基于代谢组学和蛋白组学研究砷暴露对肥胖孕鼠肝脏代谢分子网络的影响

砷是普遍存在的环境毒物,可能影响生物体的正常生理过程。尽管已有研究探讨了砷对健康的影响,但砷暴露对肥胖孕妇肝脏代谢的影响及其作用机制尚不明确。本研究旨在通过高脂饮食诱导肥胖孕鼠模型,并采用灌胃方式模拟孕期砷暴露,以探究其对肝脏代谢的影响。孕鼠砷暴露后,我们利用代谢组学和蛋白组学技术,结合病理生化分析,对肝脏组织进行了深入研究。结果显示,砷暴露显著增加了肥胖孕鼠肝脏中的脂质累积,并伴随着炎症因子和氧化应激标志物的升高。代谢组学分析揭示了砷暴露对脂质代谢通路,特别是花生四烯酸代谢的显著影响。此外,蛋白组学分析确认了与脂质合成、氧化应激和炎症反应相关的蛋白质表达水平发生了变化。这些结果表明,砷暴露可能通过多种代谢途径和蛋白质调节通路,对肥胖孕鼠肝脏的脂质代谢产生显著影响。本研究不仅为理解砷暴露与肥胖及相关代谢性疾病之间的关系提供了新的科学视角,也为环境健康风险评估和公共卫生政策的制定提供了重要参考。

细菌浸出含砷铜矿石过程的表面钝化研究

含砷铜矿是重要的铜矿资源,在生物浸矿的过程中,矿石表面产生的钝化膜致使Cu浸出率大幅降低。在细菌浸出含砷铜矿的过程中,利用XRD、XPS等分析矿石表面的矿物成分及物相变化。结果表明:浸出初期(1~5 d),矿石表面主要产生Fe(Ⅲ)—OOH、Fe(Ⅲ)—氧化物、S_(n)^(2-)和S^(0);浸出中期(5~9 d),矿石表面Fe(Ⅲ)—OOH、Fe(Ⅲ)—氧化物、S_(n)^(2-)和S^(0)含量增加;浸出后期(9~15 d),矿石表面产生黄钾铁矾和非晶态砷酸铁。结合Cu浸出率随时间变化曲线,分析得出浸出初期并未出现钝化现象;浸出中期主要是S_(n)^(2-)和S^(0)的阻碍作用;浸出后期主要是黄钾铁矾包裹造成钝化影响浸出。

胞外信号调节激酶信号通路对亚砷酸钠诱导的小鼠海马神经元细胞凋亡的调控作用

目的探讨活性氧(ROS)及其介导的胞外信号调节激酶(ERK)/cAMP反应元件结合蛋白(CREB)信号通路在亚砷酸钠(NaAsO2)诱导的小鼠海马神经元HT-22细胞凋亡中的作用机制。方法体外培养NaAsO2暴露HT-22细胞,建立体外NaAsO2暴露模型。将细胞分为对照组,4、6、8、10μmol/L NaAsO2暴露组,N-乙酰半胱氨酸(NAC,5 mmol/L)独立干预组,NAC(5 mmol/L)与NaAsO2(10μmol/L)联合干预组。二氯荧光素检测ROS水平;Western blotting检测ERK/CREB信号通路相关蛋白和凋亡相关蛋白水平;流式细胞术检测细胞凋亡率。结果与对照组相比,4、6、8、10μmol/L NaAsO2暴露组细胞中ROS水平显著升高,细胞核中p-ERK蛋白水平显著降低(P<0.05),细胞中p-CREB、Bcl-2蛋白水平显著降低(P<0.05)。与对照组相比,8、10μmol/L NaAsO2暴露组细胞凋亡率显著升高(P<0.05)。与10μmol/L NaAsO2暴露组相比,NAC与NaAsO2联合干预组细胞中ROS水平显著降低,细胞核中p-ERK蛋白水平显著升高(P<0.05),细胞中p-CREB、Bcl-2蛋白水平显著升高,细胞凋亡率显著降低(P<0.05)。结论NaAsO2暴露激活细胞氧化应激反应,通过阻碍p-ERK核易位过程抑制CREB信号通路,从而诱发细胞凋亡。

