可用于以低成本的方式进行自由形态设计。随着技术的成熟，它可以更快地制作出新光学设备的原型，这对从商业制造商到车库发明家的任何人都非常有用。"为了测试这种新方法，研究人员首先制作了一个简单的平凸透镜，结果表明它的成像分辨率与具有相同物理尺寸的商用玻璃透镜相当。它还表现出微米级的形状误差、亚纳米级的表面粗糙度和接近玻璃透镜的点展宽函数。他们还利用模糊层析技术制作了一个3×3的微透镜阵列，并将其与用传统层析3D打印技术打印的阵列进行了比较。他们发现，由于表面粗糙度较大，用传统方法打印的阵列无法对名片成像，但用模糊层析成像技术打印的阵列却可以。此外，研究人员还演示了将球透镜叠印到光纤上，这在以前只能通过一种称为双光子聚合的增材制造技术来实现。目前，他们正致力于通过优化光图案设计方法和将材料参数纳入打印过程来提高组件精度。他们还希望实现打印时间的自动化，使系统足够强大，使其能够用于商业用途。韦伯说："断层三维打印技术是一个迅速成熟的领域，在许多应用领域都得到了应用。在这里，我们利用这种三维打印方法的内在优势来制造毫米级的光学元件。这样，我们就为光学制造技术增加了一种快速、低成本的替代方法，有可能对未来技术产生影响。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430282.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430282.htm

科学家研制出世界上首个3D打印 "大脑模型"

科学家研制出世界上首个3D打印"大脑模型"在维也纳医科大学和维也纳工业大学的一个联合项目中，开发出了世界上第一个三维打印的"大脑模型"，该模型以脑部纤维结构为模型，可以使用一种特殊的磁共振成像（dMRI）进行成像。由维也纳医科大学和维也纳工业大学领导的科研团队在一项研究中表明，这些大脑模型可用于推进神经退行性疾病（如阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和多发性硬化症）的研究。这项研究成果发表在《先进材料技术》（AdvancedMaterialsTechnologies）杂志上。磁共振成像（MRI）是一种广泛使用的诊断成像技术，主要用于检查大脑。核磁共振成像可在不使用电离辐射的情况下检查大脑的结构和功能。在磁共振成像的一种特殊变体--扩散加权磁共振成像（dMRI）中，还可以确定大脑中神经纤维的方向。然而，在神经纤维束的交叉点很难正确确定神经纤维的方向，因为不同方向的神经纤维会在那里重叠。为了进一步改进流程以及测试分析和评估方法，一个国际团队与维也纳医科大学和维也纳工业大学合作开发了一个所谓的"大脑模型"，该模型是利用高分辨率三维打印工艺制作的。带有微通道的小立方体维也纳医科大学的研究人员作为核磁共振成像专家，维也纳工业大学的研究人员作为三维打印专家，与苏黎世大学和汉堡大学医疗中心的同事密切合作。早在2017年，维也纳工业大学就开发出了一种双光子聚合打印机，可以实现升级打印。在此过程中，还与维也纳医科大学和苏黎世大学共同开展了脑模型的使用案例研究。由此产生的专利构成了脑模型的基础，该模型现已开发完成，并由维也纳工业大学的研究与转让支持团队负责监督。从外观上看，这个幻影与真正的大脑并无太大区别。它要小得多，形状像一个立方体。它的内部是非常细小的、充满水的微通道，大小与单个颅神经相当。这些通道的直径比人的头发丝还要细五倍。为了模仿大脑中精细的神经细胞网络，第一作者迈克尔-沃莱茨（MichaelWoletz）（维也纳医科大学医学物理和生物医学工程中心）和弗兰兹斯卡-查鲁帕-甘特纳（FranziskaChalupa-Gantner）（维也纳工业大学3D打印和生物制造研究小组）领导的研究小组使用了一种相当不寻常的3D打印方法：双光子聚合。这种高分辨率方法主要用于打印纳米和微米级的微结构，而不是打印立方毫米级的三维结构。为了为dMRI制作合适尺寸的模型，维也纳科技大学的研究人员一直在努力扩大三维打印工艺的规模，以便能够打印出具有高分辨率细节的更大物体。高比例三维打印为研究人员提供了非常好的模型，在dMRI下观察时，可以确定各种神经结构。MichaelWoletz将这种提高dMRI诊断能力的方法与手机相机的工作方式进行了比较："我们看到，手机相机在摄影方面取得的最大进步并不一定是新的、更好的镜头，而是改进所拍摄图像的软件。dMRI的情况也类似：利用新开发的大脑模型，我们可以更精确地调整分析软件，从而提高测量数据的质量，更准确地重建大脑神经结构。"改进dMRI分析软件因此，真实再现大脑中的特征神经结构对于"训练"dMRI分析软件非常重要。使用三维打印技术可以创建可修改和定制的各种复杂设计。因此，大脑模型描绘的是大脑中产生特别复杂信号并因此难以分析的区域，如交叉的神经通路。因此，为了校准分析软件，需要使用dMRI对大脑模型进行检查，并像分析真实大脑一样分析测量数据。由于采用了三维打印技术，模型的设计是精确可知的，分析结果也可以检查。作为联合研究工作的一部分，维也纳医科大学和维也纳理工大学已经证明了这一点。所开发的模型可用于改进dMRI，从而有利于手术规划和神经退行性疾病（如阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和多发性硬化症）的研究。尽管概念得到了验证，但团队仍然面临着挑战。目前最大的挑战是扩大这种方法的规模："双光子聚合的高分辨率使得打印微米和纳米范围的细节成为可能，因此非常适合颅神经成像。但与此同时，使用这种技术打印一个几立方厘米大小的立方体也需要相应的时间，"Chalupa-Gantner解释说。"因此，我们不仅要开发更复杂的设计，还要进一步优化打印过程本身"。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424851.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424851.htm

