选择性区域精密抛磨机

【科学背景】与单金属材料相比，贵金属基异质结构（NMHSs）结合了两种或更多种材料，具有整合单金属优势并克服单个组件弱点的潜力，从而在给定应用中实现性能提升，甚至产生额外功能。因此，精确定义组成、结构和界面的NMHSs的受控合成对于推进这一领域的研究至关重要。然而，NMHSs在异质界面处不可避免地存在晶格不匹配问题，由于不同晶体在异质界面处的不对称晶格不匹配，导致难以构建明确定义、原子精确的异质结构。这种晶格不匹配的问题难以准确识别，进一步增加了受控合成的难度。此外，直接一步法合成具有目标结构取向、成分分布和界面的NMHSs尚未得到充分研究，其主要障碍在于如何在成核和生长阶段调节前驱体的热力学和动力学平衡。为了解决这些问题，科学家们提出了三项关键参数：首先，必须准确识别和控制金属前驱体的还原速率，以形成预制的基材材料。其次，基材材料必须足够坚固，以承受后续生长过程中化学环境的变化，并且应具有各向异性，这可以通过在异质界面处实现最佳晶格匹配来达到。最后，必须避免次生材料在基材表面上的不良异质成核，以使其能够顺利外延生长。有鉴于此，厦门大学化学化工学院固体表面物理化学国家重点实验室的黄小青和来自苏州大学化学化工与材料科学学院的邵琪合作报道了一种动力学控制的一步法合成Pt/Pd-Sb异质结构中的区域选择性架构的方法。通过精确控制Pt前驱体的成核速率，成功合成了两种类型的明确定义的Pt/Pd-Sb异质结构，即在Pd20Sb7六方纳米片上区域选择性外延生长的Pt冠和在Pd20Sb7纳米片上均匀分布的Pt壳。此外，通过相位和形貌调节来验证合成机制。【科学亮点】1. 本研究首次成功实现了一种一步法动力学控制合成框架，用于构建金属异质结构中的区域选择性架构。该方法能够同时考虑金属前驱体的还原速率和异质界面处的晶格匹配关系，解决了传统方法中复杂过程、杂质污染以及不明确生长机制的问题。2. 实验通过一步法合成框架，成功实现了Pd–Sb异质结构的相位和形貌调节。从Pd20Sb7六方纳米片（HPs）到Pd8Sb3 HPs的相位调节，以及从Pd20Sb7 HPs到Pd20Sb7菱形体和Pd20Sb7纳米粒子的形貌调节，为选择和优化基材材料提供了坚实的基础。3. 实验中通过精确控制Pt前驱体的成核速率，合成了两种类型的明确定义的Pt/Pd–Sb异质结构。包括在Pd20Sb7六方纳米片（r-Pt/Pd20Sb7 HPs）上区域选择性外延生长的Pt冠，以及在Pd20Sb7 HPs上均匀分布的Pt壳（u-Pt/Pd20Sb7 HPs）。4. 研究表明，区域选择性外延生长的Pt在Pd20Sb7 HPs上的催化活性大大增强。特别是用于乙醇氧化反应（EOR）时，r-Pt/Pd20Sb7 HPs/C的质量和比活性显著高于商业Pt/C，其活性是商业Pt/C的57倍。此外，r-Pt/Pd20Sb7 HPs/C在2000个循环后表现出更高的稳定性（下降16.3%）和选择性（72.4%），远优于商业Pt/C（56.0%和18.2%）。【科学图文】图1：相位和形态调节的演示。图2. r-Pt/Pd20Sb7 HP 和 u-Pt/Pd20Sb7 HP 的形态表征和结构分析。图3. r-Pt/Pd20Sb7 HPs和u-Pt/Pd20Sb7 HPs的电子结构。图4. r-Pt/Pd20Sb7和u-Pt/Pd20Sb7 HPs的合成机理研究。图5：用于验证区域选择性生长机制的形态调控。图6：Pt/Pd20Sb7 HPs的乙醇氧化反应应用。【科学结论】以上文章提出了一种新颖的动力学控制合成框架，专门用于设计Pt/Pd–Sb异质结构中的区域选择性架构。通过精确调控Pd–Sb互金属相的相结构和形貌，以及Pt前驱体的还原速率，实现了对Pt在异质结构表面生长过程的精确控制。其中，利用Pt与Pd–Sb互金属相之间的优化晶格匹配，有助于实现Pt的偏好性生长，提高了催化性能和稳定性。此外，通过调整不同Pt前驱体的还原动力学，有效地打破了成核和生长的平衡状态，进一步调控了Pt在Pd–Sb表面上的分布规律。这些技术创新为制备具有精确定义结构的异质结构材料提供了新的途径，开拓了材料设计和功能优化的新前景。这种方法不仅适用于催化材料领域，还对电化学、传感器和其他功能材料的开发具有广泛的应用潜力，为未来材料科学和工程提供了重要的理论和实验基础。原文详情：Huang, X., Feng, J., Hu, S. et al. Regioselective epitaxial growth of metallic heterostructures. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01696-0

随着污染防治攻坚战深入推进，我国环境质量总体显著改善。同时，环境监测质量监督管理体系逐步健全，环境监测数据总体准确可靠、客观真实，为深入打好污染防治攻坚战发挥了重要的支撑作用。但是，少数地方在环境质量目标考核压力下，围绕考核监测站点组织实施“选择性治理”。比如，采用雾炮车、无人机等移动设备在空气质量监测站点附近区域高频次、高强度喷淋水雾，在附近区域的建筑物、路灯杆等固定设施上安装使用喷淋水雾装置；在地表水环境质量监测站点附近水域人工投放活性炭、化学药剂，安装使用水体稀释、净化装置。上述“选择性治理”措施会使监测站点周围局部环境质量明显好转，污染物浓度监测数据显著下降，取得“立竿见影”的效果。但这种“选择性治理”方式导致站点监测数据不能全面、真实反映当地总体环境质量状况，属于原环境保护部印发的《环境监测数据弄虚作假行为判定及处理办法》第四条第二款中禁止的篡改监测数据行为，即采取人工遮挡、堵塞和喷淋等方式，干扰采样口或周围局部环境的情形。为了充分调动公众参与生态环境保护的积极性，笔者建议相关部门组织建立针对“选择性治理”的举报奖励制度，借助公众监督力量及时发现、严厉惩治人为干扰行为，确保环境质量监测数据的客观性、真实性、代表性。笔者建议，举报奖励制度可以规定举报情形、举报方式、举报调查处理和举报奖励办法等。一是明确“选择性治理”情形。相关部门要明确在空气、地表水环境质量监测站点周边一定范围的保护区域内禁止的“选择性治理”情形。在保护区域内因开展建筑施工等作业需要在一定区域环境内采取属于上述情形的环境治理措施时，应事先向有关部门申请，经批准后方可实施。二是设立“选择性治理”警示牌。在保护区域范围内、边界处设立适当数量的“选择性治理”警示牌，在警示牌上载明保护区域范围、边界，在保护区域内禁止的“选择性治理”情形，采取公众收集证据、进行举报的方式，对有效举报人进行奖励的办法等。三是建立“选择性治理”举报信息平台。组织建立举报信息平台，主要功能是便于公众随时随地上传“选择性治理”行为的照片、录像、语音、文字、位置等举报信息，以及生态环境主管部门组织调查处理举报事项的流程管理、信息公开等。四是依法依规调查处理。依法依规及时组织对举报事项进行调查处理，对于确属“选择性治理”情形的，采取以最差值数据替代监测结果用于环境质量考核等惩罚性措施，严肃追究相关责任单位和人员的责任，并责令责任单位深入分析原因、举一反三整改。对于经调查确认不属实的举报信息，将调查结果及时反馈举报人。五是实施举报奖励。对于经调查确认属实的“选择性治理”举报信息，及时对举报人实施奖励，反馈调查处理结果，并为举报人严格保密举报事项，调动和保护公众的举报积极性。

