激光共聚焦显微镜应用于本科生的实验教学设计

激光共聚焦显微镜等大型仪器的实验教学是实现“新工科”建设的重要推动力,然而目前针对本科生的大型仪器教学却未得到有效普及。通过选取适合于本科生实践操作的微生物荧光染色观察实验以及基于“雨课堂”进行线上线下教学,发挥激光共聚焦显微镜可视化强的特点,激发本科生的求知欲望和探索热情,增强学生的主观能动性,促进以教师为主导向以学生为中心的教学模式转变。实践教学表明,易于操作、可视化强的实验方案有助于学生理解和掌握激光共聚焦显微镜相关的基础知识和未来应用,拓宽学生的知识面和科研视野,提高本科生的实践创新能力。

Ag@ZF-(TA-APTES)-Fe^(3+)生物质基复合催化材料的制备及其催化性能

为了有效去除废水中的4-硝基苯酚,在生物质材料竹粉上通过TA/Fe^(3+)原位合成一种新型的银纳米颗粒复合催化材料,采用SEM、XPS、XRD和BET对复合催化材料进行表征,并测试其对4-硝基苯酚的催化还原性能。结果表明:复合催化材料对4-硝基苯酚的催化还原遵循一级反应动力学,随着银负载量、温度及催化剂投加量的增加,催化反应常数均有不同程度的增加;经过10次循环反应后,复合催化材料对4-硝基苯酚的去除率仍在96.5%以上,可见复合催化材料具有良好的稳定性,可多次重复利用。

自然老化微塑料对重金属Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)的吸附综合性实验设计

作为一种新型污染物,微塑料释放到环境中并发生老化行为,与重金属等污染物相互作用形成复合污染物对环境及人类造成潜在威胁。因此,了解老化微塑料与重金属复合污染物的内部吸附过程与机制对于评估微塑料-重金属的复合毒性效应及其对环境的影响至关重要。该文选取Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)为典型重金属离子,研究自然老化微塑料对重金属离子的吸附动力学并分析粒径大小、盐度对吸附行为的影响,采用FTIR、XPS、SEM、BET、XRD对其进行表征,进一步探讨微塑料老化前后对重金属离子的吸附机制。该实验以环境新型污染物微塑料为研究对象,将基础教学内容与科研热点有机结合,兼具综合性、应用性和探究性,有利于培养学生的创新实践能力与科研素养。

在线固相萃取液质联用技术的实验教学探索

基于在线固相萃取液质联用技术,将前期科研成果应用于研究生实验教学,建立了自动富集、清洗和准确定量分析水中9种双酚类化合物的方法。该方法需要极少的水体样品进行处理,低溶剂消耗、高样品通量、低分析成本,并提供准确和高选择性的结果。该实验教学充分发挥了在线固相萃取系统的功能,丰富了传统液质联用仪的实验内容,展现了定量分析痕量物质的科学研究流程,实现了实验教学与科研工作的全过程匹配,有助于激发学生学习兴趣,增强学生应用所学知识发现问题、分析问题和解决问题的实践能力,从而有利于创新型人才培养。

饮用水中细菌耐药及其健康风险研究进展

抗生素的长期滥用,使得环境细菌耐药性不断增强,加速了耐药基因(antibiotics resistance genes,ARGs)在环境中的传播扩散,并给饮用水带来健康风险。在介绍饮用水中抗生素和耐药基因污染现状的基础上,阐述了耐药基因在饮用水中的来源和归趋,对环境中抗生素和耐药基因的人体健康风险做了初步探讨,针对目前饮用水的污染现状,对今后有关饮用水中细菌耐药的研究进行了展望。

CRISPR/Cas系统抵御细菌耐药

近年来,细菌耐药性问题在全球范围内日益严重,世界各地不断出现各种新型耐药基因及"超级细菌",以此形成的细菌耐药性污染已成为威胁全球公共卫生与环境安全的重大问题。目前除了在管理上规范合理用药和限制抗生素排放,应探讨抵御细菌耐药的分子机制,有效地从根本上遏制细菌耐药的产生。CRISPR系统作为一种天然免疫系统,可用来对抗入侵的外源性遗传物质,其结构和功能与细菌耐药及毒力因素密切相关,深入分析两者的关系有助于更好地理解细菌耐药机制,为防治细菌耐药提供了新的方向。

离子液体[BMIm][PF6]增强抗性质粒RP4介导的接合转移基因mRNA的表达水平

环境中广泛存在的抗生素和抗生素抗性基因会导致很严重的人类健康风险。在我们前期研究中发现,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIm][PF6])作为环境选择性压力可以促进抗生素抗性基因的水平转移。本研究以E.coli DH5α(RP4)和同属的E.coli HB101,以及E.coli DH5α(RP4)和跨属的Salmonella enterica之间的纯菌接合转移体系为考察对象,从mRNA基因表达调控水平角度阐明离子液体[BMIm][PF6](0.001~2.5 g·L-1)影响质粒RP4接合转移的机理。结果表明,离子液体[BMIm][PF6]通过抑制基因kor A,kor B和trb A的mRNA表达水平来提高接合和跨膜转运基因trb Bp和trf Ap的表达;增强水平转移基因tra F的mRNA表达水平,并通过增强负调控基因kil A和kil B的mRNA表达水平抑制质粒的垂直传递过程;通过抑制基因trb K的mRNA表达水平降低接合转移体系的排斥效果,从而促进质粒RP4的接合转移。该结果有助于为抗生素抗性基因在环境中水平转移扩散的机理研究提供理论依据。

介孔CoO_(x)/CeO_(2)制备及其降解染料废水探索型实验设计

以类芬顿技术为背景,设计了一项涉及环境功能材料制备、结构表征、性能测试和机理探究等内容的探索型实验。该实验合成高度有序介孔CoOx/CeO_(2)复合材料,用于活化过一硫酸盐降解染料模拟废水,并采用TEM、XRD、BET和XPS技术对该催化剂进行表征,选用ESR技术对反应机理进行初步探究。结果表明,介孔CeO_(2)表面钴氧化物的负载极大增强了催化剂的类芬顿催化降解活性。在近中性、催化剂投加量0.6 g/L、PMS投加量0.3 g/L条件下,15%(质量百分数)CoOx/CeO_(2)可以在3 min内实现对罗丹明B的完全降解。依据ESR谱图,可以初步确定SO_(4)·^(-)、·OH和1 O_(2)是CoOx/CeO_(2)活化PMS降解RhB过程的主要活性氧物种。