基于荧光原位杂交(FISH)技术的假俭草染色体鉴定和核型分析

以假俭草(Eremochloa ophiuroides(Munro)Hack.)品种‘赣北’(‘Ganbei’)基因组序列数据为基础,通过生物信息学手段挖掘和设计了假俭草染色体特异的单拷贝寡核苷酸(oligo)探针库,同时结合端粒重复序列和rDNA重复序列探针,在假俭草根尖细胞有丝分裂中期染色体上进行了系列荧光原位杂交(FISH)试验。结果显示:假俭草染色体核型公式为2n=2x=18(2SAT),利用5S rDNA和18S rDNA重复序列探针可识别出第5和第4号染色体,且第4号染色体18S rDNA富集区段易出现或存在断裂现象;设计的假俭草染色体特异单拷贝oligo探针可识别出第2、第6和第9号染色体,进一步结合rDNA重复序列探针结果还发现第4号染色体与第8号染色体间发生了染色体易位。综合分析认为,假俭草染色体核型存在不稳定性,且其基因组在进化过程中发生了染色体结构重排。本研究建立的基于重复序列和单拷贝oligo探针的FISH技术体系,可为假俭草染色体的准确识别和变异鉴定提供新方法,观察到的假俭草染色体核型特征可为假俭草高质量基因组图谱的构建提供细胞学证据。

中国石化探区和邻区油页岩原位开采选区评价

中国石化探区油页岩资源丰富,是国家重要的战略储备资源和补充能源。加快油页岩勘探开发对改善中国能源结构和保障国家能源安全具有重要意义。为了实现油页岩规模勘探与效益开发,通过调研梳理国内外成功开展油页岩原位开采现场试验的技术,分析试验区特征、地质和工程适应性、选区选层要求等认为:国外壳牌公司电加热法技术、中国吉林众诚公司的原位压裂化学干馏技术和吉林大学的局部化学反应法原位裂解技术实施了现场先导试验并获得成功,但中国两项技术的成熟度和可行性有待进一步研究论证,且现有的原位开采技术对深部油页岩的适应性均未得到验证。通过开展油页岩原位开采技术特点、地质资源条件、开采工程条件梳理分析,针对约束中国油页岩原位开采的关键因素,结合加热方式确定了4项地质参数、6项工程参数和分级评价界限,并根据约束油页岩原位开采利用的程度确定各参数的权重,建立了油页岩原位开采有利区地质-工程双因素评价模型,优选出15个中国石化探区和邻区油页岩Ⅰ类有利区。对选出的有利区进一步分析其顶底板、断裂、可动水等关键因素的影响,并综合评价优选出4个试验目标区,分别为:鄂尔多斯盆地南缘旬邑区块、博格达山北麓南缘上黄山街含矿区、茂名盆地电白含矿区、抚顺盆地抚顺含矿区。

原位X射线衍射光谱技术在高熵假板钛矿陶瓷晶体结构解析中的应用

目前高熵陶瓷的研究主要集中在通过元素的改变或增加获得高性能陶瓷上,忽视了由于成分的复杂性而造成的高熵陶瓷晶体结构的变化及其对性能的影响。本研究基于原位XRD技术,系统研究了高熵(Mg,Co,Ni,Zn)Ti_(2)O_(5)形成过程、高熵化后晶体结构及热膨胀系数的变化。研究发现,随温度上升,反应物首先生成高熵中间相,最终在1400℃生成高熵(Mg,Co,Ni,Zn)Ti_(2)O_(5)陶瓷。与其单相相比,高熵(Mg,Co,Ni,Zn)Ti_(2)O_(5)晶格常数及热膨胀各向异性均发生变化。以上研究表明原位XRD技术可用于阐明高熵假板钛矿陶瓷形成过程中晶体结构演化及性能变化过程,并在高熵陶瓷晶体结构解析方面具有很大的应用前景。

基于原位光辐照X射线光电子能谱(ISI-XPS)技术的光催化材料石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))研究

