基于四极杆-线形离子阱串联质谱技术测量血清25OHD

本研究基于自主研制的QLIT-6610MD四极杆-线形离子阱液相色谱-质谱联用仪,建立了准确测量血清25OHD的同位素稀释质谱法。血清样品用甲醇沉淀蛋白,正己烷液-液萃取,上清液用氮气吹干,初始流动相复溶,QLIT-6610MD测定。采用基质匹配标准曲线定量,25OHD 2和25OHD 3分别在0.78~50μg/L和1.56~100μg/L范围内的线性决定系数R^(2)>0.9999,检出限和定量限为0.06、0.12μg/L和0.02、0.06μg/L,质控品精密度优于4.06%,血清样本添加回收率为99.25%~108.38%,变异系数≤5.10%。用QLIT-6610MD、AB 4500MD和YS EXACT 9900MD 3台液相色谱-质谱联用仪测定50例临床血清,采用Pearson系数和Bland-Altman法分析,3组数据的相关系数R≥0.9980、P<0.01。这表明3台仪器所测结果一致,QLIT-6610MD可以达到三重四极杆质谱仪定量测定血清25OHD的水平,能够满足临床诊断需求,将为临床质谱分析提供一种新型仪器,助力国产质谱仪发展。

四极杆-线形离子阱串联质谱法测量血清中万古霉素

本研究采用自主研制的QLIT-6610MD液相色谱-串联质谱系统,建立了测量血清中万古霉素的高准确度方法。样品经蛋白沉淀和液液萃取后,进入QLIT-6610MD系统分析。样本中的内源性物质在保留时间内对目标物无干扰。结果表明:在1.56~50.0 mg/L范围内,万古霉素的线性关系良好,相关系数(R^(2))≥0.99,检出限和定量限分别为0.19、1.56 mg/L,日内和日间精密度范围分别为1.62%~3.82%和2.07%~5.07%,血清样本的加标回收率为95.97%~97.74%,基质效应归一化因子(CV)≤7.60%,样品保存稳定性CV≤4.26%,进样长时稳定性优于2.13%。通过测定低、中、高质控品对方法进行验证,结果均在靶值范围内。采用QLIT-6610MD、AB API4000和YS EXACT 9900MD 3台液相色谱-串联质谱仪测定42例临床血清样本,经过Deming回归、Bland-Altman分析和Pearson相关性分析,结果具有良好的一致性。本研究证明了自主研制的QLIT-6610MD液相色谱-串联质谱系统能够达到三重四极杆质谱仪的定量水平,可为实时临床分析提供一种新型国产仪器方案。

受控生态生保集成试验中植物部件设计与验证

目的设计并验证满足受控生态生保系统集成试验中大气、水以及食物循环需求的植物部件,探索多种高等植物高效生产模式,评估植物连续生产能力。方法以人的营养需求为基础,设计植物栽培面积及种类;通过2人30天CELSS试验平台筛选出适应密闭环境的植物种类,在"绿航星际"-4人180天CELSS集成试验中对植物的生长及生产能力进行验证。结果筛选出25种适应CELSS的植物并优化了栽培条件,评估和比较了不同类植物的生产能力及收获指数,部分粮食及油料作物产量未达预期。结论设计并验证了植物部件在CELSS中的长期运行能力,证明平衡阶段195.36m2可以满足该系统中乘员55%的食物需求,其中28.5m2的种植面积可以完全满足4人对新鲜蔬果的需求。

多年生叶类蔬菜在CELSS中的生产和品质分析

目的研究多年生叶类蔬菜在受控生态生保系统(Controlled Ecological Life Support System,CELSS)中的生长和生产情况。方法在绿航星际—4人180天CELSS集成试验中,引入4种多年生叶类蔬菜(绿背天葵、芹菜、韭菜和空心菜),通过对生长情况、生长速率以及营养成分等指标与生菜进行比较,分析多年生叶类蔬菜在CELSS中的应用前景。结果4种多年生叶类蔬菜在集成试验中生长状态良好;试验结束时,绿背天葵和空心菜可食部分生产速率高于生菜;多年生叶类蔬菜的收获间隔时间短,且营养成分与生菜相当。结论多年生叶类蔬菜具有管理简单、收获间隔短、产量稳定等特点,能够在未来长期深空探测或星球基地任务的生保系统构建中发挥重要作用。

