南海三沙永乐龙洞营养盐垂直分布及控制因素

南海三沙永乐龙洞水深约300 m,是世界上已知最深的海洋蓝洞,100 m以下水体属于无氧环境,使其成为研究从有氧到无氧的转变及无氧环境下生源要素迁移转化过程的理想场所.2017年3月在永乐龙洞开展了现场调查和样品采集,对溶解态无机营养盐进行了分析,并结合温度、盐度、溶解氧(DO)等环境参数,讨论了营养盐浓度与结构的垂直分布特征及影响因素,初步探讨了营养盐循环过程.结果表明,不同的营养盐在蓝洞内有迥异的变化规律,最大转变发生在氧化还原跃层.表层营养盐浓度均较低,但随着深度的增加,各营养盐浓度体现不同的峰值分布.例如,硝酸盐浓度峰值(8.59μmol/L)出现在90 m深处,而亚硝酸盐在40和95 m处出现双峰分布(分别为0.49和0.18μmol/L).铵氮浓度在95 m之后迅速升高,磷酸盐和硅酸盐浓度则从70 m开始升高,150 m后其浓度均不再增加,分别稳定在85,4.9和152μmol/L左右.营养盐浓度的变化直接影响了其结构的分布,N/P比与Si/N比和Si/P比呈现相反的变化趋势.N/P比在表层较高(接近300),整体随深度而降低;Si/N比在表层和底层都较低,在95 m出现15的峰值;Si/P比也是表层较高,但在95 m也出现达70的峰值.在160 m以下,各营养盐比例均保持稳定,并接近Redfield比值.永乐龙洞营养盐垂直分布的变化表明其循环过程与DO、有机物和微生物等之间存在密切联系.     

Aβ1～40对神经细胞膜通透性及胞内游离Ca2+的影响

利用激光共聚焦显微镜技术研究了可溶和纤维化的Aβ1～40对神经细胞膜通透性及胞内游离Ca2+的影响. 结果表明: ①可溶和纤维化的Aβ1~40对细胞膜通透性的影响均是浓度依赖的. 可溶的Aβ1~40只有当其浓度达到3 μmol/L时才能使膜的通透性增加, 而纤维化的Aβ1~40的毒性作用远远强于可溶性的Aβ1～40, 当浓度为1μmol/L时, 即有明显作用. 当其浓度达到3μmol/L时, 不但细胞膜的通透性大大增加, 而且核膜也有严重破损. ②高浓度可溶的和纤维化的Aβ1～40均能使胞内Ca2+升高, 升高的幅度呈浓度依赖的. 纤维化的Aβ1～40诱导的胞内Ca2+的上升比较同步, 且反应很快. 这提示高浓度可溶的和纤维化的Aβ1～40神经毒性与细胞膜物理化学性质的改变及胞内Ca2+平衡失调有一定的相关性.     

Dy~(3+)对小鼠骨髓基质细胞成骨和成脂分化及成骨细胞横向分化为脂肪细胞的影响

通过MTT,碱性磷酸酶活性测定,矿化功能表达以及油红O的定量测定等多种方法研究了Dy3+对原代培养的小鼠骨髓基质细胞成骨分化和成脂分化以及原代培养的小鼠成骨细胞横向分化为脂肪细胞的影响.研究结果表明,浓度为1×10-8,1×10-5mol/L的Dy3+对骨髓基质细胞增殖没有影响,但在其他浓度下则抑制骨髓基质细胞的增殖;1×10-10,1×10-9mol/L的Dy3+对成骨细胞增殖没有影响,在其他浓度下则抑制成骨细胞的增殖;当Dy3+与骨髓基质细胞作用7d,除1×10-9和1×10-7mol/L的Dy3+对骨髓基质细胞成骨分化没有影响外,其他浓度下的Dy3+则促进骨髓基质细胞成骨分化;当作用14d,1×10-5mol/L的Dy3+抑制骨髓基质细胞成骨分化,1×10-9,1×10-8,1×10-7和1×10-6mol/L的Dy3+促进骨髓基质细胞成骨分化,并且1×10-6mol/L的Dy3+的促进作用最大;测试浓度下的Dy3+都促进骨髓基质细胞的矿化功能;除1×10-7mol/L的Dy3+对骨髓基质细胞的成脂分化没有影响外,其他浓度的Dy3+则抑制骨髓基质细胞的成脂分化;测试浓度下的Dy3+都明显抑制成骨细胞的横...     

