基于MC-ICP-MS的稳定铜同位素分析在环境健康研究中的应用进展

铜(Cu)是人体内重要的微量金属元素之一,在许多生命过程中扮演着重要角色;同时,铜在人体内受到严格调控,其稳态与人体生理状态密切相关,许多疾病的发生往往伴随着铜代谢失衡的现象。通过监测铜稳态的细微变化,可以更精准地发现导致人体生理异常变化的因素,特别是环境因素对疾病发生及发展的影响。因此,稳定铜同位素分析在环境健康研究中具有广泛的应用前景。多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)是一种强大的同位素分析质谱方法,具有适用范围广、分析精度高等优点,有效促进了铜同位素分析的发展。本文综述了非传统稳定同位素分馏机理及基于MC-ICP-MS的铜同位素分析方法,总结了铜同位素分析在环境健康研究中的主要应用,并对其前景进行展望。

高熵碳化物超高温陶瓷的研究进展

高速飞行技术的发展对高性能热结构材料提出了迫切需求。高熵碳化物(HECs)陶瓷作为近年来发展迅速的一类新型材料,兼具高熵陶瓷与超高温陶瓷的优良特性,在极端服役环境中具有广阔的应用前景,因此得到国内外学者的广泛关注。相比仅含有一种或两种过渡金属元素的传统超高温碳化物陶瓷,HECs综合性能有所提升,且具有更强的组成和性能可设计性,因此具备较大的发展潜力。经过对HECs的不断探索,研究人员获得了许多有趣的结果,开发了多种HECs的制备方法,对HECs的显微结构和性能的认识也更加深入。本文综述了HECs的基本理论以及从实验过程中获得的规律;对HECs粉体、HECs块体、HECs涂层及薄膜,以及纤维增强HECs基复合材料的制备方法进行了梳理和归纳;并对HECs的力学、热学等性能,尤其是与高温应用相关的抗氧化、抗烧蚀性能的研究进展进行了综述和讨论。最后,针对HECs研究中有待进一步完善的科学问题,对HECs的未来发展提出了展望。

机器学习辅助光谱分析技术在环境微/纳塑料研究中的应用

微/纳塑料在环境中广泛存在,威胁着全球生态系统的平衡和稳定,因此有必要确定和评估微/纳塑料的环境赋存特征、环境行为和效应以及生态毒性效应。然而微/纳塑料具有的低浓度、小尺寸及容易吸附其他物质等特点,为其在复杂环境基质中的分析带来了巨大挑战。大多数分析方法在提供环境样本中微/纳塑料的定性定量信息方面存在成本高、准确性差、时间效率低等问题,而具有无损、高效、操作方便等优点的光谱分析技术可以弥补这些方法的不足。但采集的微/纳塑料光谱信号可能会受到环境样本中复杂成分的背景噪声干扰,亟需采用智能化手段提高分析的准确性和效率。机器学习具有强大的数据处理和自动化分析能力,准确性高、应用性广,适用于复杂光谱数据的分类和解析,将机器学习与光谱分析技术相结合有望成为微/纳塑料分析的可靠方法。首先对常用的机器学习辅助光谱分析技术进行综述,然后系统性地讨论了机器学习辅助光谱分析技术在微/纳塑料的环境赋存特征、环境行为和效应、生态毒理效应等研究中的应用,最后对该技术的发展前景进行了总结和展望。机器学习辅助光谱分析技术有望为环境中微/纳塑料的生态环境健康风险评估和污染防治提供重要数据支持。

双酚类化合物的生物代谢机理研究进展

以双酚A(bisphenol A,简称BPA)及其替代物为代表的双酚类化合物(bisphenols,简称BPs)在各种环境介质、食品、消费品以及人类和动物体中被广泛检出,表明BPs存在全球性大规模污染趋势.除了BPs自身毒性外,其在生物体内的转化代谢产物可能具有比母体化合物更复杂的内分泌干扰效应和毒性效应,对于人体生命健康的影响不容小觑.本文就BPs生物代谢的实验和理论计算研究方法及其取得的研究成果等方面进行回顾总结,在分析现有研究存在的问题和不足上对未来的研究重点提出了展望.