自单壁碳纳米管被发现以来，其优异的电学性能引起了广泛的关注。但是，现有方法制备的单壁碳纳米管都是金属性管和半导体性管的混合物，两种管的互相影响会降低彼此的器件性能。为使金属性管和半导体性管各尽其用，而不是互相影响进而降低彼此的器件性能，单壁碳纳米管的分离/富集就显得尤为重要，并成为本领域一个亟待解决的瓶颈问题。 　　化学所有机固体院重点实验室与日本索尼公司先进材料实验室的科研人员合作，在单壁碳纳米管分离/富集领域取得了新进展，有关研究成果申请了发明专利并发表在近期的《先进材料》(Adv. Mater., 2009, 21, 813-816)上。 　　他们采用实验室常用的化学气相沉积装置(图1)，在400摄氏度的高温下通入刻蚀性气体，从而实现了单壁管的选择性分离/富集。与当前广泛报导的溶液分离方法选择性反应(刻蚀)金属性碳管不同，这种气相刻蚀的方法选择性刻蚀半导体性单壁管(图2)，被刻蚀的碳管转化为二氧化碳气体排出装置外，而金属性单壁管则被保留在了装置内。本方法对于不同直径范围的半导体管均有选择性刻蚀作用，尤其是对于直径小于1.18 nm半导体管，刻蚀效率高达90%。此外，本方法还具有成本低廉，操作方便，易于规模化及对金属性碳管破坏性小等优点，为大规模富集金属性单壁碳纳米管提供了一个新的思路。北京大学物理系相关教授还利用密度泛函法对选择性刻蚀进行了理论计算。　　 　　图1 用于气相刻蚀的电炉装置 　　 　　图2 选择性分离前后碳管样品的Raman 光谱(a，b)，及紫外可见近红外光谱(c，d)

一、介绍 锂资源作为电子设备和电动汽车的关键原料，被誉为 "白色黄金"。为了确保锂资源的稳定供应，人们开始尝试从盐湖中提取锂资源。然而，盐湖中含有大量与Li+离子化学性质相似的Mg2+离子，这极大地增加了盐湖提锂的难度。因此，实现离子的高效分离以及盐湖提锂成为当前研究的重点。目前的研究主要集中在调控膜的尺寸和电荷量，以实现Li/Mg分离。研究表明，许多生物离子通道通过离子与孔道官能团之间的溶剂化/配位相互作用实现对离子的高效分离。然而，对于这种溶剂化/配位相互作用选择性机制在Li/Mg分离的研究仍然相对较少。二、测试和结果Li+/Mg2+离子分离膜的设计原理 由三醛基间苯三酚（Tp）制成的COF以其化学稳定性和与多种酰肼衍生物单体的兼容性而著称。这使得我们能够在图1中很好地研究膜的孔道环境和选择性之间的关系。因此，我们利用Tp与连接不同数量环氧乙烷（EO）单元的酰肼单体制备了膜，这些膜具有不同数量的EO单元，并将其命名为COF-EOx，其中x代表EO单元的数量。 图 1. COF-EOx的化学结构。 我们使用掠入射小角XRD衍射 （GIWAXS）技术评估了以COF-EO2/PAN 膜为代表的COF膜的结晶度。尽管活性COF层非常薄，而且腙键连接的COF具有一定的柔性，这导致该类COF的信号较弱，但XEUSS 3.0*仍然观察到了它们的衍射峰，表明其良好的结晶度（见图2）。此外，我们对COF-EO2/PAN膜进行了取向分析，证实了PAN基底上的COF膜在平面方向上没有优先取向，Qz = 0处的圆形模式证明了这一点（见图2）。这可能是孔道内的醚氧链官能团影响了最终的结果。 图2.（A）PAN基底和（B）COF-EO2/PAN膜对应的2D-GIWAXS图像。(C)上述2D-GIWAXS图像对应的一维图。 为了探究不同长度醚氧链COF膜对Li+和Mg2+跨膜传输的影响，我们首先进行了分子动力学（MD）模拟。结果显示，随着醚氧链长度的增加，Li+和Mg2+的跨膜能垒逐渐下降。这表明，醚氧链在促进离子传输方面发挥了重要作用。有趣的是，含有最长醚氧链的COF-EO4膜在Li+和Mg2+离子间的跨膜能垒上并未显示出最大的差异。相反，COF-EO2膜显示出最高的跨膜能垒差（见图2A），表明醚氧链能够有效调节COF膜的孔道环境，优化其分离Li+和Mg2+的性能。膜孔径的测量 随后，我们通过测量不易水合的四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、四丙基氯化铵、四丁基氯化铵和四戊基氯化铵溶液的跨膜电导率，拟合出了COF-EOx/PAN膜的孔径。根据拟合结果，COF-EO0/PAN、COF-EO1/PAN、COF-EO2/PAN、COF-EO3/PAN和COF-EO4/PAN的孔径分别为2.86、2.51、2.13、1.98和1.82 nm（见图3B）。这个结果表明，不同长度的醚氧链对COF膜的孔径影响不大，这表明在水溶液中，醚氧链可以自由运动。研究Li+和Mg2+的跨膜选择性 接着我们测试了孔道醚氧链的长度对Li+和Mg2+相对扩散速率的影响。结果显示Li+和Mg2+的相对离子通量与EO单元数量呈现出明显的火山状曲线关系（见图3C，插图）。具有中等长度醚氧链的COF-EO2/PAN膜展现出Li+和Mg2+离子相对迁移率的最大差异。这一发现与MD模拟的结果非常吻合。考虑到这些差异，为了量化醚氧链对Li+和Mg2+离子跨膜传输的影响，我们首先测量了COF-EOx/PAN在单盐条件下的离子通量，并将这些膜与不含醚氧链的COF-EO0/PAN进行了比较。我们的研究结果表明，增加醚氧链的长度可以增强离子传输，因为随着EO单元数量的增加，传输速度持续增加（见图3A）。值得注意的是，含有四个EO单元的COF-EO4/PAN对Li+和Mg2+离子的传输速度最高，超过COF-EO1/PAN对Li+和Mg2+传输速度的两个数量级以上。我们注意到这些膜的孔径随着醚氧链长度的增加而略有减小，这更加为醚氧链在离子传输中的促进作用提供了确凿的证据。图3. 离子跨膜行为的研究。（A) 根据PMF曲线得出的Li+和Mg2+离子穿过COF-EOx的跨膜自由能垒；（B) 四烷基铵阳离子与Cl-离子跨膜的相对迁移率；（C) COF-EOx/PAN在两侧注入相同浓度梯度溶液的条件下记录的I-V图（插图：COF-EOx/PAN的Vr）。 为了对这些实验观察结果做出合理解释，我们测量了COF-EOx/PAN中的Li+和Mg2+离子浓度。我们发现，Li+和Mg2+离子的电导率都高于体相值，并且随着醚氧链长度的增加，偏离更为明显（见图4B）。这表明，具有较长醚氧链的膜孔道能吸附更多的Li+和Mg2+离子。为了定量评估COF-EOx/PAN膜的跨膜能垒，我们测量了离子跨膜的表观活化能。结果表明，随着膜孔道EO单元数量的增加，Li+和Mg2+的表观活化能降低，而COF-EO2的Li+和Mg2+跨膜活化能差异最大，这与MD模拟和电化学实验结果一致（见图4D）。基于上述结果，我们认为基于配位化学的离子识别（通过促进传输机制发生）可用于合理解释选择性分离（见图4E）。图4. （A) 在1 M单盐条件下测试的LiCl和MgCl2穿过COF-EOx/PAN的离子通量，以及通过DFT计算得出的Li+和Mg2+与COF-EOx的结合能；（B) COF-EOx/PAN的电导率与氯化锂浓度的关系；（C) MD计算得出的Li+（虚线）和Mg2+（实线）穿过COF-EOx的PMF曲线（灰色背景代表离子进入COF孔道的区域；（D）在1 M单盐条件下测试的COF-EOx/PAN膜上的LiCl和MgCl2跨膜活化能以及相应的Li+/Mg2+选择性，以及（E）推测的离子跨膜传输机理。 为了进一步评估COF-EOx/PAN膜的分离性能，我们使用含有相同Li+和Mg2+离子浓度（0.025-1 M）的混合溶液进行了扩散实验。Li+和Mg2+离子的二元盐选择性峰值在15到331之间（见图5A）。与单盐条件相比，COF-EOx/PAN在二元体系下测试的Li+/ Mg2+选择性更高，这可能是因为在二元体系下，由于离子存在竞争作用，Mg2+离子的通量极大地减少。为了定量分析这一现象，我们将二元体系中的离子通量与单盐溶液中的离子通量进行了归一化处理。分析表明，在二元体系下，Li+和Mg2+离子的通量分别减少至0.34-0.60和0.06-0.19。因此，导致了Li+/ Mg2+选择性的增加（见图5B）。电驱动二元盐体系下的Li+/Mg2+分离性能的研究 为了研究COF-EOx/PAN在实际应用中的性能，采用了类似工业电渗析的装置，并在5 mA cm-2的电流密度下评估了其性能。实验中使用了0.1 M LiCl和0.1 M MgCl2的二元水溶液作为进料液。结果表明，COF膜的Li+/Mg2+分离比随着膜中醚氧链上EO单元数量的增加而变化。在电驱动条件下，虽然观察到离子通量显著增加，但COF膜仍然实现了高达1352的Li+/Mg2+分离比，远超过COF-EO2/PAN在扩散渗析条件下的分离比，成为迄今为止报道中性能最优的锂镁分离膜之一。此外，COF-EO2/PAN的Li+/Mg2+选择性超过了ASTOM标准两个数量级。因此，在使用COF-EO2/PAN进行电渗析处理后，西台吉尔盐湖（中国）的模拟溶液中Li+/Mg2+的摩尔比从0.06显著提升至10.9，而阿塔卡马盐湖（智利）模拟溶液中Li+/Mg2+的摩尔比从0.61提高至230。这些结果表明，COF-EO2/PAN在盐湖提锂应用中具有巨大的潜力。另外，COF-EO2/PAN还展现出卓越的长期稳定性。尽管选择性随时间略有下降，但通过用去离子水清洗膜，其选择性至少可以在10个周期后完全恢复。COF-EO2/PAN在不同条件下展现的全面稳定性和优异的选择性，使其成为盐湖提锂工业中理想的膜材料。图5. （A) 在二元盐体系下测试的LiCl和MgCl2在COF-EOx/PAN中的离子通量以及相应的LiCl和MgCl2的选择性（各为 1 M，误差条代表三个不同测量值的标准偏差）；（B) 在二元盐体系下测试的LiCl和MgCl2的离子通量与在单盐条件下测试的离子通量（各为1 M）的归一化通量；（C) COF-EO2/PAN对Li+/Mg2+的选择性和对LiCl的离子通量与其他膜材料的比较。三、结论 在本研究中，我们通过一系列系统性研究深入探讨了醚氧链对COF膜在离子进膜、跨膜扩散以及选择性方面的影响。我们的研究成果揭示了一个重要发现：与Mg2+的传输相比，醚氧链替代的离子水合物对Li+的传输更为有利。此外，Li+和Mg2+与膜中密集分布的醚氧链形成的络合作用导致了膜孔道内离子的富集，有效地将离子与体相溶液隔离。这一富集效应在静电排斥力的作用下促进了离子通过膜的传导。Li+与Mg2+跨膜传导的活化能差异决定了膜的选择性特征。在分子层面上，离子选择性的机理研究表明，通过调节离子与膜之间的结合能，可以在保持高离子通量的同时提升离子选择性。Author: Qingwei MENGZhejiang Provincial Key Laboratory of Advanced Chemical Engineering Manufacture Technology, College of Chemical and Biological Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China参考文献：[1] Meng, Qing-Wei, et al. "Enhancing ion selectivity by tuning solvation abilities of covalent-organic-framework membranes." Proceedings of the National Academy of Sciences 121.8 (2024): e2316716121.随后，我们通过测量不易水合的四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、四丙基氯化铵、四丁基氯化铵和四戊基氯化铵溶液的跨膜电导率，拟合出了COF-EOx/PAN膜的孔径。根据拟合结果，COF-EO0/PAN、COF-EO1/PAN、COF-EO2/PAN、COF-EO3/PAN和COF-EO4/PAN的孔径分别为2.86、2.51、2.13、1.98和1.82 nm（见图3B）。这个结果表明，不同长度的醚氧链对COF膜的孔径影响不大，这表明在水溶液中，醚氧链可以自由运动。