原位光辐照X射线光电子能谱(ISI-XPS)技术用于非氧化物光催化材料g-C_(3)N_(4)分析时,由于光辐照对结合能位移影响很小而常被忽略其光照过程中的结构变化。采用自行搭建的原位光辐照XPS装置进行测试发现,相比于波长405 nm的辐照光源,波长375 nm的光源(辐照光源功率大于15 mW)辐照g-C_(3)N_(4)材料15 min,g-C_(3)N_(4)共轭结构中C和N的XPS信号相对强度均出现明显变化,这归因于光辐照诱导电子转移而导致其化学结构发生改变,为光催化机理研究提供了补充证据。同时经过实验验证,紫外光辐照后,g-C_(3)N_(4)材料表面由于能量注入引起温度升高,表面吸附的污染碳出现一定程度的减少。

高压大容量介电储能脉冲电容器电热耦合仿真分析与原位测试

连发温升是导致电磁发射用脉冲电容器储能特性劣化甚至失效的重要因素,以往的薄膜电容器温度分布研究方法和结论缺乏对于极端应用工况等效性和测量结果进行全面、准确及实时性的考量。该文结合理论分析、有限元仿真以及原位测试等手段系统地研究了一种高压大容量脉冲电容器在连续浪涌电流冲击工况下的内部温升问题。研究结果表明,在完成连续的50次脉冲放电后,仅由电容器内部电流焦耳热和自愈生热导致的温升约为0.7~0.9℃,但在并联汇流排热传导的作用下,电容器单体端部温升最高可达21℃,可见影响脉冲电容器内部芯子最大温升和应用安全的主要因素是芯子外部的热传导。该文的研究方法和结论对于改进电磁发射用脉冲电容器散热工艺,进而提高其在极端应用工况下的工作可靠性具有积极意义和参考价值。

半导体气体流量控制器原位校准装置研究

半导体制造需使用多种气体用于沉积、光刻等工序,气体流量控制的精度直接影响加工质量。而流量控制器需要经常检测和校准以确保其工作性能。半导体设备和工艺的特殊性决定了流量控制器只能进行原位校准。为解决流量控制器的原位校准问题,根据半导体设备的特点提出一种基于动态pVTt方法的流量控制器原位校准装置,基于CFD仿真对固定容器充气后的非稳态流场进行计算,并预测流场稳定后的平均温度,从而实现充气气体流量的快速检测。通过与高精度流量校准装置对比,装置可以实现N2介质50~50000 mm^(3)/s的流量校准,精度优于0.5%。

LA-MC-ICP-MS微区原位Pb同位素的分析精度研究:以两种类型检测器为例

根据样品的Pb含量,本研究建立了法拉第杯-离子计数器(FC-IC)和全法拉第杯(FC)两种杯结构模式微区原位分析Pb同位素比值的方法。因^(206)Pb、^(207)Pb和^(208)Pb在两种模式中均采用FC检测器分析,两种模式下^(20y)Pb/^(206)Pb(y=7、8)值的相对标准误差(2RSE)一致,仅与信号强度有关。同等信号强度下(IC线性范围内),^(20x)Pb/^(204)Pb(x=6、7、8)值的2RSE在FC-IC杯结构模式优于FC杯结构模式,且两种模式下^(20x)Pb/^(204)Pb值的2RSE差异随^(208)Pb信号强度的增加而减少,最终均趋于约0.06%。FC-IC杯结构模式分析在^(208)Pb信号强度为0.10~0.25 V时,或FC杯结构模式分析在^(208)Pb信号强度>0.50 V时,均可获得较好的Pb同位素比值的精度和准确度。对于Pb含量较高(>40μg/g)或者尺寸较大的样品,优先采用激光大束斑结合FC杯结构模式可获得高精度的Pb同位素比值;对于Pb含量较低(≈10μg/g)或者尺寸有限的样品,FC-IC杯结构模式获得的Pb同位素精度优于FC杯结构模式。利用建立的微区原位Pb同位素分析方法,本研究分析了不同Pb含量标样的Pb同位素组成,分析结果在误差范围内均与参考值一致。

