深圳大学近期科研动态

人工智能学院张军助理教授联合天津大学药学院张阳教授，中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所王宇研究员合作在期刊Nature Biotechnology上发表了题为“Single-round evolution of RNA aptamers with GRAPE-LM”的研究论文。深圳大学人工智能学院张军助理教授为本文的共同第一和共同通讯作者，深圳大学为论文第一完成单位。

RNA适配体（Aptamer）是一类能高亲和力、高特异性结合靶标分子的单链RNA，被誉为“化学抗体”，在疾病诊断、治疗和生物传感等领域具有巨大潜力。然而，传统发现适配体的方法——指数富集的配体系统进化技术是一个高度依赖人工操作、耗时数周至数月的多轮筛选过程，且通常在体外溶液中进行，难以反映细胞内复杂的生理环境，导致筛选出的适配体在实际应用中效果不佳。细胞内筛选平台将核酸适配体筛选从溶液和细胞表面体系推进到细胞内环境，使筛选过程天然包含内源生物学机制，体现了内源折叠构象、相互作用特异性、充分的分子竞争等关键变量，从源头提升生物学相关性。然而，胞内筛选不可避免面临“递送与细胞数量”带来的通量上限：以 CRISmers 为代表的胞内筛选体系，文库规模受转染/递送效率与细胞摄入能力限制，可能错过大量潜在有效序列。也正是在这一瓶颈处，AI 驱动的“数字进化”开始展现决定性价值。研究团队开发了一种名为GRAPE-LM的生成式人工智能框架，该框架整合了核酸语言模型与条件自编码器，并利用单轮CRISmers细胞内筛选数据作为活性指导，仅通过一次实验即可高效进化出性能超越传统多轮筛选所得的高活性RNA适配体。GRAPE-LM框架不仅极大地简化了RNA适配体的发现流程，将原本需要数周甚至数月的多轮筛选压缩为一次实验，更重要的是，它利用AI的生成能力突破了传统筛选文库容量的限制，从有限的实验数据中挖掘出性能更优的候选分子。这一突破为快速开发针对各种疾病靶点的高亲和力RNA药物、诊断试剂和生物传感器铺垫了道路，有望加速精准医疗和生物技术的发展。

一：基于(Zn,Ti)O电子传输层的绿色无镉硒化锑光阴极实现新型高效稳定太阳能光解水制氢

物理与光电工程学院梁广兴研究员课题组在应用物理，材料和能源领域顶刊 Advanced Materials （影响因子26.8，自然指数期刊，中科院JCR一区，Top期刊）上发表题为“(Zn,Ti)O Electron Transport Layer Enables Highest Conversion Efficiency in Cd-Free Sb2Se3 Photocathodes for Stable Solar Hydrogen Production”的最新研究论文。深圳大学陈烁研究员为论文第一作者，梁广兴研究员为论文独立通讯作者，深圳大学为唯一通讯单位。

基于无镉电子传输层的Sb2Se3光阴极实现

新型高效稳定太阳能光解水制氢

论文链接：

http://doi.org/10.1002/adma.202518202

课题组此前基于(Zn,Sn)O无镉电子传输层(ETL)，实现4.32%的半电池太阳能-氢能(HC-STH)转换效率（Advanced Functional Materials 2024 2420912，影响因子19，自然指数期刊，中科院JCR一区，Top期刊）。本研究首次设计原子层沉积法制备(Zn,Ti)O三元氧化物作为ETL，通过Zn/Ti比例优化与关键异质结界面热处理工艺，有效提升电子浓度，构筑理想的“spike-like”型 Sb2Se3/(Zn,Ti)O异质结能带排列，从而实现电荷分离和传输效率的同步提升。据此构建的Mo/Sb2Se3/(Zn,Ti)O/Pt光阴极在酸性电解液中呈现31.1 mA/cm2的高光电流密度，HC-STH转换效率高达5.27%，代表目前已报道的无镉Sb2Se3光阴极的最高能量转换效率。同时，构建Sb2Se3-BiVO4光阴极-光阳极串联体系，在无外偏压条件下实现2.50%的全电池太阳能-氢能转换效率，并展现出优异的工作稳定性(持续光照10小时效率衰减小于7%)。该研究可为新型高效环境友好太阳能光解水制氢提供重要材料基础和关键技术支持。

二：基于离子液体调控结晶助力硒硫化锑薄膜太阳电池效率创新高

物理与光电工程学院梁广兴研究员课题组联合广西大学任栋楼助理教授在应用物理，材料和能源领域顶刊 Advanced Materials （影响因子26.8，自然指数期刊，中科院JCR一区，Top期刊）上发表题为“Ionic Liquid-Assisted Crystallization Strategy Enables Simultaneous Regulation of Microstructure and Trap States for High-Efficiency Sb2(S,Se)3 Solar Cells”的最新研究论文。深圳大学梁广兴为论文独立通讯作者，任栋楼助理教授为第一作者，深圳大学为唯一通讯单位。

[BMIM]Br离子液体辅助薄膜晶化示意图(a)；

[BMIM]Br离子液体吸附Sb2(S,Se)3的(211)晶面差分电荷密度图(b)；

对照样品和[BMIM]Br离子液体处理薄膜的放大XRD图(c)；

对照样品和[BMIM]Br离子液体处理器件的电流密度与电压特性曲线图(d)。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/adma.202519583