硫代砷酸根在黄铁矿(001)晶面吸附的第一性原理研究

硫代砷酸根是地下水中重要的砷形态,其在黄铁矿表面的吸附解吸是决定砷迁移性的重要机制.然而,由于硫代砷酸根具有复杂的形态,难以通过实验研究在分子水平理解并预测其在黄铁矿表面的吸附性质.采用密度泛函理论(DFT)计算对不同硫代砷酸根在黄铁矿表面的吸附构型和吸附能开展了研究.结果表明,多种硫代砷酸根能够在黄铁矿(001)晶面上形成多种稳定吸附构型;质子化程度、吸附构型、吸附位点是决定硫代砷酸根在黄铁矿表面吸附性质的重要因素;硫代砷酸根在吸附过程中会发生明显的内部结构变化.研究成果为认清地下水等还原环境中砷形态转化及矿物-水界面吸附解吸机理提供了科学依据.

同步辐射μ-XRF用于金银花中砷的吸收分布和转运趋势研究

金银花因环境因素影响,砷超标问题严重。采用水培法,模拟有机砷与无机砷胁迫,探究金银花的主要酶活性变化,并应用同步辐射X射线荧光光谱(μ-XRF)技术解析砷在金银花中的吸收、分布及转运趋势。使用不同形态不同浓度的砷胁迫金银花植株,测定叶片的生化指标,包括过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD),生化结果显示:在低浓度砷胁迫下,多个生化指标能够积极响应,低浓度无机砷与高浓度有机砷胁迫对POD活性的影响相近,两种形态的砷长时间胁迫,都会使POD显著上升;高浓度有机砷胁迫使CAT急剧下降,表明植物自身的保护机制受损;SOD的变化因砷形态而异,无机砷条件下呈V型波动,有机砷条件下则持续降低,表明植物细胞调节能力受限。μ-XRF分析显示:无机砷主要蓄积于植物的根部表皮层,根与茎共同形成拦截屏障;有机砷主要蓄积于金银花根部维管柱。这为评估重金属污染对药材品质的影响及探索减少药用部位重金属积累策略提供科学依据。

高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法测定水中5种砷形态

为给地方性砷中毒的防治和生活饮用水水质安全性和降砷效果评价中提供准确可靠的实验检测数据,实现对现有生活饮用水国家检测标准方法GB/T 5750.6—2023中仅对总砷检测的有益补充,建立了水中5种砷形态高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱快速检测方法(HPLC-ICP-MS)。应用PrinCen As色谱柱,以硝酸铵溶液作为流动相进行梯度洗脱,对水中砷甜菜碱(AsB)、二甲基砷(DMA)、三价砷[As(Ⅲ)]、一甲基砷(MMA)和五价砷[As(Ⅴ)]等5种砷形态进行分离,应用电感耦合等离子质谱仪进行测定,砷质量浓度在0~50μg/L,5种砷形态在8 min之内得到了有效的分离,且各砷形态线性关系良好,拟合相关系数均大于0.999;选取4份实际水样开展方法精密度实验,5种砷形态检测的批内RSD为0.70%~4.1%;对实际水样品进行加标回收实验,砷回收率在87.4%~104%;取16份实际水砷样品,将5种砷形态检测含量总和与其总砷检测结果进行比较,结果一致性良好,表明方法具有一定的可靠性,因此适合用于实际水样中砷形态的快速分析测定。

黑磷/黑砷异质结纳米器件热电性质应力调控研究

探索新型高性能低维热电纳米材料已成为国家重大发展策略.论文采用密度泛函理论结合非平衡态格林函数方法研究了由黑磷、黑砷纳米带构建异质结构在2%、4%、6%和8%四种拉伸应变作用下热电性能调控机理.研究结果表明,6%拉伸应变较其他情形,能够更有效抑制声子输运行为;与此同时,拉伸应变对于器件的电子输运的调控效果并不明显.在费米能附近,黑磷/黑砷异质结纳米器件在6%拉伸应变调控下热电优值达到最大值2.31.

