冷冻电镜技术应用于生物分子高分辨结构解析——2017年诺贝尔化学奖浅谈

The 2017 Nobel Prize in chemistry was awarded to Jacques Dubochet, Joachim Frank and Richard Henderson for their contribution to developing the cryo-electron microscopy (cryo-EM) method for high-resolution structure determination of biomolecules in solution. In recent years, cryo-EM is leading a revolution in structural biology, and becoming a major tool in studying the structure and function of biomolecular machines. Here, we briefly describe the method development of cryo-EM and the personal contributions of the three Nobel Laureates.     

盐卤硼酸盐化学——Ⅶ.盐卤在天然冷冻析盐过程中硼酸盐的行为

某硼酸盐盐湖卤水经日晒蒸发到不同析盐阶段,分别取泻盐和钾盐饱和卤水在实验盐田中储存越冬。前者在天然冷冻析出泻盐之后,当卤水中硼含量达到1.69％MgB_4O_7,温度为-21℃时开始结晶析出MgO·3B_2O_37 1/2H_2O。对于后者,当硼含量为2.43％MgB_4O_7,温度为-17℃时开始结晶析出MgO·3B_2O_3·7 1/2H_2O。     

太阳神健康饮品对学龄前儿童血红蛋白及血微量元素的影响

选择5～6岁儿童72名,随机分为两组,分别服用太阳神健康饮品和一般乳酸奶,每天服用100mL,连服9周,经检测,服用太阳冲健康饮品组,血红蛋白和微量元素Zn、Fe、Mn含量均升高,而服一般乳酸奶组,除Zn升高外,其它无变化。     

南翼山油田卤水低温结晶过程研究

自行设计搭建了一套油田水低温冷冻实验设备, 使用该设备研究了南翼山油田原始卤水在-18.90 °C到-30.90 °C范围内的结冰析盐过程, 精确测量了油田水随温度降低第一种和第二种固相的析出温度. 化学分析得到了该温度范围内Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Cl^-、B₂O₃、Na⁺六种常量组分在液相中的含量变化趋势. 使用低温X射线衍射法对原始卤水在低温下得到的固相进行了初步的鉴定, 并对南翼山油田水的低温相变过程进行了实时监测. 实验结果表明: 南翼山油田水降温至-19.10 °C析出第一种盐NaCl·2H₂O, 降至-23.55 °C同时析出冰和NaCl·2H₂O.     

数据中心冷源冷冻水系统蓄冷罐充冷的控制研究

为了减小数据中心冷冻水系统蓄冷罐充冷时造成的末端压差波动，设计了反馈和前馈相结合的复合控制方案，通过机理建模法建立了系统的前馈律模型和整个冷冻水系统的数学模型，在MATLAB/Simulink中对系统进行了仿真，与未加前馈时的控制效果进行对比。实验结果表明该控制方案有效降低了蓄冷罐充冷时带来的末端压力波动，提高了系统响应的快速性。最终通过PLC实现该方案在数据中心工程项目中的应用，系统投入使用后在相同条件下压力波动减小到原来的25%,达到稳态的时间缩短到原来的40%,具有较高的工程应用价值。     

冷冻脱脂-分散固相萃取/气相色谱-串联质谱法检测食用植物油中4种多环芳烃

针对食用植物油中欧盟限量4种多环芳烃,建立了冷冻脱脂-分散固相萃取/气相色谱-串联质谱检测方法。以苯并(a)芘-d12(BAP-d12)、屈-d12(CHR-d12)为内标,样品经乙腈-水涡旋提取,冷冻脱脂结合分散固相萃取净化,气相色谱-串联质谱多反应监测(MRM)模式检测。结果显示,4种多环芳烃质量浓度在1～50μg/L范围内线性良好,r>0.999,加标回收率为80.8%～103.8%,相对标准偏差(RSD)为7.4%～13%,方法检出限和定量限分别为0.10～0.15μg/kg和0.33～0.51μg/kg。该方法能够满足食用植物油中欧盟限量4种多环芳烃的检测。     

跨季节土壤蓄冷过冷商超CO2制冷系统性能分析

本文针对商超冷冻冷藏系统节能降碳的需求,提出了跨季节土壤蓄冷过冷商超CO₂制冷系统,通过将冬季的冷能存储于土壤,夏季提取出来用于对气体冷却器出口的流体进行过冷,以改善高环境温度下CO₂制冷系统的性能。基于土壤蓄/释冷系统的热阻–热容模型,建立跨季节土壤蓄冷过冷商超CO₂制冷系统的动态仿真模型,选取北京与哈尔滨作为典型城市,对土壤蓄/释冷系统的温度场进行分析,并进一步对系统热力学性能和能效进行分析。结果表明城市气候对系统蓄/释冷模式影响显著,在环境温度较高的地区采用跨季节土壤蓄冷过冷技术时系统具有更高的过冷度和排气压力,并且系统能效提升更加显著,北京和哈尔滨在典型周内平均COP提升率分别为8.97%和8.33%。     

链解缠结聚对苯二甲酸乙二酯的结晶行为研究

采用冷冻萃取聚对苯二甲酸乙二酯(PET)溶液(0.1～10g/dL7种不同浓度,3种不同性能溶剂)的方法制备了解缠结PET试样.与链相互穿透且缠结的熔体骤冷试样相比,解缠结PET试样的结晶能力明显增强,且随着制样溶液浓度的降低,链间解缠结程度增加,PET的结晶能力逐渐增强,有序结构含量明显增加,但是如果制样溶液浓度太低,溶液中链间距离太大,则又不利于萃取过程中链间的有序堆砌而结晶.采用接触浓度c*附近的溶液,既可确保链间的有效解缠结又有利于链间的有序堆砌而结晶.PET的结晶能力甚至还受制样所用溶剂性能的影响,这是因为溶剂性能影响了溶液中链间的相互作用以及链的解缠结程度.     

气相色谱-串联质谱法测定肉制品中10种挥发性N-亚硝胺类化合物

建立了气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）检测肉制品中10种挥发性N-亚硝胺类化合物残留量的方法。肉制品样品经同时蒸馏萃取法（SDE）萃取，采用冷冻去脂净化法，在多反应监测模式下分析，外标法定量。结果表明，采用优化后的条件，10种挥发性N-亚硝胺类化合物在1.00~1000 μg/L范围内线性关系良好，相关系数均在0.99以上。方法的检出限（LOD，S/N=3）和定量限（LOQ，S/N=10）分别为0.01~0.02 μg/kg和0.04~0.07 μg/kg。选取3种不同类型的肉制品（火腿肠、中式香肠和腌渍腊肉），在空白样品添加水平为LOQ水平、1.0、2.0 μg/kg时，10种挥发性N-亚硝胺类化合物的平均回收率为74.8%~94.3%，相对标准偏差小于8.3%。市售3类肉制品中6种挥发性N-亚硝胺类化合物（N-亚硝基二甲胺、N-亚硝基二乙胺、N-亚硝基吡咯烷、N-亚硝基哌啶、N-亚硝基二丁胺、N-亚硝基二丙胺）均有不同程度检出，且腌渍腊肉中每种挥发性N-亚硝胺类化合物的检出值最高。该方法操作简单，萃取充分，灵敏度高，试剂用量少，可满足实验室大量样品的日常检测需求。     

ICF低温冷冻靶备技术进展

综述了激光惯性约束聚变研究中的低温冷冻靶的各种制备方法，提出了在我国高功率激光装置上进行了冷冻靶实验的制靶技术的路线。