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源自蛋白A的Z结构域与免疫球蛋白G之间的光控可逆结合
摘要: 通过偶氮苯衍生物的反式与顺式异构体之间的光异构化反应,实现了以可逆且非破坏性的方式调控生物分子功能。本研究将一类可工程化改造以结合多种靶蛋白的小型螺旋状蛋白质——亲和体分子,通过在其分子结构中引入光开关偶氮苯衍生物进行研究。采用固相肽合成法制备了三种不同的Z结构域变体,并通过硫醇定向化学法将其与基于偶氮苯的光开关连接。通过筛选这些蛋白质与IgG-琼脂糖亲和柱的结合能力及光解离特性,发现其中一种Z结构域变体ZC3能高效结合该柱层析介质,并可通过400纳米波长光照实现洗脱。在反向亲和层析实验中,当ZC3变体偶联至琼脂糖基质时,人源IgG1可被捕获至层析柱并通过光照部分洗脱。表面等离子共振(SPR)技术对偶联偶氮苯的ZC3结构域的进一步研究表明其具有高亲和力IgG结合特性,圆二色谱(CD)分析则显示该蛋白质具有高含量的α-螺旋二级结构。
关键词: 免疫球蛋白G、亲和体分子、光开关、Z结构域、亲和层析、偶氮苯
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过时间分辨晶体学和瞬态吸收光谱揭示荧光蛋白的光开关机制
摘要: 可逆开关荧光蛋白(RSFPs)是先进荧光成像中的标记物。从非荧光关闭态到荧光开启态的光开关过程涉及生色团的反式-顺式异构化及质子转移。虽然皮秒时间尺度的激发态事件已通过结构表征得以解析,但较慢时间尺度上的构象变化仍不明确。本研究结合X射线自由电子激光的时间分辨串行晶体学与纳秒分辨的泵浦-探测紫外-可见光谱技术,阐明了RSFP rsEGFP2中关闭态到开启态的光开关机制。光激发后十纳秒时,晶体结构显示生色团已完成反式到顺式的异构化,但其周围口袋构象与最终开启态存在差异。光谱分析表明该基态光中间体的生色团处于质子化状态。随后在微秒时间尺度发生的去质子化过程,与邻近保守组氨酸残基的构象变化相关联。结合先前关于激发态的研究数据,我们的发现完整揭示了rsEGFP2中关闭态到开启态光开关的详细机制。
关键词: 时间分辨晶体学、荧光蛋白、瞬态吸收光谱、光开关、rsEGFP2
更新于2025-09-19 17:13:59
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噻吩基偶氮苯——一种由孤对电子???π相互作用控制的替代性光异构化材料
摘要: 偶氮杂芳烃光开关因其独特性质备受关注。本文研究了硫基偶氮杂芳烃衍生物——噻吩基偶氮苯(TphAB)的稳态光致变色行为与超快光异构化机制。该分子展现出优异的抗疲劳性与光异构化效率,且(E)-与(Z)-异构体吸收带分离良好,可实现高选择性光转化。TphAB的(Z)-异构体呈现特殊正交几何构型:噻吩环平面与苯环平面完全垂直,这种构型由硫原子与苯环间罕见的孤对电子???π相互作用稳定维持。其光异构化过程发生在亚皮秒至皮秒时间尺度,受该孤对电子???π相互作用主导。因此正交几何构型的形成与破坏需要沿反转反应坐标(CNN与NNC键角)产生显著位移。本研究证实TphAB是一种性能卓越的光开关,其多功能特性拓展了偶氮苯衍生物的应用前景。
关键词: 时间分辨光谱学、光致变色、光开关、噻吩基偶氮苯、异构化机理
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2019年第十二届集成电路电磁兼容国际研讨会(EMC Compo) - 中国杭州(2019.10.21-2019.10.23)] 2019年第十二届集成电路电磁兼容国际研讨会(EMC Compo) - 单壁碳纳米管硅通孔在差分信号传输中的潜在适用性
摘要: 本文介绍了一种基于芯片载半导体光放大器的高光学对比度(33 dB)超快电光放大开关。通过采用多脉冲阶跃注入电流技术,实现了高达115 ps且超调量小的开关时间。将这些结果与先前的预脉冲阶跃注入电流技术进行对比,在不恶化开关时间的前提下,降低了固有的开关后增益波动。此外,还对该类电光开关的控制脉冲格式进行了数值分析并与实验结果进行了对比。
关键词: 电光开关、半导体光放大器、光开关
