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    一周前沿科技盘点丨SpecCLIP AI模型解锁恒星光谱分析新范式；新型人工色素体实现超高活性产氢

    2026-03-02 09:01:46

    阅读(26)

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      中国科学院国家天文台等研究团队发布 SpecCLIP 人工智能模型，为恒星光谱分析与跨巡天数据融合研究提供了全新技术思路。


      受天然光合系统超高量子效率启发，中国科学院上海有机所等团队构建新型球形色素体纳米胶束，实现水相高效光催化制氢，取得重大突破。


      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181期。


      1 《The Astrophysical Journal》丨 SpecCLIP AI 模型解锁恒星光谱分析新范式  

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    基于SpecCLIP基座模型构建的面向科研人员的恒星光谱专业分析平台界面


      恒星光谱被称为研究宇宙的 “指纹”，科学家可通过它测算恒星温度、化学成分等核心参数，还能反演银河系的演化历史。但不同望远镜、巡天项目获取的光谱数据，在分辨率、波段范围等方面差异显著，长期以来难以直接统一分析。


      针对这一行业痛点，中国科学院国家天文台等研究团队研发的 SpecCLIP 模型，借鉴大语言模型的核心思想，重点攻克了 LAMOST 低分辨率光谱与 Gaia XP 光谱的联合分析难题。该模型将不同来源的光谱数据映射至同一 “特征空间”，通过对比学习自主掌握两类光谱的内在关联，高效实现跨仪器、跨巡天的数据对齐与转换。不同于传统单任务训练模型，SpecCLIP 属于基础模型框架，可同时完成恒星参数预测、光谱搜索、异常天体发现等多项任务。


      目前，该模型已在宜居行星筛选、银河系演化研究等前沿领域落地，未来有望成为连接不同天文观测系统的核心桥梁，推动相关研究向更高精度发展。


      原文链接：https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae2c7e


      2 《Journal of the American Chemical Society》丨新型人工色素体实现超高活性产氢  

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    仿LH-RC人工球形色素体系统的制备与高分辨结构表征


      中国科学院上海有机化学研究所等团队在人工光合组装体研究领域取得重要进展。受天然高效光合系统启发，团队设计了两亲性卟啉基类似物，通过自组装构建新型球形色素体纳米胶束，精准模拟紫细菌 LH2 与 LH1–RC 超级复合物结构。


      研究首次借助冷冻电镜观测到卟啉环状阵列。该组装体耦合镍基催化剂，形成天然光合 “天线 — 反应中心” 核心结构。在水相可见光催化下，其产氢效率较自由分子体系提升 40 倍，连续运行 72 小时催化转化数达 667321，外量子效率为 6.8%。光谱研究揭示，体系光生电子快速转移、电荷分离态寿命延长，大幅减少能量损耗。


      该研究成功复刻天然光合核心结构与功能，开辟了水相高效人工光合产氢新途径，为太阳能燃料合成的设计与机理研究提供了重要支撑。


      原文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.5c19395


      3 《Cell》丨血管内皮发育全景图揭示器官特异性分化新机制  

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    小鼠内皮细胞胚胎发育全程的谱系图


      血管不仅是血液流通的通道，还参与器官的再生修复，血管内皮细胞是其基本构成单元。此前，动静脉分化机制已明确，但不同器官内的血管如何形成特异性功能，仍不清楚。


      中国科学院广州生物医药与健康研究院等团队构建了小鼠胚胎内皮细胞全程发育谱系图。研究发现，内皮细胞最早可在 E7 定义，E8 便开始器官特异性分化，先形成心脏心内膜，随后在孕中期逐步分化出适配脑、肝、肺、消化道等器官的内皮细胞，并形成各自独特的基因调控网络。团队对比人与小鼠肺血管内皮发现，二者分化节点与亚群相似，但存在大量物种差异基因，凸显人类细胞研究的重要性。研究还鉴定出关键基因 Casz1：它在肺内皮中高度富集，敲除后会抑制肺血管生长、阻断器官特异性分化，并通过调控 FGF1 等因子影响肺泡发育。


