Pt-Au二元双金属/氧化石墨烯电化学传感器同时检测尿酸及多巴胺的应用研究

尿酸(UA)是人体最基础的代谢产物,多巴胺(DA)是一种重要的神经递质。二者同时存在于体液当中,其含量对于人体的健康有着极大的影响,因此实现快速、高效、准确的同时检测具有非常重要的意义。该文研制了一种基于Pt-Au二元双金属负载石墨烯的电化学传感器用于尿酸和多巴胺的测定,结果表明Pt-Au和石墨烯的纳米复合物对尿酸和多巴胺具有非常好的催化氧化作用,并且能实现峰的分离(ΔE>200mV),为尿酸和多巴胺的同时测定提供了有力条件。该传感器对尿酸和多巴胺同时测定的检测下限分别为1.996μmol/L和0.999μmol/L,线性范围分别为17.417μmol/L～1259.357μmol/L和2.486μmol/L～260.141μmol/L。基于Pt-Au二元双金属和石墨烯的电化学传感器具有制作简单方便,成本低廉且具有良好的重现性,用于实际样品的同时测定也得到较好的效果。

基于纳米金标记的适体传感器的研制

采用乙醇热溶剂法合成了TiO2纳米带,将所合成的TiO2纳米带与可卡因适体和壳聚糖混合后修饰到玻碳电极上,研制了一种新型的适体传感器用于可卡因的检测。考察了适体传感器的电化学特性,同时研究了适体传感器进行检测电解液的pH值、培育时间和反应时间等实验条件对传感器性能的影响。该传感器在可卡因浓度为1×10-6～1.5×10-4 mol/L的范围内有良好的线性关系,检测下限为4.0×10-7mol/L。实验结果表明:该适体传感器操作简便、灵敏度高、选择性好,具有良好的重现性和稳定性。

纳米材料在适体传感器中的应用研究进展

由于纳米材料具有大的比表面积、良好的生物相容性、优良的电子传递能力,其在适体传感器领域有广泛的应用。将纳米材料应用于适体传感器能提高适体传感器的灵敏度以及实现高通量检测。该文主要从纳米材料在适体传感器中的应用和基于纳米材料的适体传感器的发展前景两方面进行综述。

基于量子点标记的可卡因适体传感器的研制

以可卡因适体为分子识别物,CdS量子点为检测物,制备了一种新型灵敏的电化学可卡因适体传感器。首先将巯基化的可卡因适体固定到金纳米颗粒修饰的玻碳电极,将CdS量子点标记到合成DNA,再与可卡因适体互补的DNA同时结合在金纳米颗粒上,通过可卡因适体与互补DNA碱基配对连接到电极。当向溶液中加入可卡因时,由于可卡因与可卡因适体的结合能力强于碱基对之间的结合力,使得CdS脱落下来,通过溶出伏安法检测Cd2+的溶出峰电流来实现对可卡因的间接测定。通过金纳米粒子的信号放大作用,提高了传感器的灵敏度。线性范围为1.0×10-10～5.0×10-8mol·L-1,检出限为4×10-11mol·L-1。

基于PbS量子点和金纳米颗粒的可卡因适体传感器的研究

本文采用水热法合成了硫化铅量子点,将其与壳聚糖混合后修饰在玻碳电极上,利用PbS与巯基之间的强烈的键和作用,直接将所合成的带巯基的与可卡因适体互补的DNA固定到电极上,将金纳米颗粒标记在可卡因适体作为示踪物检测可卡因,研制了一种新型的用于快速测定可卡因的适体传感器。该适体传感器与不同浓度的可卡因培育时,可卡因适体与可卡因发生特异性结合,致使可卡因适体从电极上脱离下来。随着可卡因浓度的增加,脱落的金纳米颗粒的量增加,其催化H2O2的电流减少,实现对可卡因的检测。考察了适体传感器的电化学特性,同时也研究了测试液pH值、培育时间等实验条件对传感器性能的影响。通过扫描电镜观察了量子点的形貌。该传感器在可卡因浓度为1.0～100 nmol.dm-3的范围内有良好的线性关系,检测下限为0.3 nmol.dm-3。实验结果表明,该适体传感器响应迅速,灵敏度高,具有良好的重现性和稳定性。