复合衬底薄膜砷化镓太阳电池技术研究

针对薄膜砷化镓(GaAs)太阳电池,提出了一种复合衬底结构及其一体化制备方法。采用微加工方法使该薄膜砷化镓太阳电池的复合式柔性衬底的厚度降低至15μm,薄膜GaAs太阳电池整体面密度低至95 g/m^(2),光刻形成的金属微孔使砷化镓与衬底背面底电极电学导通。此外,提出的复合衬底一体化制备方法可避免传统薄膜GaAs电池键合过程对砷化镓外延层造成的影响,提高太阳电池工艺可靠性。薄膜GaAs太阳电池电性能测试及疲劳测试结果均表明该一体化制备方法在提高工艺可行性、降低工艺复杂度的同时其电池电性能无明显降低。该复合衬底的薄膜GaAs太阳电池及其一体化制备方法在未来有着广阔的应用前景。

海洋生态系统中砷的生物累积和生物转化机制

砷是一种在自然环境中广泛分布的有毒元素,能够通过生物累积和食物链传递,对生态系统及人类健康构成威胁。砷污染问题已经成为河口与沿海区域不容忽视的环境问题之一。本章综述了海洋浮游动植物、多毛类、软体动物、虾蟹类及鱼类中砷的生物累积与转化作用,同时总结了内源性与外源性因素对海洋生物砷累积与转化的影响,进一步揭示了海洋生物通过独特的生物代谢过程,将高毒性的无机砷转化为低毒性的甲基砷,并生成无毒的砷糖和砷甜菜碱等有机砷形态的普遍规律,发现海洋生物体内的有机砷具有更高的生物可利用性,是导致海洋生物中砷富集的重要原因。鉴于海洋生物高砷富集的复杂性与特殊性,未来研究应进一步探究海洋生物中砷累积与转化的影响因素和分子机制,以期深入揭示海洋生物对砷的富集与代谢规律。

三结砷化镓高倍聚光光伏电池电学特性的实验与仿真研究

搭建了一套反射式高倍聚光光伏系统,建立了InGaP/InGaAs/Ge三结砷化镓电池单二极管等效电路的数学模型,研究了聚光比、辐射强度以及电池温度对聚光光伏模组开路电压、短路电流和峰值功率等电学特性的影响机理,并将实验结果与仿真值进行了对比分析。研究结果表明:当直射辐射强度为700 W/m^(2)、电池温度为328 K时,随着聚光比从650 X上升到800 X,三结砷化镓聚光光伏模组的短路电流、开路电压、峰值功率实验值的增幅分别为19.8%、1.2%和16.6%,实验与仿真值的均方根误差分别为3.17%、3.31%和12.1%,而填充因子和转换效率实验值的降幅分别为3.8%和5.4%,实验与仿真值的均方根误差分别为6.34%和12.1%;而当聚光倍数为700 X,随着直射辐射强度从419 W/m^(2)增大到700 W/m^(2),电池温度从315 K增长到328 K,短路电流、开路电压、填充因子的实验值分别由0.588 A升高至1.01 A、由11.24 V降低至10.96 V,由82.49%降低至80.96%,实验与仿真值的均方根误差分别为1.97%、2.45%、6.15%。

高砷次氧化锌灰低酸浸出液选择性硫化除砷技术研究

针对高砷次氧化锌灰多有价金属的高效回收,以及砷在锌冶炼系统的合理开路难题,以高砷次氧化锌灰三段逆流浸出得到的低酸浸出液为原液,研究了低酸液初始酸量、硫化剂量、反应时间、温度等因素对砷脱除效果及铟夹杂损失行为的影响。结果表明,低酸液选择性硫化除砷效果显著,在初始酸量40 g/L、硫化钠用量为理论量的1.25倍、反应时间2 h、温度70℃等优化工艺条件下,沉砷后液砷含量<1 g/L,砷脱除率达88.09%,铟损失率仅为8.15%,砷沉淀率/铟损失率比值达11,硫化砷渣中As含量达32.77%,为锌冶炼砷的合理开路提供新的思路。

用草酸从铜冶炼稀酸中选择性沉铜除砷试验研究

以铜冶炼稀酸为原料,研究了采用草酸选择性沉铜除砷,考察了草酸用量、溶液pH、搅拌速度、反应温度和时间对铜砷分离的影响。结果表明:在H_(2)C_(2)O_(4)/Cu物质的量比1.1、溶液pH=0.4、搅拌速度500 r/min、反应温度25℃、反应时间30 min条件下,铜沉淀率达98.5%以上,砷沉淀率低于0.20%,铜、砷可实现高效分离。