Study on Cultivation of Anoxic Phenol- degrading Sludge

通过逐步提高进水中苯酚与NO3-N浓度,在反应瓶中对反硝化同时降解苯酚的菌种进行了70 d的驯化.驯化结束后,进水苯酚浓度为630mg/L,反应时间为24h,苯酚去除率可达85％以上,此时,MLSS=12 g/L,VSS/SS=0.78;控制反应瓶中MLVSS=3 000 mg/L,进水苯酚浓度为120mg/L时,在COD∶NO3--N=4∶1条件下,反应8h,苯酚去除率可达90％,降解速率为13.53 mg/(L·h),此时,硝酸盐氮还原速率为8.03mg/(L·h).     

青藏高原典型河流中新污染物的时空分布特征及生态风险

新污染物治理及风险防控对于持续改善生态环境质量、建设美丽中国具有重要意义.尼洋河流域是青藏高原地区最重要的农业区之一,尼洋河的水质对于青藏高原生态环境和藏区人民生活至关重要.然而,目前关于该流域新污染物的研究十分欠缺.本研究针对尼洋河林芝段设置了20个采样点,根据实际情况,分别采用被动和主动采样法采集了丰水期和枯水期的水样.一共检出33种抗生素、4种对羟基苯甲酸酯防腐剂、6种三嗪类和苯并咪唑类农药,单一污染物的检出浓度为0.01～250 ng/L,检出率为3%～100%.大部分污染物的浓度低于其他国家和地区河流中的检出浓度,但红霉素、多菌灵等的浓度与其他河流的检出浓度接近,甚至略高.新污染物的检出种类和浓度具有显著的时空分布差异,且抗生素以及三嗪类和苯并咪唑类农药分别在丰水期和枯水期占主导.尼洋河新污染物主要来自生活污水、养殖废水和农田径流,整体生态风险较低.这些发现有助于认识青藏高原典型河流新污染物的污染现状、来源与生态风险,为新污染物防控和水资源保护提供了科学依据.     

利用基于分子印迹聚合物膜的表面等离子体共振传感器检测TNT

利用以分子印迹聚合物(MIP)膜作为识别单元的表面等离子体共振(SPR)传感器,对2,4,6-三硝基甲苯(TNT)进行了检测.通过热引发聚合反应,在SPR传感芯片的裸金表面合成了TNT印迹聚合物膜.采用乙腈/乙酸(9:1,V/V)混合有机溶剂可以快速将TNT模板分子洗脱下来,表现为SPR共振角偏移了0.7°.吸附实验结果表明,TNT分子的最低检测限可达1×108mol/L,并且在1×108～1×105mol/L浓度范围内SPR共振角度的变化(θ)与TNT浓度的负对数(lg[TNT])成线性关系.选择性研究表明,该SPR传感器对于浓度为1×104mol/L的TNT结构类似物2,4,5-三硝基甲苯和1,3,5-三硝基-1,3,5-六氢化三嗪(RDX)没有响应.研究结果说明,结合了MIP的SPR传感器对TNT的检测具有高灵敏度、强选择性和长久稳定性的优点.     

cGMP参与NO对小鼠胚泡黏附扩展及MMP-2分泌的调节

有报道显示, 一氧化氮(NO)在哺乳动物胚胎植入过程中发挥重要的调节作用. 为探讨其作用机制, 应用胚胎植入的体外模型, 将常规方法获取的胚泡随机培养在含有不同药物处理的培养液中, 在培养12, 24和36 h后分别观察、统计胚泡黏附及扩展的情况, 同时收集培养液, 用明胶酶谱分析其中基质金属蛋白酶-2(MMP-2)的变化, 用半定量RT-PCR分析各组胚泡中MMP-2 mRNA的变化. 结果表明, 500 μmol/L L-单甲基-精氨酸(L-NMMA)单独处理能显著抑制胚泡的黏附、扩展及MMP-2的分泌; 此抑制不仅可被同时加入的100 μmol/L S-亚硝基-乙酰青霉胺(SNAP)逆转; 也可被同时加入的20 μmol/L的8-Br-cGMP逆转. 结果提示, NO能促进体外小鼠胚泡的黏附、扩展及MMP-2的分泌, NO的这些作用是通过cGMP来实现的.     

