【科创热榜前沿科技周报】-69期转贴

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前沿科技盘点〔69〕丨迷你“逆行者”：医疗机器人中的“显眼包”；新兴药物载体γ-氨基酸，有新进展→ 原文链接：https://www.ncsti.gov.cn/kjdt/zt ... 0231127_142360.html

早在1966 年，一部科幻电影《奇幻之旅》大胆构想了一艘小型潜艇在血液中行进，执行清除科学家大脑中血凝块的任务。事实证明，这并非是天方夜谭，这种可爱迷你的“显眼包”医生真的诞生了。

基于国际科技创新中心网络服务平台科创热榜每日榜单形成的一周科技记忆，我们推出《一周前沿科技盘点》专栏。今天，为大家带来第六十九期。

1 《Nature Communications》丨新兴药物载体γ-氨基酸，有新进展→

氨基酸及其衍生物作为蛋白质和药物制剂，以及与生物相关的天然产物的关键基序，对生命体至关重要。γ-氨基酸是主链中含有四个碳原子的氨基酸，天然存在于脊椎动物、植物和微生物之中，是哺乳动物中枢神经系统中重要的抑制性神经传达物质。

与多数氨基酸所不同的是，γ-氨基酸及其衍生物具有生物相容性、可降解性和半衰期等特性。这些特性有助于增强其药物利用度，也可以提高药物的安全有效性。因此，目前γ-氨基酸成为一种新兴药物载体，用于修饰多肽等药物。

近日，中国科学院大连化学物理研究所生物能源研究部催化羰基化研究组吴小锋团队在钴催化烯烃胺烷基化羰基化直接合成γ-氨基酸衍生物及氨基酸肽研究方面取得新进展。他们以酰胺为胺烷基源，与烯烃和一氧化碳通过自由基接力途径一步构建结构复杂、功能多样的γ-氨基酸衍生物。该策略解决了长期以来关于烯烃中α-氨基烷基自由基加成的难题，有望为γ-氨基酸衍生物的合成提供借鉴。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-023-43306-y

2 《IEEE Transactions on Robotics》| 迷你“逆行者”：医疗机器人中的“显眼包”

胶囊机器人逆流控制系统

早在1966 年，一部科幻电影《奇幻之旅》大胆构想了一艘小型潜艇在血液中行进，执行清除科学家大脑中血凝块的任务。事实证明，这并非是天方夜谭，这种可爱迷你的“显眼包”医生真的诞生了。

近日，中国科学院深圳先进技术研究院集成所智能仿生中心尚万峰课题组，与香港科技大学智能制造中心合作，面对血管等流体环境下微型医疗机器人逆流游动难、控制力不足等挑战，制作出在血液中匀速行进的自矢量迷你“逆行者”，为微型磁性机器人在实际血管中应用提供了新研究思路和解决方案。

心血管疾病（CVD）是全球第一大死因，约80%的CVD死亡由心脏病发作和脑卒中引起。为实现微创CVD疾病治疗的最终目标，近年来科学家提出了许多用于血管的磁性无束缚机器人。但由于血液流动性，血管中无绳系、无束缚微型机器人承受着巨大阻力，很难在自由状态下保持静止，逆流而上定点给药控制难度更大。

如何才能降低无线机器人在血管中所受流体阻力呢？课题组提出了流线型结构设计、贴壁运动及贴壁旋转磁驱策略：流线型结构设计较之传统结构所受流体阻力减少了约58.5%；机器人在流体阻力较低的管壁处前进，相较于管中央前进的经典方式，流体阻力进一步减少约30.7%；通过旋匀速旋转梯度磁场在流线机器人表面产生的高效磁旋推“拖拽”力克服流体阻力，可控制无线机器人在管中匀速前进，解决了运动卡顿、不稳定等问题，达到约143mm/s的相对逆流速度。研究人员在猪血管中进行了机器人运动能力的测试，充分验证了机器人在真实血管中的逆流运动能力，使血管内无线机器人的临床应用成为可能。

原文链接：

https://www.siat.ac.cn/kyjz2016/202311/t20231117_6934226.html

3 《Phys. Rev. B》丨镍氧化物超导与铜氧化物超导有何不同？

双层镍氧化物高温超导理论示意图，其中dz2电子通过层间交换相互作用产生局域配对，通过和巡游dx2-y2电子杂化产生相干性，导致高温超导。

超导材料因其零电阻效应和迈斯纳效应而“通吃”电磁两大领域。非常规超导体包括铜氧化物高温超导体、铁基超导体、重费米子超导体和部分有机超导体等，因不能用传统的BCS超导理论描述而得名。

镍氧化物超导是近几年新发现的非常规超导体系，其分子式为Rn+1NinO3n+1或Rn+1NinO2n+2（R代表稀土元素Nd、La、Pr等）。受铜氧化物高温超导的启发，科学家发现了镍氧化物超导。那么，镍氧化物超导是否与铜氧化物超导有着相似的机理？对这个问题，长期从事非常规超导机理研究的中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心EX9组杨义峰近期给出了答案。

近年来，杨义峰与多位科学家合作，提出了无限层镍氧化物超导的Mott-Kondo理论和双层镍氧化物超导的两分量理论；他们构建了双层镍氧化物超导的最小模型，提出了其高压下高温超导的两分量理论。

上述研究揭示了无限层和双层镍氧化物超导体系的独特性质，不同于重费米子、铜氧化物、铁基等先前已知的非常规超导家族，所提出的超导新机理可以为探索新型高温超导材料提供参考。

原文链接：

http://iop.cas.cn/xwzx/kydt/202311/t20231120_6935747.html

4 《ACS Applied Materials & Interfaces》丨妙啊，用细胞膜涂层策略快速筛选中药有效成分

细胞膜生物涂层仿生策略直接利用天然来源细胞膜，赋予纳米材料独特的生物界面功能，能够获得优异的敏感性和特异性。目前在亲和识别领域获得广泛应用，如：肿瘤标志物的检测以及生物解毒等。然而，想利用细胞膜生物涂层仿生策略快速准确地从中药里筛选出有效成分，则需要获得足够表面密度的特定靶膜受体。

对此，西安交大药学院王嗣岑研究团队基于前期在细胞膜生物涂层仿生药物筛选策略方面的相关研究，提出一种新颖的细胞膜固定策略，结合基因工程和HaloTag技术，实现目标膜受体在磁性纳米载体表面的高密度有序固定。这一策略通过基因工程在目标膜受体膜外区表达HaloTag，实现膜受体的无损修饰，保证药物筛选技术的准确性；通过HaloTag与纳米载体的特异性结合，实现目标膜受体在纳米载体表面的高密度固定，提高药物筛选技术的灵敏度；目标膜受体通过HaloTag在纳米载体表面有序固定，实现受体膜内区靶点的全暴露，因而拓展了药物筛选技术的应用范围。

该技术能够从天然产物中有效筛选酪氨酸激酶抑制剂，纳米颗粒表面FGFR4密度显著增强。此外，这一技术表现出优异的灵敏度。通过HaloTag锚定的共价位点特异性固定来实现高密度膜受体的设计，令细胞膜表面工程发展更具前景，也为受体膜内区为靶点的活性成分发现以及药物—受体相互作用的评价提供了新思路和新方法。（专栏作者 李潇潇）

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.3c10907

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补充内容 (2024-1-31 10:06):

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