SAA 8100Micromeritics® 选择性吸附分析仪选择性吸附分析仪（SAA - 8100）是一种基于气固平衡可逆系统的动态吸附分析仪。SAA - 8100是一款收集多组分瞬态和平衡状态吸附数据的仪器。由于流动的气流具有良好的混合性，且采用的可监测多组分吸附的瞬态行为（传质分布）检测系统，故采用了动态法分析选择性吸附。 工作原理SAA-8100的设计基于美国麦克仪器旗下西班牙PID公司技术的气体输送系统。该系统的主要组成部分包括质量流量控制器，混合阀，蒸汽源，温度控制器和用于评估吸附剂的样品柱。分析的基本程序包括：吸附剂的活化（脱气），气体（或蒸汽）的混合物流过装有吸附剂的样品柱，并监测流出气体的组成。吸附的气体量可以根据质量平衡，进入样品柱前的质量减去离开样品柱的组分的质量来确定。该值为混合气各组分吸附总量。利用进入样品柱前的气体组分比例和吸附的组分（从气相）比例，可以计算出吸附剂的选择性。这种选择性是比较吸附剂的一个关键参数。 仪器优势1，全测量范围内优化的最小 “死体积”，确定分离是否可进行 然后根据吸附量计算选择性。2，简单的柱设计，出色的流量控制，可以使用多种气体，并可进行高度可控的气体混合。3，样品柱位于温度控制的热箱中，可以通过精确的温度控制进行高质量的吸附实验，这对于突破曲线分析尤为重要。4，精确的温度控制对于消除冷点，避免蒸汽冷凝至关重要，并且需要在样品柱附近进行取样以最大限度地减少混合。分离后，我们希望获得最佳分辨率，混合会对数据产生负面影响（注意：许多应用都是在相对较低的温度下进行的，因此并不总是需要加热炉）。4，专有混合阀为气体混合控制提供重要优势，并最大限度地减少系统死体积。6，背压控制，允许用户在商业相关条件下进行实验。7，SAA 8100是可灵活配置的的精密系统，可增加不同的检测器和其他可选附件从而扩展其功能。从而确保提供高质量的分离和出色的流速数据，确保得到高质量的选择性数据。 可选配件• 质谱仪（用户配置或麦克配置）• 红外光谱仪（使用者配置）• GC/ MS• 其他混合组件• 高温炉• 蒸汽发生器（水和其他蒸汽） SAA 8100应用气体分离、储存和纯化突破曲线分析二氧化碳捕获吸附选择性评价下一代吸附剂材料，如MOFs、COFs、ZIFs、沸石、活性炭、硅胶、活性氧化铝、分子筛碳、多孔聚合物及树脂等储能选择性分析材料研究化学工程 Basolite C300（Cu-btc）的二氧化碳穿透曲线可执行的测试类型• 多组分吸附• 混合气体吸附• 突破曲线分析• 气体和蒸气混合物吸附• 选择性和吸附能力• 动态吸附和解吸测量• 竞争吸附• 高压吸附• 纯组份数据（低压，高温，宽温度范围）规格参数压力压力 0-10bar温度室温至450°C（带炉）创新点：1、产品设计 灵活的气体输送和管理系统，可在工艺相关条件下精确表征吸附剂的性能。 该系统将美国麦克及麦克旗下PID公司的成熟技术相结合，通过质量平衡提供高精度、可靠的、选择性气体/蒸汽混合物吸附数据，使其成为评估下一代吸附剂性能的高效工具。 2、系统组件 集成了精确的质量流量控制器和麦克旗下PID公司专有的高性能混合阀，所得的气体输送系统具有最小的死体积，并确保精确控制组分和流速。 可灵活配置的精密系统，可增加不同的检测器和其他可选附件从而确保提供高质量的分离和出色的流速数据，确保得到高质量的选择性数据。 3、动态监测 基于气固平衡可逆系统的动态吸附分析，产品采用可监测多组分吸附的瞬态行为检测系统，可收集多组分瞬态和平衡状态的吸附数据。 Micromeritics® 选择性吸附分析仪SAA—8100