CO2浓度对中肋骨条藻的光合无机碳吸收和胞外碳酸酐酶活性的影响

为探讨低光照(30 μmol·m-2·s-1)和高光照(210μmol·m-2·s-1)条件下海水CO2浓度变化对海产硅藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的生理影响,对该藻生长及其光合CO2吸收和胞外碳酸酐酶(CAext)活性进行了测定,结果表明,在低光条件下,CO2浓度变化(4～31 μmol/L CO2)对该藻的生长和净光合速率的影响比高光条件大.CAext在12和31 μmol/L CO2时没有检测出活性;但在4 μmol/L CO2时则有明显活性,且其高光条件下的活性是低光条件下的2.5倍.细胞光合作用对CO2的亲和力随着培养液中CO2浓度升高而下降.另外,高光条件下细胞的光合CO2亲和力明显高于低光条件.这些结果表明,CAext的活性和光合CO2亲和力不仅受CO2浓度而且受到光照强度的调节;在高光照条件下,即使CO2浓度较低,细胞的高CAext活性和光合CO2亲和力也能够提供充足的CO2供其光合固碳所需.     

南海三沙永乐龙洞关键水体环境要素特征及其影响因素

基于2016年10月在南海三沙永乐龙洞开展的水体环境要素的综合观测,获取了水体温度、盐度、密度、叶绿素a、溶解氧、浊度、悬浮颗粒物粒度和海流等数据,研究了南海三沙永乐龙洞关键水体环境要素的分布特征及影响因素.结果表明:永乐龙洞在水深10 m以下区域与外海无大规模连通;水体温度、盐度、密度存在多个跃层,分别位于水深3,10,50和80~110 m附近水深,其中以50 m水深附近跃层最强,155 m以下区域水文要素几无变化.叶绿素a垂向分布表现为多峰特征,在10~20 m附近存在一次表层叶绿素a最大值区.随着水深增加叶绿素a含量快速降低,在水深90 m附近叶绿素a浓度达到最大值,而后叶绿素a快速降低.溶解氧浓度垂向分布较为复杂,表层最高可达7 mg/L,在温度、盐度和密度跃层水深附近浓度快速降低,并在水深90 m附近降为0,即无氧状态.水体浊度与叶绿素a分布特征极为相似,即在水深10~20和90 m附近存在浊度高值区.龙洞内悬浮颗粒物主要有两个粒径组分,分别为145~500μm的粗颗粒组分和5.28~38.55μm的细颗粒组分,其中以粗颗粒组分为主.龙洞80 m以上和其下水体性质差异显著,表明其来源不同.80 m以上水体温度、盐度跃层主要为日变和季节性跃层,80~110 m为永久性跃层.跃层处密度的显著差异,导致水体垂向对流受限并富集悬浮颗粒物,是导致溶氧浓度快速降低的主控因素.80 m以下水体与其上水体几无交换,加之有机颗粒物的氧化与分解,形成无氧状态.悬浮细颗粒组分体积浓度控制水体浊度变化,推测细颗粒应主要为矿物及岩石碎屑,粗颗粒应主要为藻类和海洋雪花等.     

CdS修饰TiO_2纳米管阵列制备及其光电催化产氢性能

为了实现利用可见光高效产氢,研究开发了具有可见光响应的CdS/TiO2纳米管阵列光催化剂.利用电化学阳极氧化法,在0.15mol/LNH4F和0.08mol/LH2C2O4的电解液中用钛片制备TiO2纳米管阵列,纳米管管径为80~100nm,管长约为550nm;在氨-硫脲体系中通过水浴化学池沉积将CdS纳米颗粒复合在TiO2纳米管上.以300W氙灯为光源,CdS/TiO2纳米管阵列(2×54mm×100mm)作为光阳极,外加1.0V槽电压,0.1mol/LNa2S和0.04mol/LNa2SO3为电子给体,光电产氢速率达到245.4μL/(h·cm2),表明CdS/TiO2纳米管阵列是一种有前景的光催化产氢材料.     

