带色离子载体指示剂

环境指标测定河流、湖泊和其他水体中铵离子（NH4+）浓度有两种基本方法。铵离子浓度是一个重要的环境指标，因为高浓度的铵（通常由工业污染或从农田中冲洗出来的过量肥料引起）会导致有毒有害的藻华。第一种选择是使用离子色谱法分析水样，通常与简单的电导检测器结合使用。第二种选择是使用电位测定法分析样品，在电位测定法中，离子选择电极（ISE）上的铵离子产生电压。离子选择电极通常由一个玻璃碳电极组成，该电极覆盖在一个膜上，膜上含有一个优先与特定离子结合的分子，称为离子载体，当遇到该离子时，离子选择电极可以产生电压。正如所料，这两种选择各有优缺点。带有电导检测的离子色谱法快速简便，但不如电位法灵敏，难以测定低浓度的铵离子。但离子选择电极电位滴定法可能会受到水样中其他离子的干扰。尽管离子载体（如无活性菌素）优先与铵离子结合，但它也会对水中的其他离子（尤其是钾离子和钠离子）产生反应，从而导致铵离子浓度的测量不准确。流动池因此，由斯德哥尔摩KTH皇家理工学院的玛丽亚库特罗（Maria Cuartero）领导的瑞典和葡萄牙研究团队决定尝试将这两种选择结合起来。他们希望这种组合型的仪器具有电位滴定法的灵敏度，并能够区分离子色谱法中的不同阳离子。为了将它们结合起来，库特罗和她的同事们创造了一个流动池，其中有三个离子选择电极的空间，然后将其简单地耦合到离子色谱柱上。来自色谱柱的洗脱液首先流经电导检测器，然后流经流动池，在流动池中它可以与离子交换膜相互作用。研究者们自己制作了这个模型。像往常一样，这些离子交换电极是基于玻碳电极，但研究人员用碳纳米管覆盖了这一点，以增强离子电荷向可检测电压的转化。在此基础上，他们涂覆了一种膜混合物，该混合物由聚合物基质、增塑剂、阳离子交换剂和溶解在四氢呋喃中的离子载体组成。最初，库特罗和她的团队将三个相同的离子交换电极插入流动细胞，每个电极都以非活性蛋白作为离子载体。这种设置提供了最可靠的测量，因为可以比较三个离子选择电极的响应。作为组合系统的首次测试，他们尝试使用它来分析一种特殊制备的锂、钾、钠和铵阳离子溶液。除了使他们能够优化各种分离参数外，这些试验还证实，所有四种阳离子都可以通过离子色谱法进行清晰分离，从而可以通过电导检测器和流动池中的离子交换检测器进行检测。多离子测定当溶液中所有阳离子的浓度相同时，它们从电导检测器中产生相似的响应，在得到的色谱图中显示出四个大小相似的峰。但是，由于非活性蛋白对铵离子的反应最好，因此离子交换电极对铵离子的反应比其他阳离子更强，产生的峰值要小得多。然而，离子选择电极仍然检测到了其他阳离子，尤其是钾，这表明如果单独使用流动池，它会高估铵离子浓度。正如研究人员在《ACS测量科学》（ACS Measurement Science Au）的一篇论文中所报告的那样，这些测试也证实了离子选择电极比电导检测器更灵敏，能够检测微摩尔浓度下的铵离子。最后，库特罗和她的团队表明，这种组合与实际水样的效果一样好，离子选择电极能够区分铵离子，并准确测定瑞典、西班牙和葡萄牙10个环境水样中的铵离子浓度。但这可能只是一个开始，因为有多种方法可以改善这种组合。首先，库特罗和她的团队表明，通过简单地插入含有优先与不同离子结合的离子载体的离子，电位流动池可以同时测量多个离子。此外，流动池应该很容易缩小，因为它是基于电极的，可能允许组合系统安装在单个芯片上。作者简介——乔恩埃文斯（Jon Evans）乔恩埃文斯是一位科学作家、编辑和作家。他为《新科学家》、《化学世界》和《今日材料》等出版物撰写了广泛的科学主题。他的最新著作《科学中的伟大思想》（2020）由约翰默里出版社出版。他还是一家名为JES Editical的编辑出版公司的创始人，该公司为科技型公司和组织制作广泛的书面材料，包括杂志、技术简报和新闻稿。JES社论最近出版了一本名为《实验室之谈：分析》的新杂志，刊登了对分析领域鼓舞人心的科学家的采访。符斌 供稿