高熵合金通常被定义为含有5个以上主元素的固溶体，并且每个元素的摩尔比为5~35%，具有优异的力学、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能，在较多领域展现出发展潜力。中国科学院兰州化学物理研究所环境材料与生态化学研究发展中心副研究员高祥虎、研究员刘刚带领的科研团队，通过组分调控、构型熵优化和结构设计，制备出系列高熵合金基高温太阳能光谱选择性吸收涂层。　　前期，研究人员设计出一种由红外反射层铝、高熵合金氮化物、高熵合金氮氧化物和二氧化硅组成的彩色太阳能光谱选择性吸收涂层，其吸收率可达93.5%，发射率低于10%。研究人员发现，单层高熵合金氮化物陶瓷具有良好的本征吸收特性，因此制备出结构简单的涂层。以高熵合金氮化物作为吸收层，SiO2或Si3N4作为减反射层得到的涂层吸收率可达92.8%，发射率低于7%，并可在650°C的真空条件下稳定300小时。　　近期，为进一步提升涂层吸收能力，研究人员选用不锈钢作为基底，低氮含量高熵合金薄膜作为主吸收层，高氮含量高熵合金薄膜作为消光干涉层，SiO2、Si3N4、Al2O3作为减反射层，形成了从基底到表面光学常数逐渐递减的结构（图1）。研究通过光学设计软件（CODE）进行优化，利用反应磁控溅射的方法制备，提高了制备效率。涂层吸收率可达96%，热发射率被抑制到低于10%。研究人员通过时域有限差分法（FDTD）研究了涂层光吸收机制。长期热稳定性研究表明，高熵合金氮化物吸收涂层在600°C真空条件下，退火168小时后仍保持良好的光学性能；计算涂层在不同工作温度和聚光比的光热转化效率发现，当工作温度为550°C、聚光比为100时，涂层的光热转化效率可达90.1%。该图层显示出优异的光热转换效率和热稳定性（图2）。　　研究人员将吸收涂层沉积在不同基底材料上制备的涂层依然保持优异的光学性能，并在铝箔上实现了涂层的大规模制备。对不同入射角的吸收谱图研究发现，吸收涂层在入射光角度为0-60°的范围内具有良好的吸收率。研究人员模拟太阳光对吸收器表面进行照射，在太阳光照射下，涂层表面的温度超过100℃，表明该材料在界面水蒸发研究领域具有重要应用价值。　　相关研究成果发表在Journal of Materials Chemistry A、Solar RRL、Journal of Materiomics上。上述工作开发出兼具优异光学性能和耐高温性能的高温太阳能光谱选择性吸收涂层，拓展了高熵合金在新能源材料领域的功能应用。研究工作得到中科院青年创新促进会、中科院科技服务网络计划区域重点项目和甘肃省重大科技项目的支持。图1.光学模拟结合磁控溅射方法制备太阳能光谱选择性吸收涂层图2.光谱选择性吸收机制和热稳定性研究

我国科研人员领衔的国际科研团队攻克了甲烷的选择性氧化这一催化研究中的世界性难题。利用新开发的催化剂，该团队实现了氧气条件下将甲烷选择性氧化为甲醇和乙酸。这一研究对于甲烷的转化利用有着十分重要的价值。　　记者21日从中国科学院精密测量科学与技术创新研究院获悉，该院徐君研究员、邓风研究员、齐国栋副研究员等科研团队成员联合英国卡迪夫大学格雷厄姆哈钦斯教授等合作者，开发了金（Au）负载的ZSM-5沸石分子筛（Au/ZSM-5）催化剂，并利用该催化剂实现了甲烷在温和条件下的选择性氧化。　　据齐国栋介绍，甲烷广泛分布于天然气、页岩气、煤层气、甲烷水合物等之中，是最清洁、最丰富的天然碳资源。由于甲烷的储藏地区往往十分偏远，因此在开采现场将甲烷转化为可运输的含氧化合物对甲烷的高效利用具有重大意义。因甲烷的化学键能较大，通常需要高温高压的苛刻条件才能将其转化。工业上采用的办法是先将甲烷转化为一氧化碳和氢气组成的合成气，再转化为高附加值的产物。这一过程不仅能耗极高，而且容易出现二氧化碳等副产品。如何在温和条件下直接将甲烷催化氧化为高附加值的化学品，是化学界一道备受关注的世界性难题。　　据悉，利用Au/ZSM-5催化剂，可在120摄氏度至240摄氏度的温度范围内，通过氧气将甲烷选择性氧化生成高附加值化学品甲醇和乙酸。该团队对催化反应过程进行了深入研究，阐明了甲烷的转化反应机制。相关研究成果近日已在线发表于国际学术期刊《自然催化》。

麦克仪器公司新推出的选择性吸附分析仪SAA8100近日获得仪器信息网2019科学仪器优 秀新品提名奖。该奖项是由技术评审委员会主席团监督，经仪器信息网编辑审查、中国科学仪器行业“优 秀新品”网络评审团评审，受到了国内外仪器厂商和用户，以及相关媒体的关注与重视。 选择性吸附分析仪SAA8100SAA-8100选择性吸附分析仪是一款基于气固平衡可逆系统的动态吸附分析仪，产品采用可监测多组分吸附的瞬态行为检测系统，可收集多组分瞬态和平衡状态的吸附数据。SAA-8100采用可灵活配置的精密系统，可增加不同的检测器和其他可选附件从而确保提供高质量的分离和出色的流速数据，确保得到高质量的选择性数据。通过集成了精确的质量流量控制器和麦克旗下PID公司专有的高性能混合阀，所得的气体输送系统具有最小的死体积，并确保精确控制组分和流速。SAA-8100将麦克仪器公司及麦克旗下PID公司的成熟技术相结合，通过质量平衡提供高精度、可靠的、选择性气体/蒸汽混合物吸附数据，使其成为评估下一代吸附剂性能的高效工具。SAA-8100选择性吸附分析仪的应用广泛，从气体分离，储存和纯化，突破曲线分析到二氧化碳捕获，吸附选择，评价下一代吸附剂材料以及储能，材料研究等领域应用均表现出强大的优势。独有的特色及众多优点，让麦克SAA-8100从市场众多选择性吸附分析产品中脱颖而出。作为材料表征领域行业引领者，相信麦克仪器公司丰富的产品体系，独具个性的吸附分析产品，未来将为广大的消费者提供更多的选择。关于麦克仪器公司麦克仪器公司是提供材料表征解决方案的全球供应商，在密度、比表面积及孔隙度、粒度及粒形、粉体表征、催化剂表征及工艺开发等五个核心领域拥有先进的仪器和应用技术。麦克仪器公司成立于1962年，总部位于美国佐治亚州诺克罗斯，在全球拥有400多名员工。同时具备丰富的科学知识库和内部生产制造， 麦克仪器公司产品覆盖了石油加工、石化产品和催化剂、食品和制药等多个行业，以及为下一代材料例如石墨烯、MOF材料、纳米催化剂和沸石等提供最前沿的表征技术。在Particulate Systems旗下，麦克仪器公司发现并商业化独特和创新的材料表征技术，对核心产品线进行补充。商业测试实验室–Particle Testing Authority (PTA)实验室可提供表征分析测试服务。战略收购富瑞曼科技有限公司（Freeman Technology Ltd）和PID公司(PID Eng & Tech)，也反映公司一直致力于在粉体和催化等工业关键领域提供优化、集成的解决方案.仪器咨询：400-860-5168转0677

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2020年5月20日，由仪器信息网主办，“科学仪器优秀新品”评审委员会、“新品首发”栏目承办的科学仪器“优秀新品奖”在线发布盛典盛大召开，首次云端揭晓了 a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/XP2019" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 2019年度科学仪器“优秀新品奖”获奖名单 /span /a ，22台仪器获此殊荣。麦克仪器（中国区总部：麦克默瑞提克（上海）有限公司）的Micromeritics 选择性吸附分析仪SAA—8100荣获大奖。中航工业失效分析中心/北京航空材料研究院副主任刘昌奎公布了获奖结果。 /p p style=" text-align: justify " script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=9820CE6F29E50DA19C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=350& playerid=621F7722C6B7BD4E& playertype=1" type=" text/javascript" /script br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 获奖仪器专家点评及厂商代表感言 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " SAA-8100选择性吸附分析仪是麦克仪器于2019年推出的一款基于气固平衡可逆系统的动态吸附分析仪。仪器集成了麦克仪器长期的技术积累和2018年刚收购的PID公司专有的高性能混合阀。仪器广泛应用于在气体分离、储存和纯化、突破曲线分析、二氧化碳捕获、吸附选择、评价下一代吸附剂材料以及储能，材料研究等领域。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 220px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/cd9972b7-68ee-432e-9e3b-ca5c84ea0e90.jpg" title=" SAA8100.png" alt=" SAA8100.png" width=" 300" height=" 220" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100677/C333626.htm" target=" _self" style=" text-decoration: underline " strong Micromeritics 选择性吸附分析仪SAA-8100 /strong strong /strong /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong “科学仪器优秀新品”评审委员会创新点评： /strong /span 性能和操作有很大优越性，尤其是两项突出特点：采用动态法分析选择性吸附；配置的的精密系统，可增加不同的检测器和其他可选附件从而扩展其功能，从而确保提供高质量的分离和出色的流速数据，确保得到高质量的选择性数据。 /p

