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《自然》及子刊综览

2017.11.23

  《自然—催化》

  磁场远程控制化学反应

  《自然—催化》11月21日在线发表的一篇论文描述了一种用磁场远程开启化学反应的方法。该技术实现在特定地点和时间释放分子,它在选择性药物输送中有潜在应用价值。

  通常,酶遇到一个特定靶标(叫作基质)会快速反应。将一个药物分子连接到与酶接触时才会释放的基质上是可实现的。然而,在正常条件下,选择性成为一个难题:一旦酶与基质相遇,药物就会被立即释放。

  美国佐治亚大学的Sergiy Minko及同事通过分别将酶和基质连接到不同的氧化铁纳米粒子上,解决了以上难题。他们将这些粒子包在聚合物涂层中,确保它们不会互相作用。作者表明在没有磁场的条件下,连在纳米粒子上的酶与连在纳米粒子上的基质不会产生反应,因此药物不会被释放。然而,一旦开启磁场,纳米粒子在力的作用下聚拢,聚合物涂层融合,于是指定的化学反应发生,药物被释放。作者在一项概念验证研究中使用该方法,证明它可用于释放化疗药物阿霉素来杀死癌细胞。

  《自然》

  闪电产生放射性同位素

  《自然》11月23日发表的一项研究称,闪电能够引发一项大气核反应,并产生放射性同位素。

  一般认为,闪电中伽马射线的能量可以导致大气中的光核反应,从而产生中子和正电子(电子对应的反物质)。然而,该反应并未有决定性的观测证据。

  日本京都大学的Teruaki Enoto和同事用四台辐射探测器,在2月6日发生在日本的一场雷暴中检测到中子和正电子信号。根据他们的数据,作者提出闪电引发的一波伽马射线光子与大气核碰撞,并产生核反应。大气中的光核反应产生中子和不稳定的放射性同位素,并在衰变中产生正电子。作者表明该发现使闪电成为已知地球上第二条可在宇宙射线互作后产生13C、14C和15N等同位素的自然通道。

  《自然—通讯》

  痕量气体增加让土卫六温度骤降

  《自然—通讯》11月22日发表的一项研究称土星最大的卫星土卫六上的一个极地热点温度骤降可能因为大气中痕量气体增加。该现象此前一直未得到解释,但是卡西尼任务的观测揭示了此现象的运动机制。

  极地热点的形成是一种季节性现象,发生在春分后土卫六的高层大气中。然而,在2012年,南极一个热点的突然降温导致一个强大的冬季极地涡旋的形成,模型并未预测到此事件。

  英国布里斯托大学的Nicholas Teanby及同事利用卡西尼任务在过去13年里采集的信息,调查土卫六大气中南极漩涡的形成和演化。他们发现热点产生痕量气体(有强大的降温效应),气体的积聚导致热点从2011年的高温状态转变为2012年到2015年的冷点。

  这些在大气高层的冷却痕量气体的产生和接下来极地漩涡的形成只存在于土卫六。然而,2016年到2017年卡西尼任务最后的观测(之后进入土星大气层)表明热点或将重现。

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