1月15日，生命科学行业服务和技术的领先供应商Groupe Novasep SAS（Novasep）宣布，赛默飞已经完成了对Novasep在比利时的病毒载体制造业务Henogen S.a.的收购，收购金额约为7.25亿欧元现金。Novasep的病毒载体制造业务为生物技术公司和大型生物制药客户提供疫苗和疗法的合同制造服务。Novasep的病毒载体业务位于比利时的Senefe和Gosselies，拥有7000多平方米最先进的临床和商业生产能力。该公司成立于20多年前，拥有约400名员工，在广泛的病毒载体领域拥有丰富的运营和技术经验，预计2020年收入为8000万欧元（约9500万美元）。赛默飞执行副总裁Michel Lagarde说：“Novasep的病毒载体业务是一个极好的战略契合点，因为赛默飞将继续在全球扩展其细胞和基因疫苗和治疗的能力。他们在欧洲的制造能力补充了我们在北美的四个开发和制造基地。此外，他们还带来了一支极具才华的团队，在广泛的病毒载体领域拥有超过20年的经验。这种结合将有利于我们在该地区寻求支持和能力的全球客户，以及为欧洲内外的患者提供新药的欧洲客户。”Novasep总裁兼首席执行官Michel Spagnol说：“赛默飞是我们病毒载体业务及其未来发展的杰出合作伙伴。我们多样化的客户群将受益于我们的病毒载体服务能力与赛默飞世尔的规模和能力的结合。我们有才华的员工将为一个致力于为患者提供开创性新药的组织带来深厚的专业知识。”该业务将是实验室产品和服务部门的制药服务业务的一部分。关于NovasepNovasep是一家为生命科学分子提供经济高效和可持续制造解决方案的全球供应商。Novasep的独特服务包括工艺开发服务、净化设备和交钥匙工艺、合同制造和复杂活性分子服务，适用于制药、生物制药、精细化工、食品和功能性配料以及发酵和化学商品行业。

星际未证认红外发射（Unidentified Infrared Emission, UIE）谱是一系列波长处于3-20微米的分立的红外谱带。自1970年代天文学家首次在年轻富碳星NGC 7027中观测到UIE谱带以来，研究人员在包括原行星状星云、行星状星云、反射星云、银河系弥散星际介质、超新星遗迹和星爆星系等多种天体环境中都观测到了UIE谱带。其辐射能量约占银河系红外辐射能量的20%，足见产生UIE谱带的载体物质在星际环境中广泛而大量存在。理解这些谱带的特征、确认其载体物质和演化对理解宇宙恒星形成历史、星际化学、星系演化及生命起源具有重要意义，是天文学、天体物理和天体化学等领域一个非常重要的科学问题。半个世纪以来，研究人员普遍认为波长位于3.3、6.2、7.7、8.6和11.3微米的UIE谱带主要源于多环芳香烃分子单光子吸收引起的加热激发。根据红外辐射模型和天文观测的UIE谱带强度，研究人员估算得到星际空间中多环芳香烃分子中碳元素含量约占星际碳元素总量的10-15%。但是，在目前得到证认的大约300个星际分子中仅有数个氰基化的芳香烃分子隶属于多环芳香烃物种，而它们可否贡献于UIE谱带尚有诸多谜团。与此相反，加拿大天文学家Jan Cami教授等人于2010年首次将实验室测量的C60富勒烯的四条红外特征谱线与Spitzer空间望远镜观测的年轻的行星状星云TC1的红外发射谱进行比对，提出认富勒烯可以作其中四条天文观测谱带的载体。随后，瑞士物理化学家John Maier教授等人于2015年通过测量C60+的近红外谱，提出其可以作为天文观测谱世纪谜团之星际弥散谱带（Diffuse Interstellar Bands, DIBs）的载体物质，该提议最终于2019年由哈勃空间望远镜证实，从而得到学界的公认，使得富勒烯成为宇宙空间中得到明确证认的最大的星际分子。目前，天文学家已在超过40种的天体环境中观察到了C60富勒烯的四条红外谱线。但是，热激发模型和荧光模型均无法合理解释不同环境中上述四条UIE谱线的强度差异；同时，天文观测的红外发射谱中仍有诸多强度较弱的谱线的起源未知。事实上，诺贝尔奖得主Harold W. Kroto教授曾于1980年代末期提出假设：星际空间中富勒烯与金属或其离子形成的复合物可否贡献于天文观测谱线？