p 　　光的衍射极限限制了常规光学成像的分辨率和介质光子器件的尺寸，将对光的操控和利用制约在波长水平，而金属纳米结构的表面等离激元可以将光场束缚在纳米结构表面，使突破衍射极限的纳米尺度光操控成为可能。金属纳米线不仅具有显著的局域电磁场增强效应，可以在纳米尺度上增强光与原子、分子、量子点、色心等纳米量子光源的相互作用，而且支持传输的表面等离激元模式，可作为等离激元纳米波导实现亚波长束缚的光信号传输，是构建片上纳米光子回路的基本元件。金属纳米线与单个纳米量子光源的耦合可以实现单个量子化的表面等离激元的产生和传输，对该体系的研究对于深入认识单光子水平上光与物质相互作用的基本物理和设计纳米量子光子器件都具有重要意义。集成在金属纳米线上的多个纳米量子光源可以通过表面等离激元发生相互作用，产生新的光学现象，如协同辐射和量子纠缠。当纳米光源之间的距离达到亚波长尺度时，光学显微镜的分辨率限制了对金属纳米线上的多个纳米光源进行超分辨成像和超分辨可控激发，阻碍了相关实验的进展。 /p p 　　针对上述问题，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心纳米物理与器件实验室魏红副研究员和合作者设计了一种利用金属纳米线上的表面等离激元干涉场作为激发源的超分辨激发和成像方法。由于表面等离激元干涉条纹的周期远小于激发光波长，这种方法具有突破衍射极限的光学分辨率。银纳米线上的传输表面等离激元与局域表面等离激元的干涉形成之字形分布的电场，反向传输的两束表面等离激元干涉形成周期性对称分布的电场。通过调控两束激发光之间的相位差，上述两种等离激元干涉场的分布都沿着纳米线移动，使纳米线上的量子点处的电场强度发生变化，从而可以调控量子点的激发。利用该方法可以实现对相距几十纳米的两个量子点的选择性激发，实验中通过对相距100 nm的两个量子点的选择性激发演示了该技术的可行性。通过将结构照明显微成像技术与金属纳米线上的表面等离激元干涉场相结合，利用模拟计算实现了对多个量子点的超分辨光学成像，分辨率约为96 nm。该工作为研究和表征等离激元纳米波导与多个纳米量子光源耦合体系的光学特性提供了一种实验方法，对于深入认识纳米尺度上表面等离激元增强的光与物质相互作用的机理和规律、设计基于表面等离激元的纳米/量子光子器件和回路等具有重要意义。相关研究结果发表在Nano Letters 18, 2009-2015 (2018)。 /p p 　　魏红副研究员对金属纳米线表面等离激元的物理特性及其调控进行了长期的系统的研究，取得了一系列原创性的成果。最近她和合作者受邀在国际著名综述期刊Chemical Reviews(影响因子47.9)上发表邀请综述Plasmon Waveguiding in Nanowires [Chemical Reviews 118, 2882-2926 (2018)]。该论文得到了审稿人一致的高度评价，被认为是一篇非常及时、全面和权威的综述(“a very timely and comprehensive review”, “a comprehensive and authoritative review”)，是纳米等离激元光子学领域最好的综述论文之一(“one of the best reviews in nanoplasmonics field”)。 /p p 　　上述工作得到了中国科学院、国家自然科学基金委和科技部的资助。 /p p 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/4a2fb2c3-f2db-44d4-9c56-367bfaca07e6.jpg" title=" 1.png" / /p p 　　图1. 利用银纳米线表面等离激元实现对量子点的可控激发(Nano Lett. 18, 2009-2015 (2018))。 /p p 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/0f754c10-d33c-4c70-a4cc-9aabce79ba2c.jpg" title=" 2.png" / /p p 　　图2. 利用银纳米线表面等离激元选择性激发两个相距100 nm的量子点中的任意一个(Nano Lett. 18, 2009-2015 (2018))。 /p p 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/1074f43b-c0b0-4cd4-99b6-6f18fcfa4c79.jpg" title=" 3.png" / /p p 　　图3. 将表面等离激元干涉场用于结构照明显微成像技术实现对多个量子点的超分辨光学成像(Nano Lett. 18, 2009-2015 (2018))。 /p p 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/04354f19-0558-4348-9b78-f63646341f13.jpg" title=" 4.jpg" / /p p 　　图4. 金属纳米线中表面等离激元传输的示意图、表面等离激元模式色散关系的示意图以及三个研究方向(Chem. Rev. 118, 2882-2926 (2018))。 /p p br/ /p

一、背景介绍 固体NMR借助魔角旋转（Magic-angle spinning, MAS）技术削弱或消除偶极耦合等各向异性相互作用，实现了固体NMR谱的高分辨。但是，与偶极耦合相关的结构及动力学等信息也会在MAS下丢失。施加特定的射频脉冲照射，干扰MAS对偶极耦合的平均作用，主动地恢复偶极耦合，这一方法被称为偶极重耦。偶极重耦是固体NMR建立相关谱、测量距离和分析动力学的核心。偶极重耦方法的种类和形式多样。根据其有效的频率范围，偶极重耦方法可被大致分为宽带（Broadband）、频带选择（Band-selective）和频率选择（Frequency-selective）等三类（图1）。不同的重耦方法适用于不同研究目标，例如，对于13C标记的蛋白质，宽带方法可用于建立13C-13C全相关，频带选择方法用于建立脂肪碳的13C-13C相关，而频率选择方法则主要用于建立特定残基或基团的13C-13C相关。图1. 重耦方法按重耦效率与频率偏置（offset）的关联可分为宽带（Broadband）、频带选择（Band-selective）和频率选择（Frequency-selective）重耦。从左至右分别为SPC-521、PR5和SPR-51在10 kHz转速下的模拟图，红色表示重耦效率高。二、研究内容中科院精密测量科学与技术创新研究院的杨俊课题组发展了一类全新的具有频率选择性的同核偶极重耦方法SPR-Nn（Selective Phase-optimized Recoupling）（图2）。SPR方法在理论上可实现任意自旋间的选择性同核重耦，弥补了旋转共振（Rotational Resonance）只能实现化学位移差为m*νR（m为整数）的核自旋间的选择性重耦的缺陷。图2. SPR-Nn脉冲方法。在SPR-Nn中，n个转动周期包含了N个脉冲对，射频场强度ν1 = (P/π)*(N/n)*νR（νR为魔角旋转频率，τR为转动周期，N和n为正整数）。在SPR实验中，发射机中心放置在两个核的共振峰的中间即可实现重耦，建立两核的相关。相对于常用的方法（图3A），SPR仅通过改变13C发射机的中心频率，就可以非常简便地在13C全标记样品中有选择地建立13Cα-13Cβ相关、13Cβ-13Cγ相关或者13Cγ-13Cδ相关（图3B-D）。图3. U-15N, 13C标记formyl-Met-Leu-Phe三肽的2D 13C-13C相关谱，分别用DARR（A）和SPR-51（B-D）重耦方法获得。SPR-51的13C发射机中心频率分别设置在46.5（B）、28.9（C）和19.3（D）ppm。SPR主要用于选择性增强或过滤出感兴趣的核磁信号。在150 kHz超高转速下，SPR-54和SPR-56可用于选择性地增强全质子化样品中的1H-1H相关信号。相对于常用的RFDR宽带方法，SPR方法能够将特定的1H-1H相关信号增强2-6倍，有助于距离或结构分析（图4A）。在~ 10 kHz中低转速下，SPR-51与双量子滤波技术的结合可实现13C-13C相关谱的编辑，从复杂的膜蛋白中过滤出丙氨酸（Alanine）、丝氨酸（Serine）或苏氨酸（Threonine）的信号，从而简化谱图分析（图4B）。基于平均哈密顿的理论分析表明：SPR重耦的频率选择性主要来源于两个自旋的偶极双量子项和化学位移和项的作用。通过改变SPR中脉冲p的长度，作者实现了可控的频率选择性（即任意改变重耦的频率带宽），并完成了系统的理论描述及实验验证。图4. 基于SPR 1H-1H重耦（A）和13C-13C重耦（B）的脉冲序列及2D相关谱。SPR分别实现了对U-15N, 13C标记formyl-Met-Leu-Phe三肽中1HN-1HN相关的选择性增强（A），实现了对AqpZ膜蛋白中的丙氨酸（Alanine）、丝氨酸（Serine）或苏氨酸（Threonine）信号的选择性观测（B）。SPR是一个系统的研究。张正逢等首先建立了SPR方法，并展示了其在150 kHz超高转速下1H-1H相关实验中的良好效果，相关工作于2020年发表在Journal of Physical Chemistry Letters上，论文标题是“Selectively Enhanced 1H-1H Correlations in Proton-Detected Solid State NMR under Ultrafast MAS Conditions”。随后，张正逢和博士研究生肖航等完成了SPR在谱编辑中的应用，在理论上发现了脉冲p对SPR重耦的频率选择性的调控作用，相关工作于2021年分别发表在Journal of Biomolecular NMR和Journal of Chemical Physics上。杨俊研究员和张正逢副研究员是3项研究工作的通讯作者。这些研究得到了国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目和中国科学院的资助。三、相关文献1. Z.F. Zhang*, A. Oss, M.L. Org, A. Samoson, M.Y. Li, H. Tan, Y.C. Su, J. Yang*, Selectively Enhanced H-1-H-1 Correlations in Proton-Detected Solid-State NMR under Ultrafast MAS Conditions, J. Phys. Chem. Lett., 11 (2020) 8077-8083. (https://dx.doi.org/10.1021/acs.jpclett.0c02412)2. H. Xiao, Z.F. Zhang*, Y.X. Zhao, J. Yang*, Spectral editing of alanine, serine, and threonine in uniformly labeled proteins based on frequency-selective homonuclear recoupling in solid-state NMR, J. Biomol. NMR, 75 (2021) 193-202. (https://doi.org/10.1007/s10858-021-00367-9)3. H. Xiao, Z.F. Zhang*, J. Yang*, Theory of frequency-selective homonuclear dipolar recoupling in solid-state NMR, J. Chem. Phys., 155 (2021) 174105. (https://doi.org/10.1063/5.0065396)