三磷酸腺苷与正电金纳米颗粒的配位作用及其等离子体共振吸收定量测定

在pH8.0的Tris-HCl介质中,三磷酸腺苷(ATP)能诱导十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)包被的正电金纳米颗粒(AuNPs)聚集,引起其表面等离子体共振吸收及等离子体共振散射变化.通过扫描电子显微镜、动态光散射及Zeta电位表征了金纳米颗粒的聚集,讨论了ATP与金纳米颗粒的结合模式,确定了三磷酸腺苷与正电金纳米颗粒的配位作用.在此基础上建立了表面等离子体共振吸收定量检测ATP的方法.方法的线性范围为4.0~80μmol/L,检出限为0.82μmol/L.相同浓度的ADP,AMP,UTP,CTP和GTP不干扰测定.方法用于人体尿样ATP的检测,回收率在94.4%~123%之间,相对标准偏差RSD小于2.5%.与传统ATP检测方法相比,该方法简单快速,选择性好.     

肾上腺髓质素对尾加压素Ⅱ诱导的大鼠血管平滑肌细胞内皮素生成的影响

旨在观察肾上腺髓质素(adrenomedullin, ADM)对尾加压素Ⅱ(urotensin Ⅱ, UⅡ)刺激的血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells, VSMCs)内皮素(endothelin, ET)生成的影响, 以探讨ADM和UⅡ在血管功能调节中的相互作用. 贴块法培养的大鼠VSMCs经10-8 mol/L UⅡ和不同浓度ADM孵育后测定其3H-胸腺嘧啶(3H-TdR)掺入、细胞外信号调节激酶(ERK)活性、VSMCs ET mRNA含量和ET生成量. UⅡ(10-8 mol/L)刺激VSMCs ET mRNA含量增加、ET 生成、VSMCs 3H-TdR掺入和ERK激活. 10-10 ～ 10-8 mol/L ADM以浓度依赖的方式抑制UⅡ刺激的上述效应, 与单纯UⅡ组比较, 10-10 ～ 10-8 mol/L ADM 分别与UⅡ(10-8 mol/L)合用时, VSMCs ET mRNA水平下降15 % ～ 45 %(均P < 0.01); 培养基中 ET 含量分别下降为14.13, 11.38和11.0 pg/mL(均P < 0.01); 10-9 ～ 10-8 mol/L ADM使 VSMCs 3H-TdR掺入分别降低32%(P < 0.05)和41%(P < 0.01), ERK活性分别降低32% (P < 0.05)和36% (P < 0.05). 单用ADM(10-8 mol/L)对VSMCs ET mRNA含量、ET生成、VSMCs 3H-TdR掺入和ERK活性均无明显影响. 结果提示肾上腺髓质素抑制UⅡ诱导的VSMCs ET mRNA表达和生成, 并通过抑制ERK途径抑制UⅡ诱导的VSMCs增殖.     

重组人神经红蛋白的圆二色光谱研究

神经红蛋白(neuroglobin, NGB)是近期在人和其他脊椎动物脑中发现的一种新颖的血红素蛋白. 利用远紫外圆二色(CD)光谱的方法, 研究了NGB的浓度、溶剂性质、溶液pH值以及温度对NGB二级结构的影响. 结果表明, NGB浓度小于10 μmol/L时, 它主要以α-螺旋形式存在, 浓度大于10 μmol/L时, 随着浓度的增大其a-螺旋含量逐渐减少, 当浓度达到40 μmol/L后基本不再变化, 可能是由于NGB在浓度较高时其分子间可以形成二硫键以及蛋白分子间可相互聚集所造成的. NGB在醇中的α-螺旋含量比在水中稍有增加, 也表明NGB对醇类溶剂具有较高的稳定性. 在酸性或碱性溶液中, NGB的二级结构都有不同程度的破坏. 随着温度的逐渐升高, NGB的a-螺旋含量逐渐减少, 但温度高达110℃时仍有16.8% 的α-螺旋存在, 说明NGB具有高热稳定性.     

