科教融合背景下材料化学专业材料表征课程教学改革探索

科教融合是未来实施科教兴国战略、创新人才培养模式的主旋律。材料结构表征是材料化学的核心专业课程之一,本文结合近年来的本科教学实践,初步探究了科研融入教学应用于“材料结构表征”课程的教学改革。针对课程教学中存在的问题,分别从教学内容,教学方法和科教融汇协同育人等方面提出了相应的改革措施,为新时代高校构建“教育、科技、人才”循环育人体系提供了一定的借鉴。

布地奈德联合注射用头孢哌酮钠舒巴坦钠治疗新生儿感染性肺炎的临床疗效研究

目的:新生儿感染性肺炎患儿采取布地奈德联合注射用头孢哌酮钠舒巴坦钠治疗的临床疗效。方法:选择2021年10月—2023年2月本院住院的新生儿感染性肺炎236例,按照随机数字表法分为对照组114例和研究组122例。两组患儿均接受临床常规治疗,对照组在常规治疗的基础上以静脉滴注的方式使用注射用头孢哌酮钠舒巴坦钠+氯化钠注射液,研究组在对照组的基础上,使用布地奈德药物雾化吸入。比较两组临床治疗效果;比较两组患儿临床症状缓解时间;比较两组治疗前后炎症指标表达水平;比较两组治疗前后肺功能指标;比较两组不良反应发生率。结果:研究组治疗总有效率为87.70%高于对照组的76.32%,差异有统计学意义(P<0.05);研究组肺部啰音、咳嗽、喘息消失和退热时间均比对照组少,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后两组促炎因子肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素-8(IL-8)和白介素-6(IL-6)水平均下降,且研究组促炎因子水平低于对照组,两组抑炎因子白介素-13(IL-13)、白介素-4(IL-4)和白介素-10(IL-10)水平均上升,且研究组抑炎因子水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后两组达峰容积比(VPEF/VE)、达峰时间比(TPEF/TE)和呼气峰流量(PEF)水平均升高,且研究组VPEF/VE、TPEF/TE和PEF水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);研究组不良反应发生率(4.92%)低于对照组(8.77%),差异无统计学意义(P>0.05)。结论:布地奈德联合注射用头孢哌酮钠舒巴坦钠治疗新生儿感染性肺炎具有显著效果,对降低炎症反应和改善肺功能具有较大优势。

赖氨酸特异性去甲基化酶1(LSD1)抑制剂的研究进展

赖氨酸特异性去甲基化酶1(LSD1)是一种黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)依赖的单胺氧化酶。研究证实,LSD1的异常表达与肿瘤的转移和增殖密切相关,是目前肿瘤靶向治疗的重要靶点之一。另外,LSD1还参与神经退行性疾病、心血管疾病、炎症反应等多种疾病的发生发展。目前,已经有多个抑制剂进入临床研究阶段。本文对LSD1的结构、作用机制以及LSD1抑制剂的研究进展作简要介绍,为设计开发新型LSD1抑制剂提供参考。

基于霜层测量的空气源热泵除霜技术研究进展

空气源热泵的高效除霜是技术难题,准确测量霜层厚度可为除霜控制提供最可靠依据。总结和分析了现有基于霜层测量的除霜技术手段,包括数字千分尺、游标尺、扫描探针显微镜、激光测厚、中子射线、光电转换、传感器、图像处理、声学信号和人工智能等,对其各自优势及局限性进行了比较分析,为今后空气源热泵基于霜层测量的除霜控制研究提供参考。