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山 (2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 基于热光马赫-曾德尔干涉仪的pCDC ROADM紧凑型硅多播开关
摘要: 我们提出了一种针对无色、无方向且部分无竞争ROADM的优化多播交换方案,并实验验证了一款由六个3dB多模干涉分路器和四个马赫-曾德尔2×2光开关组成的2×8硅基多播交换器。
关键词: 光互连、组播、硅光子学、光开关、CDC ROADM
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE 2019年第24届光电子与通信会议(OECC)暨2019年国际光子学在交换与计算会议(PSC) - 日本福冈(2019.7.7-2019.7.11)] 2019年第24届光电子与通信会议(OECC)暨2019年国际光子学在交换与计算会议(PSC) - 钆基非晶硅波导磁光微环开关
摘要: 我们通过实验展示了一种基于石榴石衬底上氢化非晶硅(a-Si:H)波导的微环型磁光(MO)开关。通过控制外电流诱导磁场的方向,实现了9分贝的消光比。
关键词: 磁光材料、微环谐振器、光开关、硅光子学
更新于2025-09-16 10:30:52
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计量标准、方法与解决方案 || 量子点的三阶非线性光学特性
摘要: 量子点(QDs)是半导体纳米晶颗粒。量子点是极具吸引力的光子介质。本章将介绍量子点的三阶非线性光学特性及其物理原理概述,讨论用于获取非线性参数的Z扫描技术和理论分析方法。重点分析不同激发光功率水平及三种波长(488、514和633 nm)下,悬浮于甲苯中半径为2.4和5.0 nm的硫化铅量子点三阶非线性光学参数,给出其三阶光学极化率χ(3)和光限幅特性。研究表明无论尺寸大小,量子点都是具有低阈值的光限幅器典型范例。
关键词: Z扫描技术、半导体、非线性吸收系数、三阶光学极化率、量子点、光限幅、非线性光学、光开关、非线性折射率
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山 (2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 基于反向传播人工神经网络的2×2光开关校准
摘要: 我们提出一种基于反向传播人工神经网络(BP-ANN)的2×2双环辅助马赫-曾德尔干涉仪开关校准方法。该BP-ANN算法可使DR-MZI开关在自由光谱范围内的任意工作波长下设置为交叉态或直通态。这是一种可用于大规??亟峁怪蠨R-MZI开关元件校准的有效方法。
关键词: 人工神经网络,设备校准,光开关
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于聚合物波导的片上集成光开关
摘要: 光学聚合物是光子集成器件中极具前景的材料之一,可采用简单、灵活且与半导体兼容的工艺进行加工。特别是具有高热光系数(TO)和电光系数(EO)优势的光学聚合物,已广泛应用于光波导开关领域。然而当前大多数光开关均为独立单功能器件,开发具有多层结构的片上集成信号处理器件至关重要。本文提出一种基于电光聚合物包层波导与热光可调垂直耦合器相结合的片上三维集成光开关,该集成器件能实现可调三维光连接与高速调制的功能集成。典型制备样品在48.2 mW驱动功率下呈现16.3 dB插入损耗和16.0 dB消光比,本研究同时测量了该器件热光与电光开关功能的动态特性。
关键词: 聚合物波导、热光效应、电光效应、光通信、光开关
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE 2019年第24届光电子与通信会议(OECC)暨2019年国际光子交换与计算会议(PSC) - 日本福冈(2019.7.7-2019.7.11)] 2019年第24届光电子与通信会议(OECC)暨2019年国际光子交换与计算会议(PSC) - 硅光/磷化铟混合平台上的无损可扩展光开关设计
摘要: 演示了一个8×8硅光子/磷化铟混合光开关的无损且无失真实验操作。该设计采用一个8通道的磷化铟增益模块附加到硅光子开关上,以补偿其高插入损耗。
关键词: 光子集成电路、光开关、磷化铟、硅光子学、混合集成电路、光互连
更新于2025-09-16 10:30:52