利用基于~1H NMR的代谢组学分析研究重离子辐射对大鼠额叶皮质区的影响

太空辐射尤其是重离子辐射可造成DNA的破坏、细胞死亡、以及一些癌症的发生,是人类深空探索进程中急需克服的难题. 本文通过重离子加速器产生¹²C⁶⁺重离子束对大鼠头部进行一定剂量的辐射,模拟空间重离子辐射对中枢神经系统(CNS)的生物学效应. 采用基于¹H NMR的代谢组学方法对辐射大鼠大脑额叶皮质区进行了测定分析,结合数据的统计分析和检验,发现了包括一些重要CNS神经递质在内的代谢物含量发生明显变化. 这些代谢物主要为：牛磺酸、乳酸、谷氨酸、4-氨基丁酸、以及磷酸胆碱等. 结合差异蛋白质组结果分析,包括4-氨基丁酸、谷氨酸、乳酸、牛磺酸等在内的代谢物参与的主要生物途径,如神经递质的合成途径,以及神经递质受体介导的信号途径可能受重离子辐射的负面影响. 这些发现将为进一步阐明重离子辐射效应的分子机制提供有利信息,从而为从生物学途径探寻有效重离子辐射防护措施提供依据.     

a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格中空间电势分布和光电导的理论计算

本文从a-Si:H体材料的缺陷态模型出发,考虑在a-Si:H/a-SiN:H超晶格中由于空间电荷转移掺杂效应,以及界面不对称引起的a-Si:H阱层的能带下降和弯曲,严格求解空间电势分布和电荷分布,发现a-Si:H阱层中能带的下降值远大于由界面电荷不对称所引起的两端电势能差,且随转移到阱层中的电荷总量的变化非常敏感。空间电荷分布比较平缓,当不对称参数K=0.9时,空间电荷浓度的最大差值不到两倍。在此基础上,计算了超晶格中光电导的温度曲线,发现引起超晶格中暗电导和光电导相对于单层膜增大的主要原因是转移电荷量的多少,而界面电荷不对称的影响则小得多。计算中对带尾态采用Simmons-Taylor理论,考虑a-Si:H中悬挂键的相关性,并用巨正则分布讨论其在复合过程中的行为。     

石墨烯负载二氧化锡电化学传感器检测4-碘苯氧乙酸研究

该文通过水热法合成了珊瑚状的二氧化锡纳米颗粒,将其均匀生长在石墨烯上,构建了石墨烯负载二氧化锡电化学传感器对外源植物激素4-碘苯氧乙酸(4-IPOAA)进行电化学检测的方法。采用方波伏安法对不同浓度的4-IPOAA进行检测,结果显示4-IPOAA在0.5～20μmol/L和20～100μmol/L范围内具有良好线性关系,检出限(LOD,S/N=3)为9.86×10^-2μmol/L。4-IPOAA的电化学氧化过程受混合控制,有2个电子参与。所制备的传感器具有良好的重现性,相对标准偏差(RSD)不大于3.8%。使用加标回收法对白菜和黄瓜中的4-IPOAA进行检测,回收率分别为91.3%～106%和91.4%～116%,RSD分别为1.1%～5.2%和3.8%～8.0%。表明该传感器对4-IPOAA的实际检测具有良好的应用前景。     

助剂对铁基费托合成催化剂氧化行为的影响:H2O作用的解读

以纯Fe催化剂为研究对象,采用XRD、Raman和TPH等手段考察了催化剂的碳化程度、还原程度对H_2O氧化过程的影响,获得了H_2O氧化过程与催化剂中碳物种转变之间的相互影响规律;系统考察了典型的费托合成助剂K和SiO_2存在时对催化剂物化性质以及H_2O氧化行为的影响,发现催化剂的碳化程度越高,碳化铁的抗H_2O氧化能力越强,氧化过程使得碳物种的石墨化程度增加。适量K助剂可促进碳化铁和催化剂表面石墨碳的形成,提高了碳化铁在H_2O氧化过程中的稳定性;SiO_2助剂的加入显著抑制了催化剂的碳化,但可有效提高碳化铁以及碳物种的稳定性。     

启迪蒙昧亦庄亦谐——《音乐中的科学》评介

科技工作包括创新科学技术和普及科学技术这两个相辅相成的方面. 大家都深知科技创新的重要性,却往往忽略了科技普及. 普及科学技术,提高全民科学素质,既是激励科技创新,建设创新型国家的内在要求,也是营造创新环境,培育科学家的"摇篮" 工程. 科学家只有站在"巨人" 的肩膀上,才能看得更远. 这里的"巨人",就是指社会公众的科学素质. 科学工作者必须正视这种历史必然,采取有效的方式促进公众理解科学,做好科学传播链上的第一"发球员".     