然而，气相富勒烯-金属复合物的高分辨光谱的实验室测量具有很大的挑战性，过去四十年来该假设未有任何的进展。鉴于此，西安交通大学侯高垒教授联合荷兰自由电子光源FELIX和比利时鲁汶大学等研究机构的科学家，利用自主研发的双激光溅射束流技术和惰性气体标记的红外光解离光谱技术（action spectroscopy），在实验上首次成功测量得到了多个气相富勒烯-金属复合物在6-25微米范围的高质量红外光谱。研究人员通过将实验室测量的富勒烯-金属复合物的红外谱与Spitzer空间望远镜的天文观测谱进行对比和相关分析，发现富勒烯-金属复合物的红外谱与天文观测谱之间呈现很好的相关性，不但合理解释10余条目前尚未得到证认的天文观测谱带，而且可以对四条归属于富勒烯C60的谱线强度差异之谜团提供一定的解释。结合理论计算与天文学丰度模型模拟，研究人员估算了富勒烯-金属复合物在星际空间的含量，提出富勒烯-金属复合物为一类非常有希望的星际未证认红外谱带的载体物质，并可作为紫外-可见-近红外波段范围的弥散星际谱带的潜在载体。同时，富勒烯-金属复合物在星际空间的存在可以一定层面解释富勒烯在星际空间的高丰度及其形成机制，为研究星际富勒烯物质和宇宙碳化学打开了一个新的篇章。该研究成果于2022年7月首次在预印本网站arXiv（arXiv:2207.10311）公开后，迅速得到英国New Scientist等多家国际学术媒体的独立报道和超过30家媒体转载。国际著名天体物理学家Pascale Ehrenfreund教授在报道中评价：This type of laboratory information is essential for identifying the existence of these molecules in future…their spectral signature in the visible part of the electromagnetic spectrum would be more unique to metal complexes。西安交通大学的研究团队目前正在致力发展可以实现紫外-可见-近红外波段的光谱精密测量技术与仪器，期望实现富勒烯-金属复合物在多波段的光谱精密测量。研究人员期待詹姆斯韦伯空间望远镜（JWST）未来能够提供更高灵敏度与更高信噪比的天文观测谱来帮助研究人员认识这些谱线的起源，从而帮助宇宙演化模型的完善与生命起源的揭示。上述研究成果近期以“Buckyball-metal Complexes as Potential Carriers of Astronomical Unidentified Infrared Emission Bands”为题发表在国际知名期刊《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal 2023, 952: 13）。西安交通大学物理学院侯高垒教授设计并领导了该研究，为论文的第一作者兼通讯作者，物理学院和物质非平衡合成与功能调控教育部重点实验室为论文的通讯作者单位。该研究工作得到了国家自然科学基金和西安交通大学“青年拔尖人才支持计划”等的支持。西安交大“团簇谱学精密测量和结构调控”研究团队由侯高垒教授牵头组建。团队实验和理论并重，坚持面向世界科技前沿和国家重大需求，主要利用自主研发的多维度调控的高灵敏度高分辨质谱-光谱联用实验技术与仪器，开展原子分子团簇结构、光谱学及其动力学的实验和理论研究。目前研究工作主要围绕能源催化转化、实验室天体物理与化学以及团簇基功能信息器件的设计与构建等开展。在JACS、Angewandte Chemie、Acc. Chem. Res.、PNAS、Nat. Commun.、Astrophys. J.和Phys. Rev. A等期刊发表学术论文80余篇；主持国家自然科学基金委面上项目、重大研究计划、科技部高端外专项目和陕西省科技科技创新团队等国家级与省部级项目，与国内外多个知名研究小组和大型光源装置如加拿大光源、荷兰自由电子激光光源FELIX等建立有紧密的长期合作关系。