学科: 工学

连续血糖监测仪对糖尿病患者有用，但难观察细胞水平葡萄糖动态。我们开发第二代基因编码荧光传感器iGlucoSnFR2，可测细胞内葡萄糖消耗、糖异生及内质网释放，在小鼠脑内表现优于初代，能检测去甲肾上腺素或电刺激引起的瞬时升高，膜定位版本可校准细胞外葡萄糖，助力活体高时空分辨率研究。

标签: iGlucoSnFR2 基因编码葡萄糖传感器 活体成像 细胞内葡萄糖 细胞外葡萄糖

数百万年来地球碳循环稳定，但人类排放引发严重空气污染和气候变化。碳催化剂作为创新脱碳方案，可替代关键矿物，由二氧化碳合成，将原料转化为高价值化学品和燃料，减少能耗与排放。本文探讨其原子尺度催化机制，提出碳-碳、碳-氮耦合活性位点设计框架，助力生产高价值多碳烃和含氮化学品，强调其对能源化工的变革潜力及可持续发展挑战与方向。

标签: 二氧化碳转化 可持续解决方案 含氮化学品 多碳烃 碳催化剂

肠道噬菌体深刻影响微生物生态与健康，但研究不足。本研究通过深度长读长宏基因组测序，追踪6名健康人2年粪便样本中的前噬菌体整合动态，发现多数前噬菌体稳定存在，约5%动态增减，宿主有无前噬菌体可共存，诱导水平低，部分噬菌体可整合到不同科细菌中，还发现利用细菌IS30转座酶的新型"IScream噬菌体"，揭示了肠道噬菌体-细菌动态及进化机制。

标签: IScream噬菌体 前噬菌体 噬菌体-宿主相互作用 肠道噬菌体 长读长宏基因组学

肿瘤细胞产生的大量L-乳酸会形成免疫抑制微环境，削弱癌症治疗效果。本研究开发的智能纳米机器人可增强肿瘤靶向与深层穿透，并将L-乳酸转化为免疫刺激性D-乳酸。其通过金纳米颗粒桥接钯纳米酶和卷曲乳杆菌外膜囊泡，催化产生氧气促进穿透、羟基自由基诱导免疫原性细胞死亡，同时转化乳酸异构体。临床前模型显示其能增强免疫反应、重塑肿瘤微生物组，具有强效抗肿瘤作用。

标签: 乳酸异构体转化 免疫原性细胞死亡 生物混合纳米机器人 纳米酶 肿瘤免疫微环境

CRISPR基因编辑虽革新现代生物学，却无法触及线粒体DNA。研究人员正寻找精准编辑线粒体基因组的新方法，若能实现安全准确编辑，有望治疗甚至治愈难治性线粒体疾病。

标签: 基因编辑 线粒体DNA 线粒体基因组 线粒体疾病

3D打印机械超材料虽性能优异，但难兼顾轻量化、强度与吸能。本研究通过材料-结构-功能一体化策略，用强韧异质晶粒铝合金打印英雄鼩鼱启发的超材料，实现跨尺度能量耗散，具有超轻（0.91±0.01g/cm³）、高相对屈服强度（17.0±0.7%）和创纪录比吸能（39.1±0.7J/g），超越多数金属超材料。

标签: 增材制造 生物启发超材料 能量吸收 铝基超材料

研究团队研发出一种新技术，利用纳米花和干细胞生成更多线粒体，传递给受损细胞，助其恢复能量与健康，且无需基因修饰或药物。

标签: 干细胞 纳米花 线粒体 线粒体传递

一种智能紧凑的可穿戴压力-应变组合传感器系统，能通过孕妇腹部皮肤运动持续监测胎动。在59名孕妇测试中，AI模型区分胎动与非胎动准确率超90%，有望成为舒适、准确的院外持续胎动监测技术。

标签: 人工智能 创可贴式设备 压力-应变组合传感器 可穿戴传感器 胎动监测

食管腺癌因确诊晚，5年生存率仅18.8%，早期发现可提升至42.9%。研究团队研发出一种可吞咽、带线的膨胀纤维胶囊，无需内镜和镇静，3分钟内即可在胃中膨胀并无创获取食管上皮细胞。猪实验显示，胶囊2分钟溶解、几秒内膨胀，所需拉力小，能完整捕获上皮层且无损伤，有望在基层和资源有限地区实现低成本、高通量食管细胞采样。

标签: 可吞咽膨胀纤维胶囊 非内镜采样 食管细胞采样 食管腺癌

可编程形状变形材料在软机器人和生物医学工程中潜力巨大，但复杂3D形变的可逆精确控制仍存挑战。本文提出剪切辅助数字光处理4D打印策略，实现介电液晶弹性体（DLCE）力学各向异性的时空编程。打印的DLCE执行器在电场下展现可逆多维形变（如弯曲、扭转），并开发逆设计算法将目标3D表面转化为打印任务。亚毫米级精度重构熊猫脸、仿生植物和黄河地貌等复杂几何结构，显示在软机器人和自适应系统中的应用前景。

标签: 4D打印 介电液晶弹性体 可逆3D形变 逆设计算法