白藜芦醇双向调节核转录因子-kB活化和HEK293细胞增殖

白藜芦醇(resveratrol, Res)是一种广泛存在于植物中的多酚化合物, 临床前研究显示其具有抗氧化、抗炎以及潜在的抗肿瘤作用. 为进一步了解白藜芦醇临床应用的可能性和安全性, 研究了其对于人胚肾HEK293细胞增殖的影响及其可能的作用机制. 利用台盼蓝拒染方法测定细胞增殖活性, PI染色-流式细胞分析法测定细胞周期和细胞凋亡, 利用稳定转染的HEK293/luc-kB细胞株和荧光素酶报告基因法测定细胞内核转录因子-kB(NF-kB)活化水平, 酶联免疫法测定细胞培养液中人白介素-8(IL-8)含量. 结果表明, 经10-7 mol/L白藜芦醇处理48 h, HEK293细胞增殖明显增加. 在联合10 ng/mL 的肿瘤坏死因子-a(TNFa)处理时, 10-8～10-7 mol/L白藜芦醇(24 h)和10-6 mol/L白藜芦醇(48 h)也可明显促进细胞增殖. 10-4 mol/L白藜芦醇单独或联合处理均明显抑制细胞生长. 处理24 h时, 10-7 mol/L白藜芦醇显著下调内源性和TNFa诱导的NF-kB活化, 但在10-4 mol/L浓度下明显上调NF-kB活化. 10-4 mol/L 白藜芦醇还明显增加培养液中IL-8含量, 引发明显的S期细胞周期阻滞并伴随轻微细胞凋亡; TNFa对10-4 mol/L白藜芦醇的上述活性具有协同作用. 由于白藜芦醇可以双向调节体外细胞增殖, 对其可能的临床应用应予全面评价.     

磷修饰金纳米粒子对葡萄糖氧化的电催化性能

采用白磷还原法制备了磷修饰的金纳米粒子(Au-PNPs),Au-PNPs的粒径能够通过改变氯金酸与白磷的投料摩尔比进行有效调控.采用X-射线粉末衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和透射电子显微镜(TEM)和电化学测试来表征Au-PNPs的形貌、结构和表面组成.循环伏安测试表明,在pH7.4的磷酸缓冲溶液中,Au-PNPs修饰电极对葡萄糖电化学氧化有良好的催化性能.通过与柠檬酸钠还原法制得的金纳米粒子(Au-CitNPs)的电化学性质比较,发现Au-PNPs对葡萄糖的电催化氧化具有优良的稳定性.基于此Au-PNPs修饰电极的葡萄糖无酶电化学传感器对于葡萄糖检测具有宽的线性检测范围(9.0×10-6～1.8×10-2mol/L)和低的检出限(5.0×10-6mol/L).     

植物碳汇系统与中国碳中和之路

<正>1碳达峰与碳中和研究的紧迫性1975年,Broecker^[1]在Science上发表一篇文章“Climat change:Are we on the brink of a pronounced global warming?”使得大气中CO₂增加导致气候变暖的概念第一次走进人们的视野.大气CO₂增加主要是由于人类对化石能源的利用及人类活动导致的土地利用改变^[2].目前,大气CO₂浓度约为415 ppm(1 ppm=1μmol/mol,Global Carbon Budget 2020https://www.globalcarbonproject.org/carbonbudget/index.htm)     