p 　　很多涉及原子层沉积技术(ALD)的人都知道，选择性原子层沉积是当今热议的话题。各类论文、研讨会和博文层出不穷，详尽地解释了各种可以达到选择性生长目的的新方法。从某种意义上说，选择性ALD运用了长期困扰ALD使用者的效应，即由于ALD的化学反应特性，薄膜生长的成核现象取决于基底表面。通常来说，在ALD领域人们已经在研究如何尽可能减小这种影响。例如，等离子体ALD一般会有可忽略不计的延迟，但对于选择性ALD来说，成核延迟现象却被放大了。 /p p style=" text-align: center" img style=" width: 450px height: 234px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/bcc86ec1-e447-400c-8d88-439d8b625aec.jpg" title=" 02.jpg" height=" 234" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 450" / /p p 　　有意思的是，虽然等离子体ALD一般没有成核延迟现象，但它仍然可被用于选择性ALD。我在埃因霍温的大学同事已登载了相关发现(http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b04701)。它的要点是在等离子体曝光之后再次重复应用抑制剂，这个过程可用视频中所示的三步ABC ALD方法操作。 /p p 　　 strong 以下视频中解释了选择性等离子体ALD技术的全新概念： /strong /p script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=65C25DD24223E8749C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=490& playerid=2BE2CA2D6C183770& playertype=1" type=" text/javascript" /script p 　　那么问题来了，人们会选择哪种ALD设备来研究选择性ALD呢。 strong 我相信我们系统中的一些功能会很有用，例如： /strong /p p & nbsp & nbsp & nbsp ◆ 可应用多种化学前驱物。气箱可容纳多路气体并由MFC进行流量控制 /p p & nbsp & nbsp & nbsp ◆ 可应用抑制剂分子(如在前驱物注入过程中通入NH3或CO) /p p & nbsp & nbsp & nbsp ◆ 将氢基作为抑制剂：在前驱物注入前使用氢等离子体(或其他等离子体)来抑制特定表面的生长 /p p & nbsp & nbsp & nbsp ◆& nbsp 氟化物等离子体：将CFX或F作为抑制剂，在前驱物注入前使用此等离子体，或进行选择性ALD生长时，即每隔几个生长周期就在同一个腔体内进行一次刻蚀的步骤(注意O2等离子体可刻蚀Ru，H2等离子体可刻蚀ZnO)。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp ◆ 用于抑制生长的自组装单分子膜(SAMS)注入 /p p & nbsp & nbsp & nbsp ◆ 多腔体集成系统，比如与感应耦合等离子体-化学气相沉积(ICP-CVD)腔室(生长非晶硅)、溅射(sputter)腔室或原子层刻蚀(ALE)腔室结合使用 /p p & nbsp & nbsp & nbsp ◆ 用于原表面改性或刻蚀的基底偏压 /p p 　　 strong 牛津仪器的设备可实现优异的控制效果，包括： /strong /p p & nbsp & nbsp & nbsp ◆ 通过MFC，快速ALD阀门和快速自动压力控制，可获得精准可调的前驱物/气体注入，以实现一面成核另一面不成核的现象。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp ◆ 使用预真空室和涡轮增压分子泵保持系统的的高真空度，以使抑制现象长时间不受影响。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp ◆ 使用等离子体可清洁腔体和恢复腔体氛围。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp ◆ 带实时诊断功能的生长监控设备：椭圆偏正光谱测量、质谱分析法及发射光谱法 /p p 　　基于选择性ALD提出的与刻蚀相结合的方法再次让我想到原子尺度工艺处理的问题，我在之前发表的一篇博文中对此进行了讨论。可以想象，通过结合选择性ALD及其他工艺，可以生长出新的超材料(特异材料)和独特结构。例如，通过在选择性曝光的铜中生长石墨烯，或通过周期性刻蚀同一平面的沉积(例如局部选择性ALD)，可有效地仅在结构侧边生长材料。因此不论是在普通等离子刻蚀机或带基底偏压特性的FlexAL，结合带导向的离子曝光法也许会是个优势。总得来说，我很期待能有令人惊喜的新发现，新结构和新材料能在可控的方式下诞生。 /p

儿童节快到了，但对于孩子而言，现世这个成人世界显然太复杂、也太危险了点：据《南方日报》近日报道，国内70%塑料玩具的邻苯二甲酸酯含量超标，大多数色彩玩具重金属超过欧盟标准。国内企业生产儿童玩具存在两套标准，出口的标准很高，使用无毒无害的漆和原料，而国内使用的是有很多隐忧的低成本染料和原料。 　　已经被频频爆出的食品安全事件折磨得精神高度紧张的国人，可能现在需要把目光合理分配到孩子身边任何一个可能出问题的节点了：究竟什么还是安全的?这个问题看似简单，却越来越没有底气提问和作答。更让人倍感沮丧和纠结的是，这份不安全不是所有人的共通感受，不是人类科技无法逾越和预见的不可抗力，而往往只是某一个特定区域内的人群难以躲避的梦魇，而且还总是发生在孩子们身边——— 这个最不应该被伤害、最需要成人世界予以呵护的群体。 　　国内市场的塑料玩具被国际组织检测出邻苯二甲酸酯，又一个陌生的化学名词，用几乎同样的路径进入普通人的认知视界。据业内人士透露，这种物质在国内塑料玩具中被广泛利用，原因在于添加了这种增塑剂的玩具材料成本会降低。明明知道有毒，还是要大量使用，丰厚的利益当然是吸引不良厂商如此作为的原因之一。但问题的关键还在于，这种“可能影响胎儿和婴幼儿体内荷尔蒙分泌，引发激素失调，有可能导致儿童性早熟，对生殖系统造成影响”的毒物，中国的相关国家标准对其在儿童玩具中的含量并没有相关规定，而包括欧盟、美国、东南亚诸国在内的很多国家和地区却已经明确禁止生产和销售含有该物质的玩具。可以降低成本、利益诱人，而且起码不违反某些明确的规定，尤其是后者，是导致不少厂商发此昧心财的直接诱因。 　　不仅一个邻苯二甲酸酯，有业内人士表示，很多再生塑料玩具中都有多种有毒有害重金属严重超标，成为影响儿童身心健康和生命安全的隐形杀手。而对于这类有毒有害的重金属，现状却是在国外被作为重点检测的对象，在国内令人惊异地居然呈现一种“普遍不检”的荒唐状况。连任何一个增加收费的细枝末节都恨不得祭出“与国际接轨”旗号的国度，在这样真正应该接轨、而且是最要害的时候，恰恰就这么离奇失语了。为什么?有什么样的理由这样做?国家标准严重滞后只能算是作为现象的原因陈述，社会道德整体沦丧与失守却是这一切的最直接后果——— 这个国家，已经越来越靠近一个“相互投毒”的时代。这种熟悉的疼痛感，每一次都令国人周身辗转，倒确实真的有必要想一想，职能部门的选择性失职与失明，究竟是什么造成的? 　　无论是屡次被爆出的有毒食品，还是这回的有毒玩具，往往在其背后有所谓国内外“两套标准”的说法。但除个别地区和部门在个别时候曾对媒体承认存在诸如“国内只是抽检，输出则要全检”的情况外，不得不承认，所谓的“两套标准”只是国内外不同供需导致，两套标准的制定方大部分时候也并不相同。国外有高标准，企业生产要求就高一些，国内标准既然不是非得那么高，企业在降低成本的利益诱惑下，相应生产低标准的商品。仅从市场供需角度考量，涉事企业或可因“符合规定”而免责，可以把主要责任的聚光灯打到国内订立标准的那些部门身上。 　　但上述逻辑的最基本大前提是，在一国内所生产与出售的产品，对消费者的身心不造成伤害，是商品而不是毒品。对身体明显有毒有害的物质，即使没有法律的明令禁止，难道就是可以随意添加的吗?在涉事企业主观明知的情况下，对不特定群体的人身权益故意毒害，甚至已经有涉刑责，早已不是有没有“道德的血液”那么简单。而相关检验、检测部门，在同样明知的情况下，对这种近似投毒的恶劣行为长时间放纵，放任其遍及整个儿童玩具市场，亦负有无法推卸的责任。 　　被一个甚至几个家庭含在嘴里、捧在手里的孩子们，靠什么让他们去过一个起码安心一点的节日，靠什么让孩子的童年生活在一个尽可能安全的环境中，这是给所有已经为人父母、或者终究要为人父母的成年人和那个纷杂的成人世界，出的一个本不复杂但已趋沉重的问题。