      该研究系统解析了血管内皮器官特异性分化的时空轨迹与分子机制，为心脑血管等疾病研究提供了重要理论基础。


      原文链接：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00049-8


      4 《Environmental Science & Technology》丨 强化Fe(II)活性助力污染场地原位修复  

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    小分子有机酸介导的零价铁表面工程实现Fe(II)的可持续活化


      铁是地壳中含量第二的金属，其价态变化对土壤和地下水的氧化还原过程至关重要。其中，二价铁（Fe(II)）是铁形态转化的关键中间产物，能驱动电子转移，影响多种污染物的迁移转化，是污染场地原位修复的研究热点。但Fe(II)在自然环境中易氧化、沉淀，难以维持有效浓度，制约了修复效果。


      中国科学院南京土壤研究所提出湿法球磨协同表面配位调控的Fe(0)功能化策略，利用土壤和地下水中的小分子有机酸，剥离Fe(0)表面氧化层，构建稳定的Fe(II)-有机酸络合结构。研究发现，不同有机酸的作用存在差异：草酸与抗坏血酸可双路径协同提升Fe(II)稳态浓度和转化效率。以六价铬为模型污染物，改性后的Fe(0)去除容量最高达未改性的22.6倍，实际地下水修复中12小时即可将六价铬浓度降至限值以下。


      该研究阐明了有机酸结构与Fe(II)活性的关联，揭示了铁循环驱动污染物转化的微观机制，为Fe(II)活性调控提供了新范式，也为高效绿色的污染修复技术提供了理论支撑。


      原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.5c14314


      5 《Nature》丨金属自旋超固态突破极低温磁制冷性能瓶颈  

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    金属自旋超固态及其磁制冷示意图


      传统磁制冷材料需搭配金属复合结构使用，不仅提升了制冷模块的复杂度，还拉低了制冷量、导致制冷功率不足。行业理想的磁制冷材料，需同时具备大冷量，以及像金属块一样快速传递冷量的高导热能力。


      中国科学院合肥物质科学研究院、理论物理研究所等团队，在阻挫磁性与极低温制冷领域取得关键突破，首次在三维磁性合金中发现金属自旋超固态，并建立了对应的协同驱动新机制。这种阻挫磁性合金在极低温下同时兼具巨大磁卡效应和超高热导率，打破了行业长期存在的性能瓶颈。测试显示，其绝热去磁制冷最低温度可达 106mK，刷新了金属磁卡材料的低温纪录；在 100mK 极低温区，热导率较同类材料高出 1 至 2 个数量级，成功破解了热导关键瓶颈。该材料无需依赖稀缺的氦 - 3 资源，为我国量子计算、精密测量等前沿领域提供了自主可控的全新制冷方案。


      目前，材料兼具优异性能与批量制备潜力，团队已研制出纯金属制冷模块，推动技术从基础研究迈向器件探索阶段，开辟了金属制冷新方向。


      原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10144-z


      6 《PNAS》丨新型固相纯化策略攻克 DNA 编码多肽文库纯度难题

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    传统DNA编码多肽文库与基于mFmoc氨基酸纯化策略构建PDEL的示意图


      多肽类药物临床优势突出，DNA 编码多肽文库（PDEL）是多肽药物研发的重要工具，但现有文库缺乏有效纯化手段。随着多肽长度增加，未反应原料与副产物不断累积，文库纯度和序列均一性大幅下降，易引发筛选假阳性、假阴性结果，增加优质多肽分子发现难度。


      针对该问题，中国科学院上海药物研究所提出新型非天然多肽文库构建策略。团队采用叠氮修饰 Fmoc 保护氨基酸，通过点击化学反应与固相载体共价偶联，再经脱保护同步完成多肽释放与固相纯化，可实现每轮合成后的提纯。该方法成功构建出纯度超 95% 的 DNA 编码多肽文库，大幅提升文库质量。以转铁蛋白受体 1 为靶点的平行筛选证实，新文库候选多肽的序列同源性和靶点特异性显著提升。团队从中获得多个纳摩尔级亲和力结合肽，其中代表性分子TR17表现出优异的结合活性。


      该策略为高质量 DNA 编码多肽文库构建提供了稳健且可扩展的技术路径，是多肽药物发现领域的重要技术突破。


      原文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2524999123

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