CELSS中营养液循环利用应用实例

针对CELSS中作物连续批次栽培时营养液循环利用的问题,研究根据植物对营养的吸收特性及时高效地进行养分供应的方法。在同一营养液体系中连续种植3个批次的小麦,通过自动控制+定期取样的方法对营养液进行监控,比较小麦生长情况及产量,研究营养液各元素的变化及补充规律。研究发现:3个批次的小麦生长状态良好并且产量没有明显差异;在小麦快速生长时期,要单独对钾和磷进行补充,整个生长周期要持续补充铁和锰这两种微量元素。4个月的营养液循环使用不会影响小麦的产量,找出了营养液中需要单独补充的关键元素,为后续简化营养液的控制模式、降低乘员劳动负荷提供了数据支持和依据。

四川老河沟自然保护区蝴蝶多样性研究

2013年4-10月在四川老河沟自然保护区进行系统调查(共13次调查,每次间隔约15天),并于2014年和2015年进行补充调查。在3年的调查中共发现12科117属252种蝴蝶。在各科蝴蝶中,蛱蝶科的物种数占比最高,为33.3%。在2013年的系统调查中发现蝶类235种,在2014年和2015年的补充调查中,新发现蝶类仅17种,表明调查方案可获取较全面的本底数据。有5个物种收录在《国家保护的有益的,或者有重要经济、科学研究价值的野生动物名录》中;仅有3个物种被IUCN红色名录针对全球范围评级,均为“无危”等级。古北种、东洋种和古北-东洋共有种的占比分别为3.3%,32.9%和63.8%。结合周边区域的蝶类区系成分,发现秦岭-岷山一线对古北界和东洋界物种的扩散存在地理屏障作用。蝶类物种在6-9月发生最多。随海拔上升,蝶类物种丰度总体上呈先增后减趋势,在海拔1500~1600 m最高;在海拔1000~1100 m区域出现小的峰值,该区域位于保护区边缘的扩展区,景观异质度高,说明人类的适度扰动有利于蝴蝶多样性的存续。研究结果可为蝴蝶多样性监测提供优化的参考方案。

受控生态环境小麦的生长发育动态及生物学特性

目的利用"绿航星际"4人180天受控生态生保系统(Controlled Ecological Life Support System,CELSS)试验平台,研究小麦在受控生态生保系统中的生长发育动态和生物学特性,为小麦植物部件在该系统的工程应用积累数据。方法对小麦(Wt03)全生育期不同生长天数的重要性状和生物量积累情况进行动态监测,并比较小麦在受控生态环境下与大田的生物学特性差异,全面观察和记录小麦在CELSS中的生长发育特性。结果从移栽后15 d到85 d,小麦的总生物量积累从209.15 g/m2增长到2379.59 g/m2,收获可食部分干重13.41 g/(m2·d)。相比大田环境,小麦在受控生态环境下的生育期相对缩短,其性状上株高明显变矮,单穗重下降,但旗叶变大,单株有效穗增多,产量比大田提高53%。结论该小麦品种在密闭系统中有良好的适应性,产量较高,适合用作受控生态生保系统生物部件。

四川唐家河国家级自然保护区蝴蝶多样性研究

2014年4—10月在四川唐家河国家级自然保护区进行系统性调查(共13次调查,每次间隔约15天),共发现12科116属244种蝴蝶。在各科蝴蝶中,蛱蝶科的物种数占比最高,为40.2%。有4个物种收录在《国家保护的有益的,或者有重要经济、科学研究价值的野生动物名录》中;仅有2个物种被IUCN红色名录针对全球范围评级,均为“无危”等级。古北种、东洋种和古北-东洋共有种的占比分别为3.3%,26.7%和70%。蝴蝶在6—9月发生最多。蝴蝶物种丰度在海拔1100~1400 m范围内随海拔上升而递增,在1400 m以上显著下降。本区与邻近的老河沟自然保护区的共有种有185种;在唐家河自然保护区的59个特有种中,有30种为偶见种(记录数为1);在老河沟自然保护区的67个特有种中,有36个偶见种。两地不同的地理特点和管理方式可能为各自的特有种提供了特定的生存环境。