泥石流频发区山地不同海拔土壤化学计量特征——以云南省小江流域为例

为了探究泥石流频发区不同海拔梯度土壤的化学计量特征,阐明土壤性质对海拔变化的响应规律,进而有效指导受限性生态脆弱区生态系统的保护和恢复,在云南省小江流域支流阿旺小河西北侧山地选取了1500—2000m、2000—2500m、2500—3000m 3个海拔梯度,测定各海拔梯度范围内0—10cm、10—20cm、20—30cm土壤的有机碳、全氮、全磷、全钾含量及其机械组成,分析了不同海拔梯度土壤化学计量比的垂直分布特征及其与植被区、土壤物理结构的关系。结果表明:随着海拔梯度的升高,土壤有机碳和全氮含量以及碳磷比、碳钾比、氮磷比和氮钾比均呈升高趋势,全磷和全钾含量以及磷钾比呈降低趋势,且有机碳、全氮、全磷和全钾对海拔的敏感程度依次降低;不同海拔梯度之间,土壤有机碳、全氮、全磷、全钾及其化学计量比的垂直分布存在显著差异性,即随着土壤深度的增加,有机碳和全氮含量呈降低趋势,而全磷和全钾含量以及各化学计量比变化规律不明显;同一海拔梯度内,森林植被区和灌草丛群落植被区土壤生态化学计量比差异性不大,且随海拔梯度变化一致,灌草丛群落中,土壤碳氮比与地上植被盖度具有极显著正相关性,森林群落植被区,土壤磷钾比与优势乔木种平均高度具有极显著负相关性,而与平均胸径呈显著负相关性;土壤物理结构的分异是造成土壤化学计量特征发生变化的主要内在原因,土壤碳磷比、碳钾比、氮磷比、氮钾比随着含水率和砂粒的增加呈指数型上升而随着粘粒的增加呈指数型下降的趋势。

泥石流频发区不同林龄新银合欢土壤抗蚀性评价

土壤抗蚀性是评价土壤抵抗侵蚀能力的重要参数之一,植被恢复过程可引起土壤抗蚀性变化。本文通过野外调查与室内分析,运用主成分分析法对不同林龄新银合欢人工林土壤抗蚀性进行综合研究。结果表明:1)随着林龄的增长,新银合欢人工林土壤的通透性和结构稳定性变差,土壤细颗粒含量增加,土壤的养分含量有所降低;2)不同林龄新银合欢人工林土壤抗蚀性综合指数大小表现为:10年生>16年生>27年生,这说明随着林龄的增长,蒋家沟泥石流频发区新银合欢人工林土壤抗蚀性呈下降的趋势;3)表征土壤抗蚀性的13个指标可简化为:土壤密度、最大持水量、>0.25 mm水稳性团聚体含量、黏粒含量、粉粒含量5个指标,以此为自变量,以土壤抗蚀性综合指数为因变量,进行回归分析得出的评价模型为Y=-8.691X1+0.054X2+0.700X3-0.425X4-0.189X5-12.511,线性拟合程度较好。研究结果可为泥石流频发区土壤抗蚀性的后续研究及评价指标体系的构建提供参考。

UiO-66类MOF的合成及其吸附应用

作为金属有机骨架材料中代表性的一员,UiO-66及其衍生系列MOF不仅具有优异的稳定性,同时也保持了较大的比表面积和较优的水热稳定性及机械稳定性,近年来在环境污染治理领域尤其是水体净化方面表现出较好的发展潜力。介绍了UiO-66类MOF材料的几种主要合成方案,包括溶剂热法、机械研磨法、微波辅助合成以及电化学沉积。同时较为系统地总结了UiO-66类MOF材料作为吸附剂,针对二氧化碳气体的存储分离以及有机染料废水的净化处理等环境修复领域的发展现状。最后,基于此类MOF材料在吸附应用领域存在的问题和限制,对其未来发展所面临的困难和挑战提出了一些建议。

汶川地震生态治理区土壤种子库及其与地上植被的关系

为了比较地震灾区不同气候类型植被恢复区土壤种子库时空分布特征,采用野外调查取样和室内试验相结合的方法,研究了四川省汶川县威州镇和绵竹市汉旺镇4类生态治理区[干旱干暖河谷受损治理区（DHD）、干旱干暖河谷未受损区（DHU）、亚热带湿润季风气候受损治理区（HMD）、亚热带湿润季风气候未受损区（HMU）]土壤种子库的萌发动态、数量特征、物种组成、多样性特征及其与地上植被之间的关系。结果表明：未受损区具有2个萌发高峰期,受损治理区只有1个萌发高峰期,不同气候类型治理区土壤种子库在不同土壤深度表现出不同的萌发潜力；4类治理区土壤种子库平均密度为192-1544粒·m？2,表层密度和平均密度均为未受损区＆gt;受损治理区,干旱干暖河谷气候区＆gt;亚热带湿润季风气候区；4类治理区共有50种植物萌发,草本植物占显著优势； HMU、HMD、DHU、DHD地上植被与土壤种子库物种组成的S？rensen相似性系数分别为26.23%、44.9%、30.77%、16.00%, Jaccard相似性系数分别为15.09%、28.95%、18.18%、9.09%；不同类型样地土壤种子库特有种和共有物种均表现出不同的生活型格局。基于以上分析结果,在灾区进行植被恢复时,应该考虑治理区的气候环境,因地制宜的进行人工引种和制定恢复措施。