原位聚合法制备无机盐掺杂聚苯胺棉织物及其光电热性能研究

掺杂氯化锌、氯化锂、二水合氯化铜、氯化铁、氯化镁等无机盐,采用原位聚合法制备了无机盐掺杂聚苯胺棉织物,通过场发射扫描电子显微镜、超快速显微拉曼成像光谱仪、X射线衍射仪、热重分析仪等对棉织物的微观形貌、结构和热稳定性进行分析并研究了其光电热性能。结果表明:聚苯胺在棉织物上发生聚合反应,赋予棉织物出色的导电性,电导率可达15.7S/m;氯化锂掺杂聚苯胺棉织物的光热性能最佳;在电热性能方面,氯化铜掺杂聚苯胺棉织物电导率最高,可达57.4S/m。发热织物能够根据人体需求调节温度,氯化锂掺杂聚苯胺棉织物在600W/m~2光照强度下温度可达65.0℃,氯化铜掺杂聚苯胺棉织物在9.0V电压下表面平均温度可达40.1℃,与聚苯胺棉织物相比,光热和电热性能分别提高了8.2%和45.8%.

生物炭对土壤中有效态铅的原位钝化与机理研究

有色冶炼场地土壤中铅污染现象较为普遍,含铅土壤对场地的再开发利用和周边生态环境均造成威胁。为降低土壤中有效态铅的释放与迁移效率,选用麸皮、竹子、杨木和杨木锯末为原材料制备4种生物炭,采用添加石灰石粉末与生物炭复配的方法对土壤进行原位钝化研究,并利用扫描电镜、傅里叶变换红外吸收光谱和X射线近边结构光谱等技术研究生物炭钝化剂对稳定土壤中有效态铅的机理。结果表明:①4种生物炭均能有效抑制土壤中有效态铅的释放。其中,5%投加量的杨木锯末生物炭对土壤中有效态铅的稳定化效率最高,达到72.27%。②石灰石粉末能够进一步提高土壤中有效态铅的稳定性,投加量分别为5%和4%的杨木锯末生物炭与石灰石粉末对土壤中有效态铅的稳定化率均保持在90%以上,并在90 d的养护时间内持续有效。③添加杨木锯末生物炭和石灰石粉末能促进Pb(OH)_(2)、Pb_(3)(CO_(3))_(2)(OH)_(2)等稳定铅沉淀物质的生成,从而降低土壤中铅的活性。

准原位X射线光电子能谱法分析薄膜半导体材料的环境失效行为

处于使用和贮存状态的薄膜半导体材料因其经历的自然和诱导环境因素而引起器件的性能退化甚至失效,进而影响器件甚至整个系统的可靠性。目前对于环境失效行为的研究方法都很难捕获实时或准实时的表面成分及价态信息,难以判断其早期失效的行为特性以及深入掌握其失效机理。利用原位及准原位X射线光电子能谱(XPS)分析技术,通过调控环境失效因素研究薄膜半导体材料表界面成分、化学态以及电子结构的变化规律,揭示环境失效行为与失效机理,建立薄膜半导体相关材料及器件环境失效行为的分析新方法。结合准原位XPS对Au/Ni/Cu/HfO_(2)薄膜材料热过应力失效行为进行研究,结果表明:环境气氛中的氧气能够进一步诱导体相内Ni、Cu原子向表面层的扩散。热处理温度升高引起氧元素吸附模式由起初的物理吸附转变为化学吸附,并在Au层表面内反应产生NiO、Ni_(2)O_(3)以及CuO,导致薄膜材料表面成分的变化,表明利用准原位XPS法能够获取薄膜半导体材料准实时的表面成分及化学态信息,能更系统地剖析早期失效行为特性并分析其失效机理,对设备设计与生产过程中薄膜半导体材料体系的合理选择、设计改进以及提高电子芯片的环境适应性与可靠性具有重要意义。

金属凝固过程的原位观察研究进展

同步辐射成像是金属凝固过程原位观察的先进技术。介绍了同步辐射成像的原理、主要类型及发展。简述了异质形核、界面稳定性、柱状晶向等轴晶转变等金属凝固过程的原位观察,以及凝固组织演化和电磁场对金属凝固过程影响的观察。