云南不同区域羊肚菌砷、汞及常量元素分布特征

目的测定云南5个地区同一种菌类(羊肚菌)砷、汞及其他常量元素的含量,并对不同产地的羊肚菌元素分布特征进行判定。方法采用电感耦合等离子体质谱法(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)检测羊肚菌总砷、总汞、铅、锌等元素含量,采用液相色谱-原子荧光光谱联用法(liquid chromatography-atomic fluorescence spectrometry, LC-AFS)检测羊肚菌中无机砷、有机砷含量;利用主成分分析法对不同区域羊肚菌中元素分布特征进行分析判别。结果云南省境内羊肚菌As、Hg等重金属元素无超标现象,且含有Ca、P等多种有益元素。不同地区的羊肚菌中元素具有各自特征,能够通过主成分分析方法进行菌类产地判别。结论利用菌类多元素、多指标协同分析能够对菌类的产地进行初步判断,但仍需更多的基础水质、降雨、土壤数据进行支撑。

2013~2017年云南不同地区常见牛肝菌中总汞及甲基汞含量分布及安全评价

目的研究2013~2017年云南不同地区249份野生牛肝菌样品中总汞及甲基汞含量分布,并对其进行安全评价。方法样品经微波消解仪处理后,采用电感耦合等离子体质谱法(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)检测牛肝菌中总总汞含量;样品经超声提取法处理后,采用液相色谱-原子荧光光谱大检测牛肝菌中甲基汞含量。结果牛肝菌对汞的富集能力较强,且在野生牛肝菌中广泛存在,本研究249份野生牛肝菌中总汞含量平均值为(0.3208±0.0199) mg/kg,甲基汞全部未检出。不同种类不同地区的牛肝菌中总汞含量存在差异。结论云南省野生牛肝菌中总汞含量水平较高,但根据世界卫生组织最大摄入量建议,60kg成人每周食用250 g牛肝菌,仍能保持较低风险。

云南省水生蔬菜中5种典型重金属含量特征及健康风险评估

目的分析云南16个不同地区157份水生蔬菜中分布广、毒性强的重金属元素(镉、铅、铬、汞、砷)含量特征,并对其进行健康风险评估。方法样品经微波消解处理后,采用电感耦合等离子体质谱法(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)检测水生蔬菜中镉、铅、铬、汞、砷5种重金属元素的含量。采用重金属目标风险系数(target hazard coefficient,THQ)法对水生蔬菜中典型重金属可能产生的健康风险进行定量评估。结果云南各地区水生蔬菜中5种重金属均有不同程度检出,镉、铅、铬、汞、砷平均值分别为(0.006±0.019)、(0.029±0.043)、(0.036±0.075)、(0.002±0.002)、(0.108±0.164)mg/kg,本研究采集157份样品中共6份超标样品,整体合格率为96.2%,健康风险评估结果表明,云南省水生蔬菜中重金属污染水平总体处于安全水平,但芦蒿中镉的污染水平较高。结论云南省不同种类水生蔬菜中重金属含量总体水平较低,大部分种类水生蔬菜重金属健康安全风险较低。但是,芦蒿和慈姑两类蔬菜有着较高的健康风险。不同人群方面,儿童受到的健康风险相比成年人更高。