泥石流滩地不同土地利用类型土壤肥力质量综合评价

结合修正后的内梅罗指数,研究不同土地利用类型下泥石流滩地土壤肥力差异性特征,旨在为泥石流滩地的合理开发和利用提供依据。结果表明:泥石流滩地整体物理结构与肥力状况较差,"砂石化"现象明显;不同土地利用方式对土壤物理结构具有显著影响,但对土壤养分特性影响不显著;5种土地利用类型中,耕地和林地土壤理化性质较好,土壤孔隙度大小顺序依次为耕地>林地>近流通区荒地>草地>远流通区荒地。土壤综合肥力指数大小依次为耕地>林地>草地>远流通区荒地>近流通区荒地。

邓恩桉(Eucalyptus dunnii)人工幼龄林土壤酶活性对模拟硫、氮复合沉降的响应

为探究南方人工林生态系统土壤酶活性对硫、氮复合沉降的响应机制,本研究采用二元二次正交回归旋转设计方法,设置16个硫、氮复合沉降处理组和1个空白对照组,研究1 a硫、氮复合沉降下邓恩桉人工幼龄林土壤上层（0~20 cm）和下层（20~40 cm）的酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性与硫、氮复合沉降之间关系,并建立回归模型。对17组数据进行单因素方差分析（one-way ANOVA）,结果显示除上、下层过氧化氢酶活性组间差异均不显著外（p〉0.05）,酸性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性组间均存在差异显著的土壤分层（p〈0.05）。利用土壤分层中差异显著的酸性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性进行分析、建模,结果表明：酸性磷酸酶仅对氮沉降的独立效应响应显著,与空白对照组相比,氮沉降抑制酸性磷酸酶活性;脲酶仅对硫沉降和氮沉降的独立效应响应显著,且脲酶活性在硫、氮沉降下降低,以氮沉降抑制作用最强;蔗糖酶对硫、氮沉降的独立效应和交互作用均响应显著,表现出硫、氮沉降抑制蔗糖酶活性的特征。研究表明,1 a硫、氮沉降抑制邓恩桉人工幼龄林红壤表层（0~40 cm）的土壤酶活性,引起土壤肥力降低。

地震灾区生态治理初期土壤抗蚀性特征——以汶川地震典型区为例

土壤抗蚀性可客观表征土壤结构对各类侵蚀的抵御能力,生态恢复可引起土壤抗蚀性变化。研究地震灾区生态治理初期土壤抗蚀性,有利于了解震后生态恢复对土壤抗蚀性的影响效应。本文通过野外调查与室内分析,运用主成分分析法对汶川和绵竹地震灾区土壤抗蚀性进行综合研究。结果表明:(1)地震灾区生态治理初期,汶川和绵竹植被受损区经过生态恢复,土壤理化性质均发生不同程度的变化,进而影响土壤抗蚀性。两受灾区在土壤有机质含量、机械组成及抗蚀性指数方面存在差异;(2)单一指标不能全面反映该地区土壤抗蚀性的强弱;(3)受灾区植被受损治理区土壤抗蚀性综合指数显著低于未受损区,但与受损未治理区差异不显著,特别是绵竹植被受损治理区土壤抗蚀性综合指数较受损未治理区出现了降低趋势。绵竹植被受损治理区和受损未治理区的土壤抗蚀性综合指数高于汶川;(4)表征研究区土壤抗蚀性的11个指标可简化为:土壤最大持水量、总孔隙度、有机质、全氮、粉粒含量、砂粒含量6个指标,并与土壤抗蚀性综合指数进行拟合,获得土壤抗蚀性评价模型:Y=0.096X_1+0.332X_2+0.198X_3-0.040X_4-0.062X_5-0.398X_6+20.499,R^2=0.9977,拟合程度较好。以上研究结果可为地震灾区土壤抗蚀性的后续研究及评价指标体系的构建提供参考。