Zn掺杂TiO2纳米管电极制备及其对五氯酚的光电催化降解

采用阳极氧化法在Ti基底上制备TiO2纳米管电极,再通过浸渍法制备出Zn掺杂TiO2纳米管电极.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、电子探针显微分析(EPMA)、紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)技术对其进行表征,电极表面分布有均匀的纳米管状阵列,管径50～90nm,管长约200nm,管壁厚约为15nm,锐钛矿型TiO2,Zn元素以ZnO小团簇形态沉积在TiO2纳米管电极表面,与TiO2纳米管电极相比起始吸收带边红移近20nm.分别使用Zn掺杂TiO2纳米管电极和TiO2纳米管电极对相同五氯酚(PCP)溶液(初始浓度为20mg/L,电解质Na2SO4浓度为0.01mol/L,初始pH为7.03)进行光电催化降解120min.结果表明:在紫外光(400μW/cm2)或可见光(4500μW/cm2)的照射下,Zn掺杂TiO2纳米管电极对PCP的降解率分别为73.5%和18.4%,而TiO2纳米管电极对PCP的降解率分别为48.5%和3.2%.Zn掺杂TiO2纳米管电极光电催化降解PCP的准一级反应动力学常数分别为TiO2纳米管电极的2.0倍和5.8倍,且其光电催化性能与Zn掺杂浓度有关,最优掺杂浓度为0.909%.Zn掺杂TiO2纳米管电极的稳定性良好.     

基于金纳米棒基因探针对多元基因的识别与检测

通过晶种生长法制备长径比分别为4:1 和8:1 的金纳米棒, 分别在其表面修饰上抑癌基因p53 和pTEN 2 种不同序列的模型基因片段, 构建金纳米棒基因探针, 这两种基因探针分别于800 和1100 nm 处有2 个近红外吸收峰. 基于探针基因识别靶基因时, 金纳米棒的纵向等离子共振吸收峰吸光度的变化, 对2种靶基因片段混合体系建立特异性识别及检测方法. 结果表明, 在pH 为7.0 的PBS 缓冲溶液中, NaCl 浓度为0.2mol/L 时, 在靶基因片段的浓度为3.0~9.0 nmol/L 范围内, 金纳米棒的纵向等离子共振吸收峰的变化与靶基因的浓度成线性关系, 检出限分别为1.6 和1.2 nmol/L. 实现了在同一混合体系中同时对两种靶基因片段的特异性识别及检测.     

四溴双酚A对人体呼吸系统细胞16HBE和Beas2B的接触暴露毒性机制

四溴双酚A(TBBPA)是一种应用量非常大的化学品,广泛用在印刷电路板以及其他聚合材料的阻燃剂中.作为一种环境污染物,其普遍存在于各种非生物和生物介质中.本研究采用人体支气管细胞Beas2B和肺上皮细胞16HBE作为研究对象,开展了TBBPA的接触暴露毒性研究.结果显示,随着TBBPA的暴露浓度从0μmol/L增加至50μmol/L,两种细胞的存活率均逐渐下降,细胞通透性不断提高.此外,流式分析也表明了细胞在暴露后出现了部分凋亡,且随着浓度的提高,凋亡率也随之提高.进一步通过基因表达测定分析发现,与细胞凋亡相关基因p53,Survivin, bax, bcl-2, Caspase-3, Caspase-9的表达量均出现不同程度的上调,其中24 h的暴露相较于12 h会激发更为强烈的表达上调.此外,对暴露过程中细胞胞内活性氧(ROSs)组分、抗氧化性酶SOD和CAT活力活性进行了测定.两种细胞内的ROSs组分和抗氧化性酶均出现明显的提高,表明细胞在TBBPA暴露过程中收到了一定的氧化损伤并出现了氧化应激.     

化学振荡计时电位法的研究：废水中苯酚的测定

化学振荡是指在反应过程中某种形体的浓度随时间发生周期性变化的现象。Belousov首先报道了均相化学振荡反应,Prigogine的耗散结构理论为振荡反应提供了理论基础,至此,化学振荡引起人们的极大兴趣。本文在化学振荡理论的基础上,利用反映振荡过程中某种形体浓度大小的电位值随时间周期性变化的关系,提出了一种新的定性定量分析方法——化学振荡计时电位法。该法是利用振荡参数(诱导期、振荡周期、振荡寿命)与振荡体系某一物质起始浓度的依赖关系对该物质进行分析的。实验发现,在H_2SO_4—LB_rO_3—phenol非催化振荡体系中,振荡周期(Tp)的对数与苯酚起始浓度的对数在苯酚浓度为8.00×10~(-2)mol/L的范围内成线性关系,线性相关系数为0.998。将该法用于废水中苯酚含量的测定,回收率达97.7％～108.2％。本文还提出了振荡反应的机理和定量分析的依据。