二元碳氮化合物CN_8的理论研究

采用B3LYP,B3PW91和MP2 3种理论方法优化得到了13种稳定的CN8异构体.对比这些异构体的总能发现分别具有六元杂环结构和平面链状结构的2种异构体是最稳定的结构.进一步计算这2种异构体的生成能和解离掉一个N2的过渡态,发现它们都具有与实验合成的CN12相近的热力学稳定性,并且具有六元杂环结构的异构体展现出更好的动力学稳定性.这些研究结果表明具有六元杂环结构的CN8异构体是可能在实验上合成出来的.     

微流控芯片上的肿瘤组织微阵列构建

研发了一种多层复合微流控芯片,包含64细胞培养微孔阵列,该微阵列集成了细胞进样、水凝胶三维支架形成和持续灌流培养的过程.以MCF-7乳腺癌细胞为模型,连续培养中监测细胞存活率、细胞密度、增殖率和细胞内pH值,并同时进行冰冻切片后免疫组化染色.实验结果显示,乳腺癌细胞在水凝胶微球中增殖形成了类组织结构.E-cadherin及Vinculin在细胞内、细胞间隙均出现较强表达,提示水凝胶微球中细胞建立了细胞-细胞、细胞-间质连接.芯片上连续培养15天内细胞存活率保持在85％以上,细胞增殖率随时间延长而递减.细胞内pH值检测显示芯片3D培养细胞内部呈现明显的酸化,其程度随着细胞密度增大而增加.这种芯片肿瘤组织微阵列构建方法简单高效,有望发展成为肿瘤研究的有力工具.     

Z型复合催化剂g-C3N4/Vo-ZnO光催化活性的研究

随着科学技术的不断进步和经济的快速发展,人类对自然资源的需求量越来越大,在开发利用自然资源的同时,大量的有机污染物也随之进入自然环境.这些物质不仅污染环境、破坏生态,更对人类的生活和健康带来了巨大的威胁.研究证实,半导体光催化剂在光照条件下可以破坏有机污染物的分子结构,最终将其氧化降解成CO2、H2O或其它不会对环境产生二次污染的小分子,从而净化水质.近年来,有关光催化降解有机污染物的报道日益增多. ZnO作为一种广泛研究的光催化降解材料,因其无毒、低成本和高效等特点而具有一定的应用前景.但是ZnO较大的禁带宽度(3.24 eV)导致其只能吸收紫外光部分,而对可见光的吸收效率很小,极大地制约了其实际应用.除此之外, ZnO受光激发产生的电子-空穴分离效率较低、光催化过程中的光腐蚀严重也是制约其实际应用的重要因素.为了提高ZnO的光催化活性和稳定性,本文合成了用g-C3N4修饰的氧空位型ZnO(g-C3N4/Vo-ZnO)复合催化剂,在有效调控ZnO半导体能带结构的同时,通过负载一定量的g-C3N4以降低光生电子-空穴对的复合速率和反应过程中ZnO的光腐蚀,增强催化剂的光催化活性和稳定性.本文首先合成前驱体Zn(OH)F,然后焙烧三聚氰胺和Zn(OH)F的混合物得到g-C3N4/Vo-ZnO复合催化剂,并采用电子顺磁共振波谱(EPR)、紫外-可见光谱(UV-vis)、高分辨透射电镜(HRTEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等表征了它们的结构及其性质. EPR结果表明,ZnO焙烧后具有一定浓度的氧空位,导致其禁带宽度由3.24 eV降至3.09 eV,因而提高了ZnO对可见光的吸收效率. UV-vis结果显示, Vo-ZnO复合g-C3N4后对可见光的吸收显著增强. HRTEM和FT-IR结果均表明, g-C3N4纳米片和Vo-ZnO颗粒之间通过共价键形成了强耦合,这对g-C3N4/Vo-ZnO复合催化剂中光生载流子的传送和光生电子-空穴对的有效分离起到重要作用.可见光催化降解甲基橙(MO)和腐殖酸(HA)的实验进一步证明, g-C3N4/Vo-ZnO复合材料具有较好的光催化活性,优于单一的g-C3N4或Vo-ZnO材料.同时还发现, g-C3N4的负载量对光催化活性有显著影响,当氮化碳的负载量为1 wt%时,所制材料具有最高的光催化活性：可见光照射60 min后,MO降解率可达到93%, HA降解率为80%.复合材料光催化活性的增强一方面是因为氧空位的形成减小了ZnO的禁带宽度,使得ZnO对可见光的吸收能力大大增强;另一方面, g-C3N4和Vo-ZnO的能带符合了Z型催化机理所需的有效能带匹配,使得光生电子-空穴对得到了有效的分离,从而提高了光催化活性.降解MO的循环实验表明, g-C3N4/Vo-ZnO催化剂具有很好的稳定性且不容易发生光腐蚀.与此同时,我们对比了用不同方法制备的g-C3N4/ZnO材料的催化性能.结果显示,本文制备的g-C3N4/Vo-ZnO复合材料具有更好的降解效率.总体而言,对于降解有机污染物, g-C3N4/Vo-ZnO可能是一个更为有效可行的催化体系.此外,本文也为设计与制备其他新型光催化剂提供了一条新的思路.     