华北平原农田N_2O排放通量的高频动态观测

N_2O是主要源自农田的重要温室气体之一,可破坏臭氧层而导致全球增温。目前对N_2O的原位高频观测尚不多。为完善N_2O的观测方法,为华北地区N_2O变化研究提供参考,本研究以华北平原典型农田为研究对象,利用新型的N_2O测定仪器TGA200A,进行实时、自动、昼夜连续地观测中国科学院禹城综合试验站农田大气N_2O的日动态变化。本次观测自2017年6月中旬玉米播种后开始,持续至2017年9月(8月份仪器调试)。结果显示:1)晴朗天气下,农田大气N_2O呈现出夜晚(0:00—6:00、18:00—24:00)高(0.618~1.171 mg·m-3)、白天(6:00—18:00)低(0.526~1.145 mg·m-3)的趋势,而白天高温又促进农田N_2O排放,在午后15:00—17:00大多出现1次峰值,表明温度的促进作用存在滞后性。2)降雨天气下,农田N_2O在适当的雨量下逐渐增加(3 h内增加0.033 mg·m-3),且存在累积效应,但过度淹水后N_2O表现出逐渐降低的趋势。3)大风天气下,N_2O的浓度产生变化,但规律并不明显。研究结果表明,利用TGA200A可以实现对温室气体N_2O的实时、连续、动态的自动观测,观测结果具有较高可信度,可以反映出当前华北地区农田N_2O在不同环境要素(温度、降水及大风)下的动态变化趋势。

蒋家沟5种植被土壤分形特征与养分关系

运用分形模型,对云南东川蒋家沟不同植被类型土壤颗粒的分形特征及其与土壤养分的相关性进行分析,结果表明：1.5种植被类型土壤的分形维数不同,介于2.47～2.59,大小顺序依次为：花生〉石榴〉新银合欢〉草地〉坡柳,花生和石榴所代表的坡耕地的分形维数显著大于新银合欢、草地和坡柳所代表的植被恢复用地。2.分形维数与粘粒（〈0.002 mm）、粉粒（0.002～0.05 mm）的含量呈极显著的正相关关系,坡耕地的粘粒、粉粒含量高于植被恢复用地。分形维数与土壤的有机质、全氮、水解氮含量呈显著负相关关系,与有效磷含量呈显著的正相关关系。植被恢复用地的有机质、全氮、水解氮含量均高于坡耕地,新银合欢的有机质、全氮、水解氮含量低于坡柳和草地,花生、新银合欢和石榴的有效磷含量高于坡柳和草地。3.分形维数能够反映土壤的颗粒粒径分布及养分状况,可作为评价蒋家沟土壤结构稳定性与土壤肥力的一个重要指标。因此,蒋家沟应减少耕作,加强植被恢复,植被类型以改善土壤结构、提高土壤肥力效果较佳的草本和灌木为主。

汶川震区不同气候区受损植被土壤有机碳储量和碳密度分布特征

以汶川地震灾区半干旱干暖河谷气候区、亚热带湿润季风气候区未受损区(Undestroyed region,UR)与受损治理区(Destroyed and treated region,DR)为研究区,测定不同层次(0~5、5~10、10~20 cm)土壤的含水量、容重及有机碳含量,分析不同气候区UR与DR有机碳储量和有机碳密度(Soil organic carbon density,SOCD)的分布特征。结果表明:(1)UR各土层的SOC含量均显著高于DR(P<0.05),并随土层深度递增呈先增后减趋势;同一处理不同土层间SOC含量差异均不显著(P>0.05),但随土层加深有不同变化趋势。(2)UR各土层SOCD均显著高于DR(P<0.05),并随土层深度递增呈增加趋势;同一处理不同土层间SOCD差异不显著,均随土层深度递增而增加。(3)方差分析显示,两个气候区不同处理对SOC含量的影响差异达到极显著水平(P<0.01),但处理和土层的交互作用及不同土层对SOC含量的影响不显著(P>0.05)。不同处理和不同土层以及二者的交互作用对SOCD的影响差异极显著(P<0.01),其中处理与气候类型的交互作用对SOCD的影响差异达显著水平(P<0.05)。这表明研究区内受损治理区土壤有机碳含量低于未受损区,定量化受损区与未受损区土壤有机碳差异,可为评价灾区生态恢复措施效益提供数据支撑。