1例京巴犬乳腺高级别导管内原位癌的诊治

[目的]对前来就诊的高龄京巴犬腹部肿物进行有效诊治,以期为类似病例的研究和诊治提供参考。[方法]采用临床检查、血常规检查、血液生化检查、病理组织学方法进行诊断,并结合诊断结果进行综合性治疗。[结果]该患犬诊断为乳腺肿瘤。通过手术成功切除乳腺肿瘤,病理学诊断为高级别导管内原位癌。术后进行系统治疗,3个月后复发,DR影像显示为癌转移。[结论]平时应多观察犬的身体状况,发现异样及时到正规动物医院就诊,乳腺肿瘤早发现、早治疗,才能得到良好的治疗效果和较高的治愈率。

氢氧化钠分子结构原位漫反射一维及二维漫反射中红外光谱研究

通过原位一维漫反射中红外(MIR)光谱开展了氢氧化钠分子结构研究。实验发现,氢氧化钠分子结构主要红外吸收模式包括OH基团伸缩振动模式(νOH-NaOH-_(一维))和OH基团面内摇摆振动模式(ρOH-NaOH-_(一维))。进一步开展了氢氧化钠分子结构的原位二维漫反射MIR光谱研究。采用原位漫反射一维及二维漫反射MIR光谱开展氢氧化钠结构研究,对氯碱工业具有重要意义。

煤炭原位开发地质保障

“双碳”目标下,面对“缺油、少气、相对富煤”的资源禀赋特征,煤炭在一段时期内仍占据中国的主体能源地位,但煤炭的低碳、清洁开发转型势在必行。地下原位热解、气化、干馏、制氢等方式有望成为未来煤炭开发的重要抓手。当前对煤炭原位开发已有较多探索,但地质选址和开发过程的地质安全性、可靠性和环保性仍是制约其规模化和商业化的科学难题。因此,煤炭原位开发地质保障的理论和技术研究亟待深入。秉持“安全、经济、环保、可持续”原则,从煤炭资源禀赋特征和地质条件出发,分析了煤炭原位开发研究现状;基于煤炭开发全生命周期的科学理念,提出了“煤炭原位开发地质保障”的科学内涵;在查明采前地质条件的基础上,从物理机制角度揭示深部原位开发过程中围岩地质体响应特征和损害规律,阐明原位开发中岩体工程地质力学行为,构建原位开发地质条件动态评价模型,形成原位开发减损保障策略和方法,提出原位开发空间的再利用途径,并以煤炭地下气化和地下热解2种开发模式为例阐述了原位开发阶段性,明确了原位开发区设计的地质条件要素,强调开发过程中实时动态监测和评价围岩地质体响应保证开发区密封性与安全性,实现地质条件时空演化的评价及地质风险可控性,此外注重协同开发深部热能与共伴生资源,实现残余资源利用和地下空间再利用。煤炭原位地质保障研究体现了资源赋存条件、地质环境约束、原位开发技术、地质风险防控、资源协同开发等层面的要求,突出了原位扰动条件下的地质条件变化,强调开发扰动与地质体结构的整体研究,理解原位开发时空效应范畴的多相场耦合损伤机制,从多圈层角度揭示原位开发扰动效应下地质风险模式,破解资源开发与地质环境制约之间矛盾,对于推动未来煤炭低碳开发,实现煤炭工业高质量发展具有重要的理论和实践指导意义。

基于原位技术的尿素电氧化催化机理研究进展

尿素电氧化反应作为尿素电解制氢和直接尿素燃料电池共同的半反应,是实现含尿素废水绿色处理及资源化利用的重要反应。然而其复杂六电子转移过程导致的缓慢动力学,及反应过程中涉及多种中间体的生成与转化,使得催化剂活性低且稳定性差,因此有必要结合原位表征技术探明催化机理以科学理性设计尿素电氧化催化剂。针对基于电化学原位技术的尿素电氧化反应相关研究,从反应机理、反应路径和催化剂改性机制3个方面进行分类综述,着重探讨采用电化学原位红外光谱和电化学原位拉曼光谱的尿素电氧化催化机理,通过分析反应过程中键断裂与键生成及各种特征峰的变化规律,深入探索尿素电氧化反应强化策略。最后,展望基于原位技术的尿素电氧化研究的发展方向,以设计开发高效稳定电催化剂推进其应用。