Isolation and Crystal Structure of Ent-kaurane Diterpenes from Rubus corchorifolius L. f.

In this study, ent-Kaurane-3β,16β,17-triol(1) and ent-kaurane-2α,16β,17-triol(2), were isolated from the leaves of Rubus corchorifolius L. f. Their structures were elucidated based on extensive spectroscopic analysis. NMR experiments identified the two compounds and X-ray crystallographic analysis confirmed their crystal structures. The crystal of 1 belongs to monoclinic with space group P21 and a = 10.7641(3), b = 7.2789(3), c = 11.7862(4) , β = 95.275(3)°, V = 919.55(6) 3, Z = 2, C20H34O4, Mr = 322.49 g/mol, Dc = 1.230 g/m3, F(000) = 376, λ = 1.54178 , μ = 0.661 mm-1, R = 0.0319, and wR = 0.0811 for 10889 observed reflections(Ⅰ 2σ(Ⅰ)). The crystal of 2 is classified as orthorhombic with space group P212121 and a = 10.7641(3), b = 12.72224(19), c = 21.3929(3) , V = 1748.94(4) 3, Z = 4, C20H34O4, Mr = 322.47, Dc = 1.225 Mg/m3 F(000) = 712, λ = 1.54184 , μ = 0.625 mm-1, R = 0.0303 and w R = 0.0759 for 10470 observed reflections(Ⅰ 2σ(Ⅰ)). Meanwhile, the compound revealed low inhibitory activities toward Hep G2, MCF-7, and SCG-7901 cells.     

微波消解ICP-MS测试锌精矿中的铟和锗

本文提出了锌精矿通过微波消解,上ICP-MS测试得到铟和锗含量的方法。通过对样品分解方式的选择和质谱干扰扣除以及加标回收实验,得到铟的回收率在96.26%-98.70%,锗的回收率在99.6%-101%。通过检出限实验得到铟的检出限为0.001ug/g,锗的检出限为0.02ug/g。验证了本方法的可靠性。     

建筑物墙壁电磁耦合截面建模及应用

电磁波照射下的建筑物室内电磁环境具有混响效果,因此可采用功率平衡法（PWB）快速评估室内电磁环境水平。然而目前PWB方法中电大腔壁耦合截面（CCS）的计算模型建立在腔内电磁波不穿透腔壁的条件下,无法直接用于电磁波可穿透室内建筑物墙壁的耦合截面计算。为此,提出了一种适用于电磁波穿透有限厚度建筑物墙壁的CCS计算新模型。该模型考虑实际建筑物墙体的厚度和材料电磁特性,能够充分反映电磁波因有限厚度墙壁多次反射对室内电磁环境水平的影响。将该模型应用于室内电场水平的快速评估,预测结果与实际测量结果吻合较好,证明了所提有限厚度建筑物墙壁CCS模型的合理性。     