尾巨桉和杉木幼苗氮和磷含量对模拟氮-硫沉降的响应

用CO(NH_2)_2和Na_2SO_4模拟氮-硫沉降,采用二因素三水平法对氮-硫单一及复合沉降6个月后尾巨桉(Eucalyptus urophylla S.T.Blake×E.grandis Hill ex Maiden)和杉木〔Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.〕幼苗根、茎、叶片和全株中的全氮和全磷含量及叶片N∶P比的变化进行比较;在此基础上,分析了各器官间以及各器官与全株间全氮和全磷含量的相关性。对尾巨桉的研究结果表明:低和高水平(50和100 kg·hm^(-2)·a^(-1))单一氮沉降条件下各器官和全株的全氮含量均显著高于对照、叶片N∶P比也高于对照,而各器官和全株的全磷含量总体上与对照无显著差异;在低和高水平(15和30 kg·hm^(-2)·a^(-1))单一硫沉降及氮-硫复合沉降条件下,各器官和全株的全氮含量、全株的全磷含量及叶片的N∶P比大多显著高于对照,而各器官的全磷含量则与对照无显著差异。对杉木的研究结果表明:低和高水平单一氮沉降条件下茎、叶和全株的全氮含量均显著高于对照、根的全氮含量则低于对照,各器官和全株的全磷含量及叶片的N∶P比与对照无显著差异;低和高水平单一硫沉降条件下根、叶片和全株的全氮含量及叶片的N∶P比大多显著高于对照,而茎的全氮含量和全株的全磷含量则显著低于对照,各器官的全磷含量与对照无显著差异;氮-硫复合沉降条件下各器官和全株的全氮含量及叶片的N∶P比大多显著高于对照,而各器官和全株的全磷含量则与对照无显著差异。从全株的全氮和全磷含量以及叶片N∶P比的变幅看,2个树种全株的全氮含量对氮-硫复合沉降的响应最强。此外,氮-硫沉降条件下2个树种各器官间的全氮和全磷含量总体无显著相关性,仅尾巨桉根与叶片的全磷含量呈显著正相关;而尾巨桉各器官与全株的全氮和全磷含量呈显著或极显著正相关,杉木叶片与全株的全氮和全磷含量及其茎与全株的全磷含量均呈显著正相关。研究结果显示:在一定水平的短期氮-硫沉降条件下2个树种幼苗的氮和磷含量均增加,其中氮含量对氮-硫复合沉降的响应效应最强、磷含量对单一氮沉降的响应效应最强;尾巨桉对氮-硫沉降的响应效应强于杉木,且其生长限制元素呈现由氮限制转向氮-磷共同限制的趋势。

邓恩桉林土壤腐殖质对模拟硫、氮复合沉降的响应

为探究红壤地区人工林生态系统对酸沉降的响应机制,依据二次正交回归旋转组合设计原理,于2009年7月对邓恩桉人工幼龄林进行模拟硫、氮复合沉降试验,研究1 a模拟沉降后邓恩桉林下红壤团粒腐殖质成分状况。单因素方差分析(ANOVA)显示,17组样地中,<0.25 mm粒级土壤腐殖质、胡敏酸、富里酸含碳量差异达0.05显著水平;0.25-1 mm粒级土壤胡敏素含碳量、胡敏酸与富里酸含碳量比值(胡富比)差异达0.05显著水平;1-2 mm粒级土壤腐殖质各成分差异均达0.05不显著水平。选择以上5组差异显著成分进行分析和建模,结果表明,与空白对照组相比,腐殖质、胡敏酸、富里酸、胡敏素含碳量降低,胡富比先升高后降低。硫、氮沉降对以上5种腐殖质成分主效应存在差异,硫、氮沉降交互作用均不显著。研究表明,硫、氮沉降对腐殖质影响以单一效应为主,土壤肥力受硫、氮沉降影响先升高后降低,分界点对应的实际沉降量分别为20.02、63.70 kg·hm-2·a-1。