澜沧江漫湾大坝对水体氮磷迁移及形态的影响

筑坝形成的蓄水河流在中国普遍存在,相应的生态环境影响是国内外研究热点。探究筑坝行为对河流营养元素分布,形态及迁移影响能够为科学筑坝提供理论支撑。因此,为了解澜沧江流域的筑坝行为对该流域水体氮磷的影响,选择澜沧江流域典型的漫湾水电站及其上下游不受支流干扰的河段作为研究区域,分季节采集194个水体样品,分析漫湾大坝对该区域水体氮磷空间分布,形态及迁移影响。结果表明:漫湾大坝不同季节下游水体总氮(total nitrogen,TN)浓度均明显低于上游水域(P<0.05),表明筑坝对河流总氮具有一定拦截作用,平水期(10月)和枯水期(4月)氮拦截率分别为15%、16%,丰水期(7月)仅6%;氮形态数据表明筑坝影响水体中氮形态的分布。具体表现为漫湾大坝上下游水体中氮元素以硝态氮为主,但筑坝对硝态氮的拦截作用不明显(P>0.05)。对铵态氮则有明显的拦截作用(P<0.05),平水期和枯水期大坝能够拦截河流水体中部分有机氮(P<0.05);枯水期和丰水期上、下游水体总磷(total phosphorus,TP)浓度无显著性差异(P>0.05),相较而言漫湾大坝只在平水期能够拦截少量磷;水体TN与TP显著正相关,表明其具有同源性。除此之外大坝上下游水体中氮的分布也受叶绿素、氧化还原电位、溶解氧等水体理化指标的影响。

滇西北剑湖沉积物钒空间分布特征和生态风险

用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定剑湖表层及柱状沉积物钒(V)含量,采用改进BCR连续提取法提取V各形态,并对V空间分布特征和生态风险进行了分析,揭示了粒度对剑湖沉积物V及形态含量的影响.结果表明,剑湖表层沉积物和柱状沉积物颗粒均以粉砂粒和细砂为主,细颗粒V含量更高.表层沉积物V含量为(117.82±63.31)mg/kg,其水平空间分布差异较大.V可交换态、可还原态、可氧化态和残渣态含量分别为(8.91±8.91),(18.36±10.53),(7.67±7.67),(80.22±58.71)mg/kg,主要以残渣态形式存在,且黏粒和粉砂粒对V可还原态和残渣态影响较大.V垂直分布差异大,底层V含量高于表层,少部分区域受黏粒和粉砂粒影响.剑湖沉积物Ⅴ污染程度小,大部分地区潜在生态风险较低,底层沉积物污染程度和潜在生态风险都高于表层.

滇西北剑湖表层沉积物重金属分布特征和生态风险

采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)仪测定剑湖表层沉积物4种重金属Cd、Cu、Pb、Zn含量,采用改进BCR连续提取法提取4种重金属各形态含量,结合空间插值方法对4种重金属空间分布特征和生态风险进行了分析。结果表明,剑湖表层沉积物呈碱性,以砂砾为主,湖周浅水区总有机碳含量高于湖心区,重金属迁移转化能力弱,主要以残渣态为主,可氧化态含量最低。同时,剑湖表层沉积物中Cd和Cu以人为富集为主,Pb和Zn以自然富集为主,重金属均处于轻微或中等风险程度。湖周浅水区富集程度高于湖心区,而湖心区生态风险高于湖周浅水区。

柳杉种植对黔西南喀斯特山区金发藓沼泽植物群落和储水功能的影响

藓类沼泽对喀斯特山区生物多样性维持和水源涵养有重要作用,需加强人工林种植对喀斯特山区藓类沼泽生态功能影响的研究。以黔西南典型金发藓沼泽为研究对象,分析了人工柳杉林对林下金发藓植物群落和金发藓沼泽储水功能的影响。主要研究结果为:1)柳杉种植对金发藓植物群落有负面影响。随柳杉密度增加,林下金发藓植物群落的盖度、平均高度和物种多样性显著下降;2)表层土壤含水量是金发藓沼泽储水量的主要贡献者。柳杉种植显著提高了干季表层土壤的含水量,但高密度柳杉林显著降低了雨季表层土壤的含水量;柳杉种植未对干季金发藓含水量造成影响,低密度柳杉林显著提高了雨季金发藓植物的含水量;3)柳杉密度对金发藓沼泽生态系统储水量的影响存在明显季节差异:在雨季呈负影响,在干季呈正影响;4)柳杉种植有利于维持金发藓沼泽储水能力的稳定性,尤其是当柳杉密度较低时这种效果更明显。表明人工柳杉林对金发藓沼泽的影响是非线性的,合适密度的柳杉种植可提升金发藓沼泽的储水能力。