日本科学家利用巧妙装置构建复杂的三维有机体

日本科学家利用巧妙装置构建复杂的三维有机体该装置有可能彻底改变我们测试药物的方式，还能让我们深入了解组织是如何发育的，并带来更好的人造器官生长技术。长期以来，科学家们一直在努力创造类器官--在实验室中培育的类似器官的组织--以复制实际的生物发育过程。制造与真实组织功能相似的类器官对开发药物至关重要，因为有必要了解药物是如何在各种组织中移动的。器官组织还能帮助我们深入了解发育过程本身，是培育出能帮助病人的完整器官的垫脚石。实验中使用的立方体之一。资料来源：理化学研究所然而，事实证明，要制造出栩栩如生的器官组织并不容易。在自然界中，组织的发育是通过精心设计的舞蹈进行的，其中包括化学梯度和物理支架，它们引导细胞形成特定的三维模式。与此相反，实验室培育的类器官通常是通过让细胞在均匀条件下生长--创造简单的相似细胞球--或者通过使用三维打印或微流体技术（这两种技术都需要复杂的设备和技术技能）来形成的。显示立方体系统和用途的示意图。资料来源：理化学研究所但现在，理化学研究所先锋研究小组在《先进材料技术》（AdvancedMaterialsTechnologies）上发表的一篇论文中宣布，他们开发出了一种新的创新技术，只需使用一个移液管，就能在空间上控制基于立方体的细胞群周围的环境。这种方法是在立方体培养容器内封闭多层具有不同物理和化学特性的水凝胶（主要由水组成的物质）。在这项研究中，使用移液管将不同的水凝胶插入支架，并根据表面张力固定到位。细胞既可以插入立方体中的单个水凝胶中，也可以以颗粒的形式移动到不同的层中，这样就有可能创造出一系列的组织类型。控制有机体在立方体系统中的位置。资料来源：理化学研究所在发表于《通讯生物学》（CommunicationsBiology）的第二篇论文中，研究小组还展示了重现所谓体轴模式化的能力。从本质上讲，脊椎动物在发育过程中会出现头/后背/腹部的细胞分化模式。尽管这对创造忠实再现实际生物体内情况的有机体非常重要，但在实验室中却很难实现。在这项工作中，研究小组利用基于立方体的系统重现了这种模式化，使用模帽将一组诱导多能干细胞（iPSC）精确地播种在立方体中，然后让细胞暴露在两种不同生长因子的梯度中。他们甚至"招募"了一名实验室助理和一名初中生来成功完成这项工作，这表明细胞播种并不需要很高的专业水平。研究小组还证明，由此产生的组织可以切片成像，并仍能保持梯度方向的信息。立方体系统中的细胞播种控制。资料来源：理化学研究所萩原说："我们对这些成就感到非常兴奋，因为新系统将使研究人员能够快速、无障碍地再造更接近实际生物体器官发育方式的类器官。我们希望广大研究人员能够利用我们的方法创造出各种新的器官组织，为不同器官系统的研究做出贡献。最终，我们希望它还能有助于了解我们如何才能制造出真正的人造器官来帮助病人。"有机体的分化、切片和分析过程。资料来源：理化学研究所...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376289.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376289.htm