绿洲城市土壤砷含量高光谱估算

砷(As)是具有强致癌性的类金属元素,快速、准确地监测土壤中As元素含量尤为重要。首先,以乌鲁木齐市表层土壤为研究对象,采集84组土壤样品,并测定其As含量和原始光谱反射率,用Pearson相关分析对土壤原始光谱及12种光谱变换下的光谱反射率与土壤As含量之间的关系进行检验,筛选出特征波段;然后,基于偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)、随机森林回归(random forest regression,RFR)以及支持向量机回归(support vector machine regression,SVMR),构建As含量高光谱反演模型;最后,选取决定系数R 2、均方根误差(root mean square error,RMSE)和平均绝对误差(mean absolute error,MAE)来评估高光谱模型的反演预测能力。结果表明:对原始光谱数据进行微分变换能够有效增强光谱特征,提高土壤光谱反射率与As含量之间的相关性。3种模型的反演预测能力由高到低依次为:RFR>SVMR>PLSR,其中,基于均方根二阶微分的RFR模型R 2为0.821,RMSE为0.143 mg/kg,MAE为0.523 mg/kg,模型拟合效果最好,具有较高的稳定性和预测精度。研究可为构建绿洲城市土壤As含量高光谱反演模型提供科学依据。

电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)法测定地下水中砷的干扰及校正

砷是地下水质量评价不可或缺的指标,准确高效测定地下水中的砷含量意义重大。采用电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)的碰撞模式、反应模式、串杆反应模式(O_(2)质量转移模式)三种模式测试某地下水样品中砷的含量,从反应机理和干扰机理方面探讨测定砷含量时所受的质谱干扰情况,对比三种模式的干扰消除效果,并建立ICP-MS/MS测定地下水中砷元素的分析方法。结果表明:该地下水样品中富含稀土元素,稀土元素Sm、Nd容易产生双电荷干扰,导致砷结果偏高,三种模式消除干扰的有效性为串杆反应模式>反应模式>碰撞模式,确定^(103)Rh为内标元素,校正基体干扰和仪器信号漂移,在串杆反应模式下可同时去除^(150)Nd^(++)、^(150)Sm^(++)、^(91)Zr^(+)、多原子离子及氧化物的所有干扰,直接分析复杂基体中的痕量砷。建立的标准曲线相关系数为1.000,方法的检出限为0.002μg/L,实际样品测定的相对标准偏差为0.50%,3种不同质量浓度的加标回收率在103%~109%。方法适用于各种地下水类型中砷的批量测定。

高效液相色谱-原子荧光光谱联用技术测定化妆品中4种砷形态

为了准确测定护肤类化妆品中毒性类金属元素砷的形态,尤其毒性最高的无机砷——砷酸盐[As(Ⅴ)]与亚砷酸盐[As(Ⅲ)]的含量,通过优化建立适用于化妆水、乳液、霜膏类化妆品的前处理方法,开发简单高效的高效液相色谱串联原子荧光光谱(HPLC-AFS)分析方法,有效地对化妆品中无机砷的含量检测提供技术支持。样品经0.15 mol/L硝酸浸提过夜,于90℃超声提取2.5 h。提取完后经6000 r/min离心15 min。取上清液加入正己烷振荡离心,取下层清液经0.45μm有机滤膜过滤。以15 mmol/L磷酸氢二铵溶液(pH=6.0)作为流动相,结合HPLC-AFS法对护肤类化妆品中无机砷的含量进行测定。按保留时间定性,外标法定量。4种不同砷形态化合物在12 min内有效分离,且各自的线性关系良好(r>0.999)。添加4个不同浓度As(Ⅲ)与As(Ⅴ)的样品回收率为86.7%~101%,相对标准偏差为1.7%~8.4%,方法检出限为0.02 mg/kg。方法简便、快速、灵敏度高、精密度好,可以满足化妆品中无机砷的检测需求。按照实验方法测定市场上护肤类化妆品中总砷及其无机砷含量,结果发现样品中有不同程度的总砷检出,且无机砷含量最高可达到0.98 mg/kg。由此可见,市场上化妆品样品参差不齐,其砷元素含量尤其无机砷有部分检出,可以为化妆品的安全评价及市场监管提供参考。