乳腺导管原位癌、导管原位癌伴微浸润及浸润性导管癌的分子分型差异性

目的:研究乳腺导管原位癌(DCIS)、导管原位癌伴微浸润(DCIS-MI)及浸润性导管癌(IDC)不同临床病理特征及分子分型间的差异。方法:回顾性分析本院2015年01月至2022年06月经病理确诊的乳腺癌患者。分析其临床病理资料,包括患者的年龄、雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)、人表皮生长因子受体-2(HER-2)、肿瘤细胞增殖活性标记物(Ki-67)、分子分型。采用χ^(2)检验或Fisher确切概率法比较三组患者临床病理表现的差异性。结果:本研究共计选取患者1167例,其中DCIS组为180例(15.42%),DCIS-MI组为67例(5.74%),IDC组为920例(78.83%)。DCIS、DCIS-MI及IDC患者在ER、PR、HER-2、Ki-67中阳性分布及分子分型均有显著差异,具有统计学意义(P<0.05),DCIS-MI患者多以HER-2过表达型为主,ER、PR状态多呈阴性,HER-2多呈阳性,高核分级。DCIS患者多以Luminal A型为主,Ki-67多呈低表达。高核级别、HER-2过表达、ER阴性、PR阴性是影响并促进乳腺DCIS进展为DCIS-MI的预测因子。IDC患者多以Luminal B型为主,ER、PR状态多呈阳性,Ki-67多呈高表达。而在年龄分布上无差异,无统计学意义(P>0.05)。结论:乳腺DCIS、DCIS-MI及IDC间免疫组化标记物和分子分型分布不同,与DCIS相比,DCIS-MI核异型性多呈高核分级,ER、PR阴性比例多,HER-2过表达型比例多,考虑DCIS-MI是独立存在的一种病变,较DCIS有“质”的改变,提示两者处于乳腺癌进展的不同阶段。

煤矸石井下原位智能分选充填技术研究进展

传统井下煤矸石需运输至地面处理,不仅占用地面国土空间、自燃或雨水淋滤造成大气与环境污染,而且长距离无效运输造成的能源消耗问题已成为制约煤矿低碳发展的关键瓶颈。为实现煤矿矸石不出井,从煤炭生产源头减少碳排放与单位产出能源资源消耗,实现煤炭的绿色低碳智能开采,回顾了煤矸石井下分选充填技术现状及智能化进展,并在此基础上展望煤矸石井下分选充填技术发展趋势,提出了煤矸石井下原位绿色智能分选、充填新方法,详细阐述了煤矸智能分选机及新型充填液压支架的结构及原理,以最大化缩短矸石无效运输距离。为处理采煤工作面矸石,预防煤岩动力灾害,提出了包含少矸化智能开采系统、原位智能分选系统、工作面矿压反演系统、精准科学充填系统四大子系统的煤矿井下采选充智能一体化系统,并探讨了各子系统间的新环逻辑关系,以形成采煤利于分选、分选利于充填、充填利于采煤的良性循环。为处理掘进工作面矸石,提出了包含智能快掘系统、智能分选系统、煤矸分运系统、智能充填系统四大子系统的煤矿井下掘选充智能一体化系统,并对各子系统所负责工作及智能化实现进行了阐述。所提出的新工艺有望实现煤矿矸石不出井,并为煤矸石原位智能分选充填方法及采选充一体化系统的研究提供新思路。