火焰原子吸收微量进样法测定耳血中Cu,Zn,Ca,Mg和Fe

本文利用原子吸收分光光度法采用微量注射进样，测定耳全血中Ｃｕ，Ｚｎ，Ｃａ，Ｍｇ和Ｆｅ的含量，结果表明，方法回收率在９６％以上，样品测定的相对标准误差Ｚｎ，Ｃａ，Ｍｇ和Ｆｅ小于２％，Ｃｕ为３．９％，本方法快速，准确，仅需１０μＬ耳血即可获得五种生命元素含量的满意结果。     

准粒子分数电荷的实验证明

在分数量子Hall效应中,Hall电导是量子化的.此效应最普遍的现象首先是在一个半导体的GaAs-AlGaAs异质结中的二维电子气中观察到的,即Hall电阻随着磁场强度的增加呈台阶形上升.此台阶的梯级高度与(p/q)e2｜h形式的 Hall电导值相当,出现台阶时,磁场值对应着每个电子有q｜p个磁通量子的情形,其中p和q是整数。且q通常是奇数. 二维电子气在强磁场中的Hall电导是量子化的,按照 Robert Laughlin的理论,这是因为当磁场与每个电子有q｜p个磁通量子的情形对应时,二维电子气的基态能有极小值,也就是在Hall电导发生台阶跳变时的磁场值处有极小值.…     

图的连通性的一类极值问题

§1 引言对于一个图的最小度δ,连通度 x、线连通度λ,已有如下的结果:Whitney 在1932年证明了:对任何图 G 均有 x(G)≤λ(G)≤δ(G).Harary 在1962年证明了,对满足 0≤p-1≤q≤(_2~p)的任何正整数 p、q,存在     

Co-N4大环配合物分子应用于异相电催化CO2还原

利用可再生能源产生的电能催化二氧化碳还原(CO₂RR)是可持续制备碳基化学品的一种潜在途径.电催化剂是实现这个转化的关键,目前还需要深入地研究机理去优化催化剂的设计.M-N₄结构的大环配合物是一类结构明确、性能易调控的分子电催化剂,是研究结构-性能关系的理想平台.其中,金属酞菁在异相电催化CO₂RR中展现出较好的催化性能,受到广泛关注.而其它M-N₄结构大环配合物(如金属卟啉、金属咔咯)在异相电催化CO₂RR中报道较少,且催化性能一般.本文对比研究了酞菁钴(CoPc)、四苯基卟啉钴(CoTPP)和三苯基咔咯钴(CoTPC)三种分子异相电催化CO₂RR的性能,揭示制约金属卟啉和金属咔咯分子应用于异相体系的原因,并提出改进方法.首先采用碳纳米管(CNT)复合的方法对三种分子进行了研究.结果表明,只有CoPc能够与CNT形成性能优异的复合电催化剂,而CoTPP和CoTPC复合电催化剂几乎不具备活性.这是因为这两种分子具有扭曲的苯环导致分子与CNT作用力弱,在复合物里面只有很少的分子锚定在CNT上.本文采用直接滴涂法制备三种分子与CNT物理混合电极,并研究了分子载量对催化性能的影响.结果表明,在1.08×10^-8molcm^-2低分子载量时,CoTPP+CNT和Co TPC+CNT样品基本无活性,它们的电催化活性随着分子载量的提升而显著增加.在5.4×10^-7molcm^-2的高载量时,CoTPC+CNT和CoTPP+CNT样品在-0.67 V(相对可逆氢电极,下同)的电位下分别展现出14.0和7.61 mA cm^-2的CO分电流密度,是1.08×10^-8 molcm^-2载量样品的8.7和7.9倍.这说明对于Co TPP和CoTPC分子,可以通过加大载量来增加与CNT作用几率,从而提高电极活性.然而,基于CoPc制备的样品活性随着CoPc分子载量的增加变化不明显.这是由于在低载量下CoPc分子已经很好地与CNT相互作用,并且CNT上CoPc分子负载量是有限的,继续增大载量只会导致聚集.本文进一步发展一种聚乙烯吡啶(PVP)桥连的办法,提升CoTPP和CoTPC在低载量下的电极活性.聚乙烯链能够通过疏水作用缠绕在CNT上,同时吡啶能够与分子金属中心配位,从而为分子与CNT结合建立桥梁.当分子载量为1.08×10^-8mol cm^-2时,CoTPP+CNT/PVP在-0.67 V电位下展现出85%以上的CO法拉第效率,而且CO分电流密度达到7.84 mA cm^-2,是没有添加PVP对比样CoTPP+CNT的8倍.由此可见,分子与基底的相互作用强度对异相电催化CO₂RR的性能有重要影响.对于与基底相互作用弱的大环配合物分子可以通过大分子载量的滴涂法或引入桥连分子来提高电极性能.这些方法可以拓展到其它分子体系,有助于构建高效的异相分子电催化剂.     

基于β⁃环糊精@全氟壬酸主客体作用构筑的斜六面体结构水凝胶

研究了一种全氟脂肪酸表面活性剂全氟壬酸(PFNA)与β-环糊精(β-CD)在水溶液中的自组装行为. 通过改变PFNA和β-CD的混合比例及浓度, 得到了由高度规整的厚度约为几百纳米, 长度约为十几微米的斜六面体组成的水凝胶, 并绘制了该体系的相图; 根据实验结果推测了该水凝胶的形成机理, PFNA分子的尾链包合在β-CD的空腔内形成了1∶1包合物(β-CD@PFNA), 该包合物作为构筑基元, β-CD分子以“头对头、 尾对尾”形式相互连接成“管道型”结构, 这些管道在β-CD分子间氢键作用下堆积进而结晶诱导形成斜六面体聚集体; 该六面体进一步交叉连接形成三维网状结构, 包裹住溶剂水分子从而形成水凝胶. 这种基于碳氟表面活性剂和环糊精主客体作用的自组装策略有望为新颖聚集体的可控自组装提供新思路.