金矿尾矿周边土壤砷污染修复技术分析

金矿的开采可创造很大的经济价值,但同时也造成了尾矿等固体废弃物、尾矿堆淋滤过程流失的有毒重金属如砷释放出来,造成周边土壤严重污染,再经过食物链,引起乌脚病等疾病。文章对金矿开发引发的环境问题进行概述,阐述了土壤重金属污染调查方法,详细说明土壤重金属污染的修复技术。评价砷的修复效果不仅需要对修复土壤.中的总砷量进行考量,还要对修复后土壤中砷的存在.形态进行.研究,详细介绍土壤中砷的存在形态及迁移转化基本情况。并指出未来砷污染修复技术研究中需要注意的问题及发展趋势。

原子荧光法测定三七及其相关制剂中总砷的含量

建立和优化原子荧光法测定三七及三七相关制剂中总砷的方法。三七药材及以三七为主要成分的中成药经微波消解后利用原子荧光光度计进行检测分析,分析条件为:PMT负高压270 V;灯电流为60 mA;原子化器高度10 mm;载气(Ar),体积流量400 mL/min;屏蔽气(Ar),体积流量800 mL/min。砷在0~10μg/L范围内线性关系良好,相关系数大于0.999 5;回收率在85%~109%,满足中国药典相关要求;方法重复性好,相对标准偏差(RSD)为2%~3%。所建立的方法稳定性好,精密度高,定量限低,满足三七及其相关制剂中总砷的含量测定。

原子荧光光谱法测定地表水中砷、汞、硒的方法分析

在水环境污染当中砷、汞和硒重要的污染有害物质,在大自然当中,砷一般是以单质模式或者化合物模式存在,砷一直是我国水质检测的重要常规检验项目,现阶段我国随着工业化的大幅度发展,很多地区的水资源污染已经非常严重。在现今国内的检测领域,诸多用于特定元素检测的方法已经得到了广泛的应用,并且普遍获得了认可。这些方法涵盖了离子体质谱法(ICP-MS)、氢化物发生原子荧光光谱法以及紫外可见分光光度计等多种技术手段。特别是在对地表水中的元素含量进行评估的过程中,原子荧光光谱法因其高效性和准确性而被频繁采用。原子荧光光谱法的核心原理是基于荧光强度与溶液中痕量元素含量之间存在直接的正比关系,通过该方法可以精确地计算出地表水中汞、硒和砷等元素的具体含量。

石墨消解-原子荧光光谱法测定养殖池塘底质中砷和汞

采用石墨消解方法处理养殖池塘底质样品,探讨样品前处理和仪器工作的最佳条件;采用原子荧光光谱法同时测定养殖池塘底质中的砷和汞。通过平行样测定和加标回收试验检验精密度和准确度。结果表明,2份样品中,砷和汞的相对标准偏差分别为3.580%、3.390%和7.890%、8.410%;加标回收率分别为90.9%~106.3%和88.7%~109.7%。指出,该方法检出限、准确度、精密度和回收率均满足试验要求;优化改进后的方法能更加高效、准确地大批量同时测定养殖池塘底质中的砷、汞。

微波消解原子荧光光谱法同时检测大米中总砷和硒

探讨采用微波消解-原子荧光光谱法对大米中总砷和硒含量进行同时测定的可行性。样品经微波消解,分别使用4种还原方法即盐酸体系、硫脲体系、铁氰化钾体系以及硫脲-铁氰化钾联用体系,并利用原子荧光光谱仪进行总砷和硒含量的测定。研究发现,使用硫脲体系作为还原方法同时检测大米中总砷和硒,两者的含量结果均在满意范围内,且所有的相对标准偏差在10%以内,回收率在90%~100%。因此,采用微波消解前处理和硫脲还原处理后,使用原子荧光光谱仪能够实现对大米中总砷和硒含量的同时检测,该法具有良好的准确度、精密度及重复性。