原位微区分析华北典型富锂煤中关键金属赋存规律

煤是特殊的沉积有机岩石,在其形成过程的特定地质条件下,可以富集战略性金属,并在煤系中形成大型或超大型金属矿床。目前已经在华北聚煤区多处煤田发现煤系锂矿化现象,为了查明锂的载体及其赋存规律,本文在矿物组成分析的基础上,采用微区原位分析的方法研究了不同矿物和显微组分中关键金属的赋存特征,为煤系关键金属的富集成因和勘查提供了新的思路。研究结果表明:高岭石是煤中锂的最重要载体,表现为Li-Ga、Li-Zr-Nb-Hf-Ta和Li-Y-Sr不同的元素组合特征,分别代表碎屑物源控制型、火山灰输入型和流体活动参与型三种不同的关键金属富集成因类型。镜质结构体中富集Zr-Hf-Th元素组合,胶质结构体表现为轻度的Li富集;脉状含钠黏土矿物富集Ga-Ba-Tl,脉状磷灰石表现为Ba-Sr-Y富集特征,这些脉体矿物元素的富集是成煤后期流体活动的产物。

富油煤原位热解技术战略价值与科学探索

【背景】我国油气需求缺口大、供给制约多、煤炭绿色低碳转型任务艰巨,富油煤作为集煤、油、气属性于一体的煤炭资源,具有立足国内增加油气供给的巨大潜力。【进展】富油煤原位热解技术已在陕西榆林成功实施工程试验,目前仍处于探索阶段。其具备两大战略价值:一是弥补我国油气需求缺口,提高油气自主保障能力;二是变革煤炭开采技术,推动煤炭产业绿色、低碳转型发展。富油煤原位热解包括钻孔式和矿井式两种实践途径,目标是持续高效提取煤中油气资源,主要面临热解选区、加热技术与高效传热传质等难题。【展望】“四性”是原位热解技术研发的关键,包括地质条件适宜性、加热技术匹配性、传热传质有效性和热解安全稳定性。主要内容为:(1)从富油煤资源条件、地层封闭条件、水文地质条件和构造条件等方面阐明适宜富油煤原位热解的地质基础,揭示热辐射范围内围岩封闭动态稳定性的约束条件,为原位热解选址和工程设计提供地质依据。(2)深刻认识富油煤在温度、应力约束下的热物理性质演化行为,基于地质−工程条件论证原位加热技术适宜性,并针对煤层低导热特性开展高效加热工艺设计,通过风、光、电多种供能方式互补实现供热能源经济性。(3)地应力、大尺度煤体、焦油高黏度是制约原位热解油气运移、产出的主要因素,煤层致裂、载热介质优化与温压调控、焦油降黏轻质化是改善煤层传热传质性能和提高热解油气可产出性的潜在方法。(4)原位热解持续稳定运行依赖于全过程监测与动态预警,需要监测手段立体化、地质信息反演精准化、多相多场环境模型化、突变阈值预测预警等技术予以支撑。进一步探索与地质条件相匹配的富油煤原位持续高效热解关键技术,破解煤炭资源开发与地质环境之间的制约矛盾,是推动富油煤原位热解技术深入发展的关键。

重复注气压降法煤层渗透率模型与原位测试研究

煤层渗透率作为衡量瓦斯渗流与抽采难易程度的重要指标,对其进行准确测定具有重要意义。针对现有方法计算渗透率测试周期长、结果不稳定、模型不完善等问题,研究煤层渗透率的快速准确测定方法及相应的计算模型。基于煤层中气体径向不稳定流控制方程,结合不同压差下气体在煤层中的体积流量方程,建立可利用全区间压降数据测定煤层渗透率的注气压降计算模型。应用COMSOL数值模拟软件的达西渗流模块对模型进行求解,针对现场工程设计中可对压降曲线产生影响的测压气室长度进行单变量处理,根据模拟结果分析钻孔的测压气室长度可设计为2.0 m。根据数值模拟结果进行现场布置,搭建井下重复注气压降试验系统,结合煤层瓦斯赋存条件和巷道条件施工两组穿层钻孔,对2个测点分别注入两次高于煤层瓦斯压力的补偿气体进行渗透率原位测试,测试周期分别约为6 d和17 d,第2轮测试的注气压力高于第1轮。结合理论推导验证了注气压降过程中煤层瓦斯的雷诺数均处于线性达西渗流段,瓦斯在煤层中的渗流符合达西定律,满足计算模型的假设。与传统煤层渗透率计算方法进行了比较,结果表明:本方法和径向流量法的计算结果基本一致,可以满足实际工程需要。重复注气压降法的测试结果稳定可靠,具备快速测定的优点。