&ldquo 有的地方不但没有环保地方标准，甚至连国家环保标准都不想执行，或者选择性执行。&rdquo 在28日的&ldquo 2014(第十二届)水业战略论坛&rdquo 上，环境保护部科技标准司司长熊跃辉说。 　　作为环保标准体系中不可或缺的重要组成部分，地方环保标准与国家环保标准互为补充。熊跃辉说，国家环保标准的制定需要照顾全国的情况，无法针对某些地方特殊、突出的环境问题，但可以通过强化地方标准来解决一些地方群众反映强烈的环境问题。 　　&ldquo 昨天我签了一个文，就是关于加强地方环保标准工作的指导性意见。&rdquo 熊跃辉表示，要调动各省市区人民政府，通过地方标准这个平台，去解决其所在区域内严重、突出的环境问题，消除这一地区的特殊污染物。 　　2010年，环保部修订发布了《地方环境质量标准和污染物排放标准备案管理办法》。2013年印发的《国家环境保护标准&ldquo 十二五&rdquo 发展规划》提出了国家与地方两级环保标准协调发展的环保标准管理战略。 　　环保部的一项统计显示，2010年至今依法制定并在环保部备案的有78项地方环保标准，占到1984年首部《水污染防治法》确立地方环保标准制度以来累计总数(126项)的62%，加上一批正在抓紧修订、将于近期发布的标准，具有强制性法律约束力的地方污染物排放标准数量已经与同类国家环保标准数量基本持平。 　　其中，北京针对大气污染问题制定了机动车、锅炉、石化等污染物排放标准 上海、广东等地理顺地方环保标准管理机制并率先开展了VOCs(挥发性有机化合物)控制标准体系建设 山东、河南等地制定实施了严格的区域、流域污染物排放综合标准 天津、河北、浙江、重庆、福建等地也制定、备案了一批地方环保标准 江苏、四川等地在标准实施情况评估等方面开展了探索。 　　但熊跃辉此前带队的调研组发现，有三分之一强的省、市、自治区人民政府迄今没有一项对应的地方环保标准，&ldquo 部分地区还不能依法制定、备案地方标准 部分地方标准与国家标准之间的体系协调性较差，实施困难&rdquo 。 　　熊跃辉用了三句话来描述我国环保现状：&ldquo 不缺技术缺责任、不缺投资缺机制、不缺标准缺执行。&rdquo 他说，目前我国在水、大气等污染治理的技术准备十分充足，治污难题不在技术，而在企业的社会责任感。没有污染治理的责任和压力，就没有污染治理的动力。 　　环保部对治污市场的调查发现，一些资本充足或技术先进的投资者或企业面对广阔的环保市场却无从下手，而一些应交给市场的治污设施仍被政府&ldquo 把持&rdquo 不放手。有些企业环保服务企业拿到项目，并不主要依靠充足的资本和技术准备，而是更多地依靠所谓的&ldquo 人脉关系&rdquo 。所有这些，都归因于缺乏科学的市场运行机制。 　　他认为，加快制定地方环保标准是开展精细化环境管理、解决区域性和流域性环境问题的有效手段，也是引领和支撑环境管理转型、促进政府职能转变的重要措施。 　　&ldquo 通过严格标准，能够压缩过剩产能、淘汰落后产能。&rdquo 熊跃辉说，所谓&ldquo 标准紧一紧，市场进一步&rdquo ，标准新增或修订能催生一个巨大的市场空间。他举例说，此前水泥行业的治理标准紧一紧，水泥治污市场就多出了100亿~200亿元。

近日，中科院合肥物质科学研究院智能所仿生功能材料与传感器件研究中心973首席科学家刘锦淮研究员和中科院“引进海外杰出人才”黄行九研究员的课题组针对重金属离子的选择性电化学检测，创新性地提出了“选择性吸附产生选择性的电化学响应”的检测策略。 　　重金属离子污染一直是环境安全所面临的重大问题之一。其中，如何发展快速、高选择性地检测重金属离子方法成为了控制和处理重金属离子污染的关键环节。电化学检测方法以其响应速度快、灵敏度高等特点，成为最具应用前景的检测方法之一。目前通常是采用生物分子电极或通过层层化学自组装修饰电极等方法来提高电化学检测的灵敏度和选择性，但这些方法通常存在对环境要求苛刻、稳定性差以及操作复杂等问题。 　　智能所课题组研究人员合成了对汞离子具有选择性吸附的聚吡咯/还原石墨烯氧化物纳米材料，经过一系列试验，发现该纳米材料对汞离子具有选择性响应，其电化学响应规律与吸附过程具有高度一致的关联性，很好地诠释了“选择性吸附产生选择性的电化学响应”的电化学检测机理。本研究为设计和构筑基于纳米结构材料的高选择性电化学传感器提出了新的思路，尤其对揭示其中纳米结构材料的作用具有重要的指导意义。 　　相关研究论文已发表在英国皇家化学学会学术期刊《化学通讯》(Chem. Commun.)上，并受邀作期刊封底报道。审稿专家认为：“此工作提出了水中有毒金属离子检测的新方法，首次将纳米材料的吸附性能和电化学响应相关联起来，为有毒金属离子的选择性电化学检测开辟一种新的途径。这种方法非常可靠。” 　　以上研究工作得到了国家重点基础研究发展计划(973项目)“应用纳米技术去除饮用水中微污染物的基础研究”和中科院“引进海外杰出人才”百人计划项目等的支持。 　　检测示意图 　　《化学通讯》封底报道插图

网上研讨会: STAT3 信号通路选择性抑制剂的识别周三, 4月25日 | 11 am 北京时间 12am 东京时间 本次网上研讨会，着重介绍了如何用ImageXpress Ultra 共聚焦高内涵系统，从 97000种化合物中筛选具有头颈部鳞状癌细胞STAT3信号通路选择性抑制功能化合物活动的开发，验证和实施过程。 主讲人： Paul A. Johnston, Ph.D., Research Associate Professor, Department of Pharmaceutical Sciences, School of Pharmacy, Drug Discovery Institute, University of Pittsburgh School of Medicine.概述 信号转导和转录激活因子(STATs) 是通过介导生长因子和细胞因子的调节作用而调控目的基因在细胞增殖，分化，炎症，迁移和细胞凋亡时表达程度的转录因子。因此，STAT3信号通路的选择性抑制剂是在抗癌症药物开发过程中非常有价值的。在此，将介绍一个用ImageXpress Ultra 共聚焦高内涵系统，从97000种化合物中筛选具有头颈部鳞状癌细胞STAT3信号通路选择性抑制功能化合物活动的开发和实施过程。 点击这里注册并免费参加在线讲座 如需任何帮助，请联系Grischa.Chandy@MolDev.com了解更多的 ImageXpress Ultra 共聚焦高内涵系统的信息和进展，请访问我们的网站。 Molecular Devices, LLC. 1311 Orleans Dr., Sunnyvale,CA 94089 | 1 800 635 5557 |www.moleculardevices.com Global Sales & Support Offices: N America: 1 800 635 5577, Brazil: +55 11 3616 6607 UK: +44 118 944 8000 Germany: +49 89/96 05 88 0 China: +86 10 6410 8669 (Beijing), +86 21 3372 1088 (Shanghai) Japan: +81 6 6399 8211 (Osaka), +81 3 5282 5261 (Tokyo) S Korea: +82 2 3471 9531