细菌介导重金属转化过程及金属组学研究方法

重金属污染依然是我国严重的环境问题之一。在重金属胁迫下,微生物可通过复杂的过程,对重金属进行转化,降低重金属的毒性,其中转化涉及的分子机制广受关注。目前,在上述机制相关研究中,对转化过程中重金属的衡量多局限于总量的测定,而对其赋存形态的研究不足,导致难以取得有效进展。对细菌介导重金属的转化过程及金属在其中的赋存形态进行综述,探讨了金属组学研究方法在其中的应用,重点针对重金属的颗粒态与蛋白质结合态进行分析、表征和鉴定,为微生物介导重金属的转化研究提供新视角。

氯化石蜡的环境分析方法研究进展

短链氯化石蜡(SCCPs)具有持久性、生物毒性和生物累积性等,是一种持久性有机污染物,被列入《斯德哥尔摩公约》附件A中,中链氯化石蜡具有SCCPs相似的性质也备受关注。氯化石蜡(chlorinated paraffins,CPs)拥有成千上万种同系物、异构体、对映体,加之环境基质中存在其他有机卤素化合物,CPs分离分析困难,目前我国仍没有环境样品中CPs分析的标准方法。该文对近年来不同环境基质中的CPs分析所采用的样品前处理技术和仪器分析方法两个方面进行综述,提供CPs分析方法最新发展动态,为相关人员对开展此方面的研究提供参考。

产甲烷菌中汞甲基化研究进展与展望

微生物作用是无机汞转化为甲基汞最主要的方式.其中,硫酸盐还原菌和铁还原菌被认为是主要的汞甲基化微生物,近年来的研究表明,产甲烷菌在汞甲基化过程中同样发挥重要作用.产甲烷菌参与沉积物、水体和土壤等多种环境中的汞甲基化过程,并在部分环境中主导甲基汞的生成;在实验室纯培养体系中,多个产甲烷菌能将10%以上的无机汞转化为甲基汞.产甲烷菌对于甲基汞的生成至关重要,然而目前缺乏对产甲烷菌汞甲基化作用的系统总结.本文分别从原位环境、纯培养和共培养的角度,详细阐述了产甲烷菌在汞甲基化中的作用.在此基础上,对产甲烷菌可能的汞甲基化途径进行探讨,提出汞甲基化过程与一碳代谢极大可能存在功能上的关联性,并展望了后续研究的方向和重点.

环境样品库建设及其在新污染物研究中的作用

环境样品库(Environmental Specimen Banks,ESBs)是长期收集和高质量保存环境样品的基础设施,对于环境监测和新污染物研究具有重要意义。面对日益增长的新污染物,环境样品库建设可以有效地帮助新污染物研究的开展。该文综述了自20世纪60年代以来环境样品库的发展状况及其在新污染物研究中的作用。首先,在介绍全球典型环境样品库的基础上,分析了环境样品库管理系统(Environmental Specimen Bank Management Systems,ESBMSs)的主要功能和特点;其次,总结了环境样品库在新污染物研究中的作用,包括为新污染物研究提供环境样品基础以及对新污染物进行时空序列分析和环境行为研究;最后,结合环境样品库发展现状和新污染物分析技术,展望了环境样品库的发展趋势。

InAs/GaSb Ⅱ类超晶格材料的Si离子注入研究

Ⅱ类超晶格红外探测器一般通过台面结实现对红外辐射的探测,而通过离子注入实现横向PN结,一方面材料外延工艺简单,同时可以利用超晶格材料横向扩散长度远高于纵向的优势改善光生载流子的输运,且易于制作高密度平面型阵列。本文利用多种材料表征技术,研究了不同能量的Si离子注入以及退火前后对InAs/GaSb Ⅱ类超晶格材料性能的影响。研究通过Si离子注入,外延材料由P型变为N型,超晶格材料中产生了垂直方向的拉伸应变,晶格常数变大,且失配度随着注入能量的增大而增大,注入前失配度为-0.012%,当注入能量到200 keV时,失配度达到0.072%,超晶格部分弛豫,弛豫程度为14%,而在300℃ 60 s退火后,超晶格恢复完全应变状态,且晶格常数变小,这种张应变是退火引起的Ga-In相互扩散以及Si替位导致的晶格收缩而造成的。