科学家首次在实验中发现一维外尔费米子

科学家首次在实验中发现一维外尔费米子外尔费米子是一种在高能物理理论中被预言存在的粒子。它被理论预言可以存在于所有奇数维度（一维、三维）体系中，但目前人们对固体中外尔费米子的研究均在三维体系中开展，即三维外尔费米子。理论预言的最低维度（一维外尔费米子）仍未在实验中发现。根据发表在期刊上的一项研究，华东师范大学研究员袁翔课题组和合作者一起，在低维准粒子激发研究中取得重要进展。联合团队通过强磁场在三维拓扑绝缘体五碲化铪（HfTe5）中，发现了一维外尔费米子，并探索了其特殊的电磁响应。来自：雷锋频道：@kejiqu群组：@kejiquchat投稿：@kejiqubot

科学家利用超声波引导微泡机器人穿过复杂的脑血管

科学家利用超声波引导微泡机器人穿过复杂的脑血管我们的大脑中有超过404英里（650公里）长的血管。纳米技术的进步使得微型机器人得以发展，它们可以通过这些微小复杂的路径进入以前无法进入的区域，提供精确的药物输送，并进行微创手术。考虑到血管网络的复杂性和遇到的血流压力，需要一种引导微型机器人的方法。利用磁场引导微机器人穿过大脑血管可实现精确操作，但由于微机器人必须具有磁性，因此限制了它们的生物降解性。现在，苏黎世联邦理工学院、苏黎世大学和苏黎世大学医院的研究人员合作开发出了微载体--涂有脂质的充满气体的微气泡--可以利用超声波在小鼠大脑狭窄而复杂的血管中导航。该研究的通讯作者之一丹尼尔-艾哈迈德（DanielAhmed）说："超声波除了在医学领域广泛应用外，还具有安全和深入人体的特点。"这些小而光滑、充满气体的微气泡直径在1.1至1.4微米之间，由目前用于超声成像的一种荧光造影剂制成。随着时间的推移，它们会在体内溶解，其脂质外壳由与生物细胞膜相同的物质制成。声学微型机器人导航与实时光学成像相结合DelCampoFonseca等人的研究发现，微型机器人可以在体内长期溶解，其脂质外壳由与生物细胞膜相同的物质制成。研究人员将微气泡注入小鼠体内，使其在动物血液中循环。显微镜可对机器人进行实时成像。研究人员在小鼠头部外侧安装了多达四个超声波传感器，发现微机器人对声波的反应是自我组装成群，并沿着脑血管导航。这些机器人通过调整每个传感器的输出来进行引导，速度最高可达1.5微米/秒，并成功地逆向移动，血流速度最高可达10毫米/秒。研究结果表明，声学微型机械臂可在体内生理条件下工作。研究人员分析了超声驱动后的脑组织，发现微机器人既没有破坏血管内壁，也没有造成神经细胞死亡。用一种已在使用的物质制造微气泡有其优势。艾哈迈德说："由于这些气泡或囊泡已获准用于人体，因此与目前正在开发的其他类型的微载体相比，我们的技术很可能更快地获得批准并用于人体治疗。"现在，他们已经证明了他们的微型机器人可以在小鼠脑血管中导航，研究人员的下一步是在微泡外壳外面附着药物分子。如果成功，这种由超声波激活的微载体就有可能用于治疗癌症、中风和心理疾病。该研究发表在《自然-通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402929.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402929.htm