湿地生态学研究生课程教学及考核方式改革探讨

我国的研究生教育始终密切结合国家的发展要求来开展。国家大力推进生态文明建设,湿地生态环境的保护是国家关注的重点,这对以湿地为主要研究对象的研究生教育工作提出了挑战。湿地生态学研究生课程教育教学改革的重点需从教学和考核方式两个方向突破。论文以西南林业大学的湿地生态学课程为例,总结分析课程现状及存在问题,提出以课堂讲授、讨论、实践教学相结合的教学模式以及对应的综合性考核方式,减少期终考核比例,增加过程考核分值,以期在教学内容选取、教学模式设计、考核方式优化、学生主动性增强等方面为高等院校研究生基础课程改革提供参考。

剑湖沉积物中有机氯农药的分布特征与风险评估

以典型断陷式高原湖泊剑湖为采样点,采集剑湖表层沉积物样品31个,入湖河流表层沉积物样品23个和潜在污染源地表土样品24个,分析OCPs(有机氯农药)的空间分布特征、污染源及迁移途径,评估其生态风险.研究表明:①剑湖表层沉积物中检测出5种OCPs,含量为异狄氏剂酮>异狄氏剂醛>狄氏剂>七氯>δ-HCH,总OCPs含量为0~1.92×10^3 ng·g^-1(干重),均值为(340±400) ng·g^-1.②七氯、异狄氏剂醛和异狄氏剂酮的检出率高,含量最高值分别为17.9、50.6和1.85×10^3 ng·g^-1.三者分布均呈现西南湖湾区>北部湖湾区>湖心区的特征,其中七氯和异狄氏剂醛的分布具有显著相关性(R2=0.760).③工厂类潜在污染源的污染贡献大于农田和居民区.七氯的主要潜在污染源为金龙河支流中上游的煤矿开采区(624 ng·g^-1);异狄氏剂醛为狮河下游的木雕加工区(4.32×10^3 ng·g^-1);异狄氏剂酮为流域南部的采石场(3.07×10^3 ng·g^-1).3种OCPs的主要迁移途径为入湖河流输入,大气沉降可能为其另一迁移途径.④采用U.S.EPA(美国环保署)临时沉积物基准和NOAA(美国国家海洋和大气管理局)沉积物质量基准分别对上述3种OCPs进行风险评估,结果表明生态风险异狄氏剂酮>七氯>异狄氏剂醛,异狄氏剂酮可能会对剑湖的生态环境造成严重危害.

剑湖沉积物、间隙水、鱼体砷汞分布及风险评价

为了解剑湖沉积物、间隙水、鱼体中砷(As)和汞(Hg)含量特征,评价其风险,使用双道原子荧光光度计测定了剑湖表层沉积物、间隙水、鱼体中As和Hg含量,并利用潜在生态风险指数法、目标危险系数法、致癌风险指数等评价了其风险状况.结果表明:①剑湖表层沉积物中As、Hg平均含量分别为(12.62±0.66) mg·kg^-1和(0.050±0.002) mg·kg^-1,As含量呈东高西低的分布特征,Hg含量呈北部高、中南部湖区低的分布特征.剑湖流域内农地对剑湖As含量影响较大,流域煤炭开采与堆积、水泥加工对剑湖Hg含量分布影响较大.②间隙水中As、Hg平均含量分别为(0.64±0.03)μg·L-1和(0.020±0.001)μg·L^-1,As含量在湖区内呈东高西低的分布特征,Hg含量最高值出现在湖心区.③6种鱼体中As、Hg含量平均值分别为(0.21±0.04) mg·kg^-1和(0.020±0.003) mg·kg^-1,两者分布在食性方面均呈现杂食性>草食性特征,在活动范围上呈底栖>中层>上层特征.④据相关性分析可知,As、Hg各自在间隙水和表层沉积物中的含量呈显著正相关(r>0.5,p<0.01),6种鱼体As、Hg含量也呈显著正相关(r=0.92,p<0.05).⑤沉积物样品中As均为轻微风险,Hg元素除部分样点(19.35%)为中度风险外其余为轻微风险,因此,需要对Hg进行重点防控.剑湖所选食用鱼体目标危险系数值均小于1,表明其不会对人类健康造成潜在非致癌危害;剑湖鱼体As元素存在一定的潜在致癌风险,但尚在人体可接受范围内.