多介质环境样品中硅氧烷化合物分析方法研究进展

硅氧烷具有潜在的环境持久性、生物累积性和毒性等典型特征,已成为近年来国际上普遍关注的新污染物。因具有低表面张力、高热稳定性和出色的润滑性等特性,硅氧烷被广泛应用于日常生产生活,且其产量和消费量均呈逐年增长趋势。随着人类活动中该类化合物的大量消耗,目前已在各种环境介质、个人护理品、生物基质、硅胶产品以及食物等中频繁检出硅氧烷。同时硅氧烷在不同介质中还能转化成多种中间产物,因此逐渐引起了人们的重视。目前,针对硅氧烷化合物的分析方法复杂多样,该文对不同环境介质中样品的采集、前处理方法、硅氧烷的仪器分析方法、硅氧烷及其降解产物的非靶标筛查等内容进行了综述,并对采样及后续实验中需要解决的问题进行了阐述,以期对硅氧烷后续研究及前期样品分析方法等的选择提供参考。

基于AFSA-SVM动态光谱的血液识别研究

血液是一种受管制的特殊遗传生物资源。针对传统血液光谱检测中易氧化变质的问题,采用基于仿生血管的动态共聚焦拉曼荧光光谱,开展了猪、马、鸽、鸡、鸭、鹅等六种家禽家畜的血液物种鉴别研究。原始光谱的预处理过程包括去基线、平滑和归一化等。采用线性判别分析对光谱数据进行降维处理,继而用支持向量机建立识别模型,选用高斯核函数,通过人工鱼群算法优化支持向量机的参数C和γ,使其分类准确率最高,最优的C和γ分别为0.2和0.134。人工鱼群-支持向量机模型识别准确率达到97.2%,基于仿生血管的动态共聚焦拉曼荧光光谱可以满足血液安全高效的检测要求,用人工鱼群算法优化支持向量机参数的算法模型表现出较好的分类效果。

粒细胞样髓源性抑制细胞在非小细胞肺癌中的研究进展

粒细胞样髓源性抑制细胞(granulocytic myeloid-derived suppressor cells,G-MDSCs)是MDSCs的主要亚群之一,在多数癌症中广泛富集,通过表达精氨酸酶1(arginase-1,Arg-1)及活性氧(reactive oxygen species,ROS)等机制抑制淋巴T细胞杀伤功能,重塑肿瘤免疫微环境,促进肿瘤的发生发展。近年来,越来越多的研究发现G-MDSCs与非小细胞肺癌患者的预后和免疫治疗疗效具有显著相关性,使用特异性靶向G-MDSCs的募集、分化和功能的药物能够有效抑制肿瘤的进展。本文主要就G-MDSCs在非小细胞肺癌中的免疫抑制作用及其相关通路靶向药物的研究进展进行综述。

卤代多环芳烃研究进展:来源、毒性、环境概况和分析方法

卤代多环芳烃(HPAHs)是一类新型持久性有机污染物,具有生物蓄积性、持久性、远距离迁移性,主要于工业热过程中生成和释放。近年来,HPAHs在各类环境介质和多种重点工业的排放物中被广泛检出。HPAHs具有类二噁英的毒性、致癌性和DNA破坏作用,在一些环境介质中其对总毒性当量的贡献甚至高于二噁英类物质,对人体健康存在潜在风险,然而目前对HPAHs尚缺乏全面的了解。该文介绍了HPAHs的来源、毒性效应和环境分布,综述了其前处理方法以及气相色谱-质谱联用法、气相色谱-高分辨质谱联用法、气相色谱-三重四极杆质谱联用法等分析方法在HPAHs检测中的最新进展,以期为HPAHs的准确检测、溯源和治理提供参考。

全氟或多氟烷基化合物的总氧化前体物分析方法研究和应用

总氧化前体物分析(TOP assay)是评估全氟或多氟烷基化合物(PFAS)前体物总量的分析方法,但因基质干扰和超短链PFAS(C<4)检测缺失存在稳定性差和总量被低估等问题,有待进一步优化。该文考察了热活化温度、热活化时间、共存有机物、氧化剂及碱用量对TOP法氧化效率的影响,最终确定实际水样分析条件为在60 mmol/L K_(2)S_(2)O_(8)、150 mmol/L NaOH下85℃氧化4 h。在缩短1/3氧化时间的前提下,实现了黄腐酸质量浓度为250 mg/L的水样中PFAS前体物的彻底氧化,且实际应用效果良好。此外,为准确评估PFAS前体物总量,应考虑更多全氟烷基酸浓度的变化,例如将超短链PFAS纳入氟调聚磺酸产物评估,可缩小6.1%~58.1%的产率缺失;将与全氟磺酰胺具有相同碳数的全氟烷基磺酸纳入其产物进行评估,产率缺失缩小6.3%~10.0%。