种养结合BAF工艺对密闭循环养殖水净化效果分析

为了满足受控生态生保系统对鱼类生长和水资源循环利用的需求,该文围绕密闭循环水产养殖系统(recirculatingaquaculture system,RAS)平台构建以曝气生物滤池(biological aerated filter,BAF)工艺为核心,辅以蔬菜栽培系统的水质净化工艺,探讨其对RAS持续运行的作用及原理。试验初始,向平台养殖池内输入300 L市政原水和60尾罗非鱼鱼苗,随后系统连续循环运行200 d,通过分析系统水质及鱼类生长状况,考察BAF耦合蔬菜栽培工艺在RAS中的适用性。结果表明,1~60 d单独BAF工艺对密闭RAS内水质污染物控制效果较差,运行60 d后水中TOC、N和P类污染物均出现大量累积。针对该问题,构建2级BAF和蔬菜栽培耦合工艺,在后续140 d内,TOC和NH4^+-N累积浓度分别由60.3和2.9 mg/L降低至11.2和1.2 mg/L;NO2^--N持续稳定在0.1 mg/L以下;NO3^--N和PO4^3--P分别由累积浓度114.2和43.1 mg/L降低并稳定至54.7和15.6 mg/L左右。在BAF耦合蔬菜栽培工艺保障下,密闭RAS内95%以上水资源持续再生;罗非鱼生长状态良好,零死亡率,最大养殖密度达41.9 kg/m^3;同步收获4批次蔬菜,总质量达23 420 g,平均株质量达195.17 g/株。试验结果说明,BAF耦合蔬菜栽培可有效保障RAS持续稳定运行,可为密闭受控生态生保系统的水生动物养殖提供技术借鉴。

受控生态生保系统中马铃薯栽培研究进展

受控生态生保系统(CELSS)中的生物部件连接着系统内各种物质循环,是系统的核心部件。马铃薯具有产量高、营养全面、栽培管理简单、收获指数高等优点,是CELSS中重要的粮食候选作物。介绍了CELSS中马铃薯作为其重要生物部件的功能和作用,综述了CELSS系统特定的环境因子、栽培模式和微重力等因素对马铃薯生长发育影响的研究进展,分析了CELSS进行马铃薯栽培存在的问题,并对马铃薯未来研究方向进行了展望。

高强紫外光强化降解消毒副产物氯乙酸的效能及作用机制

氯乙酸是一种化学性质稳定的氯化消毒副产物,传统高级氧化技术对氯乙酸的降解效率低、矿化不彻底,拟采用强度高达3.13×10-6 Einstein/(cm2·s)(强度约合1000 mW/cm2,比传统高级氧化工艺中使用的紫外光强度高两个数量级以上)的紫外光作为光源,考察其对3种氯乙酸(一氯乙酸、二氯乙酸和三氯乙酸)的降解效果、影响因素和矿化过程。研究结果表明,与传统紫外光降解技术相比,高强紫外光可高效降解氯乙酸,前者在360 min内对氯乙酸的去除率不足5%,后者可在50 min内实现99%以上的降解,且3者的降解速率关系为:三氯乙酸>二氯乙酸>一氯乙酸。高强紫外光对氯乙酸的降解过程遵循伪一级动力学,光强、pH和DO这3个光解反应影响因素中,pH对氯乙酸光解过程影响不大,但光强和DO对光解速率影响显著,光解的反应速率随紫外光子通量的提高呈一次线性增加,随着DO由1 mg/L增加至9 mg/L,光解速率提高1倍。此外,高强紫外光对氯乙酸的矿化过程彻底,几乎不产生中间产物,氯乙酸的矿化过程可能主要是通过脱卤和脱羧基两个反应路径实现,DO和pH对光解过程的影响从侧面佐证了氯乙酸高强紫外光光解路径。该结果表明,高强紫外光可有效降解光稳定物质氯乙酸,可为氯化消毒副产物的高效去除提供技术借鉴。

植物:人类太空之旅的伴行者

植物与人类太空探索活动的渊源已久,自20世纪70年代有空间站('礼炮'1号)以来,就有了人类在太空种植植物的开端。近半个世纪以来,已经有40多种植物,包括模式植物(如拟南芥)、可食植物(如洋葱、生菜)以及观赏植物(如兰花、玫瑰)等等,依靠着20多个形形色色的空间植物栽培装置,伴随着人类探索宇宙的脚步,走出了地球。浩瀚星空中,为什么要选择植物与我们同行?空间植物栽培的主要目的,包括研究空间特殊环境对植物生长发育的影响.