模拟增温对华北农田土壤碳排放的影响

为研究增温效应下农田温室气体排放的变化和机制,选择华北平原的山东禹城农田生态系统国家野外科学观测研究站当地典型的冬小麦-夏玉米农田为研究对象,设计翻耕增温(CTW)处理和翻耕不增温(CTN)对照开展多年增温试验。2014年10月出苗期至2015年12月冬小麦越冬期持续增温,2016年初至2016年9月增温设备因故障关闭。结果显示,2014—2015年,冬小麦期土壤温度显著增加1.31℃(P<0.05),夏玉米期土壤温度升高0.71℃(P>0.05),而全年土壤体积含水量均值对增温无显著响应,仅越冬期土壤含水量增加明显。两年期内,增温抑制冬小麦季CO2累积排放达20.35%,以3月和5月差异表现最为明显。2014—2016年冬小麦季,CTW、CTN处理的年均CH4累积吸收量分别为1641.2、2185.7 g·hm^-2,增温抑制冬小麦季CH4吸收,但对夏玉米季CH4通量无显著作用。冬小麦季增温降低CTW处理土壤微生物生物量碳值达26.55%,而微生物生物量氮仅个别施肥和灌溉月份对增温响应显著。两年期冬小麦和夏玉米季CTW、CTN地上生物量均值分别为12.19、16.33 mg·hm^-2和16.41、21.18 mg·hm^-2,表明增温降低了地上作物生物量。研究表明,长期增温显著抑制小麦季土壤CO2释放和CH4吸收,但玉米期碳排放和吸收的响应相对较弱。增温条件下,土壤水热条件和生物量依然是限制土壤碳通量的重要因素。

中医药思维在中药化学教学中的培养研究

以中药化学课程为切入点,通过分析目前中药化学教学过程中存在的中医药思维弱化等问题,结合课程特点和实践经验,提出解决方案。

矮生胡枝子的化学成分研究

研究植物矮生胡枝子(Lespedeza forrestii)全株的化学成分。采用Sephadex LH-20和反相制备型HPLC等方法分离与纯化,运用NMR、MS等波谱技术鉴定化合物结构。从矮生胡枝子的甲醇提取物中分离得到10个化合物,分别鉴定为山柰酚-3-O-α-L-鼠李糖苷(1)、槲皮素-3-O-α-L-鼠李糖苷(2)、山柰酚-3-O-芸香糖苷(3)、槲皮素-3-O-芸香糖苷(4)、山柰酚-3-O-洋槐糖苷(5)、牡荆素(6)、荭草素(7)、维采宁-2(8)、染料木素(9)和dalbergioidin(10),均为首次从矮生胡枝子中分离得到。对化合物1~10在小鼠巨噬细胞RAW 264.7细胞株上进行抗炎活性的筛选显示,在20μmol/L浓度下化合物8和10分别对IL-6和IL-1β的mRNA表达水平具有抑制活性,显示一定的抗炎作用。

菟丝子中一个新的吲哚类生物碱

研究中药菟丝子(Cuscutae Semen)的化学成分。采用Sephadex LH-20和硅胶等柱色谱以及反相制备型HPLC等方法分离与纯化,运用NMR、MS等波谱技术鉴定化合物结构。从菟丝子的甲醇提取物中分离得到6个化合物,分别鉴定为菟丝子新碱A(1)、金丝桃苷(2)、槲皮素-3-O-β-D-半乳糖-(2→1)-β-D-芹糖苷(3)、槲皮素(4)、山奈酚(5)、芝麻素(6)。其中化合物1为一个新的β-卡波林类生物碱。化合物2和5对组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶1(lysine specific demethylase 1,LSD1)显示出较强的抑制作用,IC_(50)分别为5.74±0.49和3.94±0.27μmol/L。