甲萘威的环境暴露与毒性研究进展

甲萘威是一种重要的氨基甲酸酯类杀虫剂,能防治多种害虫,被广泛应用于多种农作物的生产活动中。在鹿特丹公约化学品审查委员会第17次会议(CRC17)、18次会议(CRC18)和19次会议(CRC19)上,多次审议了甲萘威是否满足公约要求,尤其是风险评估的数据是否充分,委员会均未能达成一致,该产品将在CRC20上继续审议。基于此,本文总结了甲萘威的结构、理化性质、环境暴露及其毒性健康风险研究,其中毒性包括急性毒性与短期毒性、长期毒性与基因毒性、生殖毒性与发育毒性、生态毒性等,旨在为更好地保障粮食安全、农产品质量安全和环境安全等提供科学的数据支撑和借鉴。

微牛级电磁力标定装置仿真与测试研究

如何获得高精度标定力是微牛级推力测量的重要基础。本文构建了C型磁路结构和矩形线圈组合方式以产生高精度宽范围电磁标定力。利用有限元方法分析了该装置特征区域磁场分布,对矩形线圈与磁体相对位置影响进行了讨论,最后搭建标定实验平台并进行标定实验。得到主要结论:在特征区域范围内磁场分布均匀性较好,最大差异率仅为0.7%;电流在10μA~20.2 mA范围调节时,电磁力标定范围为0.097~237.32μN,实验测量数据与仿真结果最大误差为1.73%;当线圈电流分辨率为10μA时,标定力实测分辨率优于0.1μN。

趋化素受体的研究进展

趋化素受体是G蛋白偶联受体(G Protein-Coupled Receptors,GPCRs)家族的重要成员,广泛分布于人体各组织器官中,参与炎症反应、血管生成、脂质和葡萄糖代谢等多种生理过程,与炎症性疾病、癌症、代谢综合征等多种疾病的发生发展密切相关。本文综述了趋化素受体家族的结构、信号转导特性、相关疾病和拮抗剂类药物开发的最新研究进展,以期为后续研究趋化素受体功能和开发新型药物提供思路和参考。

研究生课程“人工智能数学基础与应用”课程思政建设的协同创新路径研究

课程思政是我国高等教育立德树人的关键,要想在人工智能课程教学中有效融入思想政治教育,就要充分考虑到课程的学科特点、课程内容特点和师生特点,有针对性地有效融入思政元素。在互联网信息迅猛发展的背景下,如何在“人工智能数学基础与应用”这一人工智能专业研究生一年级专业核心课程中润物细无声地传递思政思想和精华,发挥“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”的思想政治教育功能显得尤为紧迫。文章首先阐释了课程思政的内涵,继而深入剖析了“人工智能数学基础与应用”课程思政的现状与特色。随后,探讨了人工智能专业教师与思政教师合作推进课程思政的具体路径,论证了二者协同教学的必要性,提出了建立协同互动平台,旨在促进专业与思政教育的深度融合,以期为提升课程的思政教学成效提供参考与启示。

杭州第19届亚运会消防工程建设管理研究

亚运场馆建设是社会高度重视的建设项目,其消防工程建设是确保场馆竣工、亚运赛事安全的关键环节之一。在此分析了杭州第19届亚运会消防工程的重点难点,研究了其建设管理的顶层设计,并梳理了具体举措,以期为今后大型赛事消防工程建设管理提供参考。

中波PIN结构碲镉汞雪崩器件变温特性的数值模拟研究

本文对中波HgCdTeAPD进行二维数值模拟,通过与实验结果的对比获得80K下PIN结构的APD器件参数。对不同工作温度下的APD器件暗电流机制进行了研究,发现在高工作温度下,影响暗电流的主要是SRH(小偏压)和雪崩机制(大偏压)。对在高工作温度情况下各层参数的变化引起器件性能的变化进行了研究,对不同层厚度、掺杂浓度对器件性能的影响进行了相应理论计算,并对计算结果进行相应的对比研究,获得了理论上最优化的HgCdTeAPD高温器件结构,为后续高工作温度的APD器件的研发提供重要参考。