二维钙钛矿光伏器件

有机-无机杂化卤化物钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells, PSCs)由于其成本低廉、制备工艺简单、光电转换率高等优点引起了越来越多的关注,在下一代半导体光伏技术中显示出巨大的发展潜力。然而PSCs器件在商业化生产应用之前,必须解决某些关键问题,例如器件在湿度、光照和过热条件下缺乏稳定性,性能会急剧衰退。层状二维(two-dimensional, 2D)钙钛矿由于其优异的环境稳定性而受到研究人员的广泛关注。通过引入不同种类的疏水性大体积有机铵阳离子可以在钙钛矿体内形成稳定的2D结构。然而,由于绝缘有机间隔阳离子的存在,使其电荷输运能力受阻并影响光电转换性能。本文根据不同种类2D钙钛矿光伏器件的发展进程,总结了影响2D钙钛矿结构和性能的关键问题,如晶体垂直取向设计、量子阱调控和有机层间隔阳离子替换工程等。最后对2D PSCs的未来发展进行展望。     

基于非靶向代谢组学的茄梨和红茄梨成熟期果皮代谢产物的差异分析

为了探究西洋梨品种茄梨及其红色芽变红茄梨成熟期果皮代谢产物差异,采用超高效液相色谱-质谱联用技术,对茄梨和红茄梨成熟期果皮进行非靶向代谢组学研究。通过主成分分析和正交偏最小二乘判别分析,构建了多变量统计分析模型,结合模型和变量重要性投影与最大差异倍数值,基于精确质量数、二级碎片以及同位素分布,使用PMDB(Plant Metabolome Database)数据库进行定性,筛选并鉴定出茄梨和红茄梨果皮中显著性变化(P<0.05, VIP(variable importance in project)≥1)的差异代谢物有83种,主要包括酚酸类、黄酮类和氨基酸类物质,涉及类黄酮代谢、氨基酸代谢、苯丙烷类代谢等代谢途径,其中53种物质含量上调,30种物质表达下调。通过KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)数据库进一步对差异代谢物质进行通路富集分析,差异代谢物主要分布在20条代谢途径中,P<0.05的代谢途径有6条,分别是类黄酮生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成、苯丙烷生物合成、丁酸酯代谢、苯丙氨酸代谢、酪氨酸代谢。这些差异代谢物的变化可能是导致茄梨和红茄梨果皮色泽不同的原因。该研究从植物代谢组学角度初步揭示了茄梨和红茄梨成熟期果皮的代谢产物差异性。     

超高效液相色谱-四极杆静电场轨道阱高分辨质谱测定聚丙烯酰胺中丙烯酰胺单体的残留

通过Hypercarb色谱柱分离,建立了四极杆静电场轨道阱高分辨质谱平行反应监测(PRM)模式检测聚丙烯酰胺(PAM)中单体残留量的方法。PAM经水稀释,高速搅拌溶解均匀,过0.22μm水相滤膜后,直接用高分辨质谱Q Exactive采集数据。以Hypercarb色谱柱为分析柱,水和甲醇为流动相,柱温为20℃,采用PRM模式,提取目标化合物及其二级子离子的精确质量数,并对二级特征碎片进行同位素匹配,推测碎裂规律,以强化定性效果。结果表明:在2~50μg/L范围内线性关系良好(相关系数为0.999 8),方法检出限(LOD)可达到1.5μg/kg,满足食品级PAM的检测要求。通过加标验证,回收率为101.3%~107.1%,相对标准偏差为3.1%~4.1%。实际样品验证结果表明,PAM中丙烯酰胺(AM)单体的残留质量分数范围为0~0.43%,存在一定的安全风险。该方法简单、准确、高效,可作为快检和确证检测技术广泛使用。     

在线固相萃取-高效液相色谱法检测碳酸饮料中对羟基苯甲酸酯

建立了同时测定碳酸饮料中2种对羟基苯甲酸酯的在线固相萃取-高效液相色谱-紫外检测(Online-SPE-HPLC-UV)方法。碳酸饮料样品经水稀释并经0.45μm微孔滤膜过滤,在线固相萃取柱(Acclaim 120C18)净化,Agilent Extend-C_(18)柱分离,紫外检测器检测。结果表明:2种对羟基苯甲酸酯在0.5~400μg/mL的浓度范围内线性良好,线性相关系数(r~2)均大于0.9999,检出限为0.1~0.2mg/kg,3个水平加标回收率为95.9%~105.2%,其相对标准偏差为1.6%~5.7%。本研究为快速准确的分离测定碳酸饮料中对羟基苯甲酸酯提供了有效方法。