p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体,SimSun " 离子源是质谱仪的关键核心部件，其技术及产品的发展不断推动着质谱仪器的进步和应用领域的拓展,如电喷雾离子源(ESI)、基质辅助激光解吸电离源(MALDI)的发明加速了各学科研究领域的革命。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体,SimSun " 常压敞开式离子源是近年来新兴的一种离子源，这类离子源具有无需复杂的样品前处理、操作方便、快速、实时原位、非破坏性等特点。2004年，Cooks等报道了电喷雾解吸离子化(DESI)技术，且首次提出商业化常压敞开式离子源质谱技术的概念，为大气压下直接采样的常压离子化技术的发展起到了重要的推动作用。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体,SimSun " 近日，中国检验检疫科学研究院科研团队在敞开式质谱离子源的研制方面又取得新进展！（点击链接了解更多： a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200709/553444.shtml" target=" _blank" span style=" font-family: 宋体, SimSun color: rgb(192, 0, 0) " strong 张峰团队成功研发出新型敞开式质谱离子源 /strong /span /a ）。 /span span style=" font-family: 宋体, SimSun text-indent: 2em " 科研人员研制出一种新型敞开式质谱离子源。该离子源与常用的液相色谱串联质谱技术相比，检测时间由几十分钟可缩短至不到1分钟，检测灵敏度可达到ppb甚至sub-ppb级，而离子源成本由几十万元降至几千元。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun text-indent: 2em " 仪器信息网编辑在了解到该研究进展后，第一时间联系到中国检验检疫科学研究院副院长张峰老师，请他详细介绍了该项目进展及其研制技术的发展现状与展望。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体,SimSun " 据项目团队首席专家、中国检验检疫科学研究院副院长张峰介绍，科研团队是将传统的固体基板电喷雾离子源中的惰性基板改进为导电基板，引入分子印迹修饰技术，首次合成分子印迹聚合材料涂布的不锈钢片（MIPCS）。相较于传统固体基板电喷雾离子源，所研制的MIPCS既结合了分子印迹材料可选择性提取及富集目标物的特性，又结合了导电基板空白质谱噪音低的优势，实现选择性富集目标物并提高检测灵敏度。该技术不但可以应用于食品安全检测，还可应用于药品、化妆品、环境等复杂基质的检测中。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体,SimSun " 由于无需繁琐复杂的样品前处理就可以将复杂基质中的目标物质离子化，因此敞开式质谱离子源有其独特优势。张峰说，其团队在该方面的研发主要围绕着“高选择性”进行，通过将高选择性富集材料涂布在导电基板离子源表面，从而提高对样品的选择性富集能力，提高检测灵敏度。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体,SimSun " 未来，该团队还将通过应用分子印迹技术、纳米材料技术、MOF/COF富集技术、免疫技术等研发一整套高选择性离子源，系统解决果蔬、牛奶、肉等食品中农兽药残留、生物毒素等有毒有害物质的检测，从而实现复杂食品中痕量目标物的快速灵敏检测。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体,SimSun " & nbsp /span /p p br/ /p

目前，我国深紫外光电探测技术由于受传统器件结构等限制，仍存在易受环境影响、光电性能较差、器件响应速度和信号利用率难以兼顾等问题。　　近日，合肥工业大学电子科学与应用物理学院科研团队，成功研发出新型深紫外光电探测器，开创性地将透光性好、电子迁移率高且电阻率低的电子材料石墨烯和高质量β -氧化镓单晶片引入深紫外光电探测器中，并提出一种全新的器件MSM结构，实现了对半导体与金属电极接触性能的大幅提升。器件光谱响应分析结果表明，该器件具有优异的光谱选择性，在深紫外光区域响应非常明显。器件性能分析结果则显示，该器件能够在深紫外光区域的光电转化效率及探测率大幅度提升。该深紫外光电探测技术将在刑侦检测、电网安全监测、森林火灾告警等领域应用前景广阔。

p 　　1月8日上午，2018年度国家科技奖励大会在人民大会堂隆重举行。中国科学院生态环境研究中心刘景富研究员主持的“纳米材料的选择性吸附环境污染物机理及水相分离功能调控”项目荣获国家自然科学二等奖。项目的主要完成人有中国科学院生态环境研究中心刘景富研究员、蔡亚岐研究员、刘倩研究员、赵宗山研究员、江桂斌院士。 /p p 　　该项目属于环境科学与技术领域。水环境中的持久性有毒污染物严重危害生态环境与人体健康，高效分离富集和去除这些微量污染物的方法是研究其环境行为与效应并发展污染防治技术的重要基础，也是我国环境与人体健康保护的重大需求。纳米材料在水中污染物的高效吸附去除等方面具有巨大的潜力，选择性吸附目标污染物和水相分离功能是决定纳米材料吸附去除水中污染物性能的关键因子。该项目以纳米材料的选择性吸附污染物原理和水相分离功能调控等前沿科学问题为核心，系统研究了纳米材料吸附污染物的分子作用机制与调控以及纳米材料的水相分离富集和回收等关键难题，取得了以下重要发现： /p p 　　1.揭示了纳米材料对不同类型污染物的选择性吸附原理。构建了具有不同表面电荷、络合能力和疏水性等表面特性的纳米吸附剂，发现这些吸附剂的表面结构和官能团性质决定了其对不同金属离子和不同类型有机污染物的吸附性能，揭示了纳米材料对污染物的选择性吸附作用机制，为设计制备选择性吸附目标污染物的纳米材料提供了理论依据。 /p p 　　2.阐明了磁性纳米材料的水相分离性能及选择性吸附功能的调控机制，构建了兼具选择性吸附和水相分离功能的系列磁性纳米材料。发现Fe3O4纳米材料可在重复使用中保持优异的选择性吸附和磁性分离功能 通过改性或表面修饰增加磁性纳米材料选择性吸附目标物的表面官能团，可显著提高其选择性吸附目标污染物的能力，消除水环境中大量共存物质的干扰。构建了选择性吸附去除砷、氟、全氟化合物、烷基酚类内分泌干扰物等典型污染物的系列磁性纳米材料，突破了纳米材料高效选择性吸附水环境中微量污染物和水相分离的难题。 /p p 　　3.发现了基于浊点萃取调控纳米材料水相分离功能的新原理，创建了基于该原理分离回收纳米材料的新方法。发现了利用浊点萃取调控纳米材料水相分离功能的新途径，并揭示了其通过形成非离子表面活性剂-纳米材料胶团复合结构而实现水相分离的作用原理。基于该原理创建的萃取痕量纳米材料的新方法，可富集不同粒径、化学组成和表面修饰的纳米材料并保持其原有形貌和尺寸特征，为纳米材料的分离回收及环境行为与效应研究提供了关键技术。 /p p 　　研究成果发表在 Environ. Sci. Technol. 等本领域著名 SCI 期刊，得到国际同行广泛引用，丰富了纳米材料功能化修饰和水相分离调控理论，在国际上引领了磁性纳米材料选择性吸附污染物及纳米材料浊点萃取分离等研究方向，创建的纳米材料浊点萃取分离富集方法在国内外得到广泛应用并取得重要学术成果，推动了环境科学与技术等基础学科的发展。8篇代表性论文被 SCI 他引1552次，其中4篇的单篇 SCI 他引超过200次(单篇最高 SCI 他引428次)，6篇入选 ESI 高被引论文，1篇获 J. Chromatogr. A 高引用论文奖。项目获授权发明专利3件。项目完成人获得全国百篇优秀博士学位论文(3人)、国家杰出青年科学基金(2人)、国家优秀青年科学基金(1人)，受聘 Environ. Sci. Technol. ， Nanolmpact 等4个 SCI 期刊主编和副主编，入选 Elsevier 高引用论文作者榜单(2人)。 /p

近日，中国科大生命科学学院、合肥微尺度物质科学国家实验室田长麟教授和清华大学刘磊教授合作，基于蛋白质化学全合成方法制备了不同类型的双泛素蛋白，在特定位点引入光活化交联基团，并成功鉴定高选择性双泛素结合蛋白。相关研究成果以“Chemical synthesis of diubiquitin-based photoaffinity probes for selectively profiling ubiquitin-binding proteins”为题发表在《Angewante Chemie Int. Ed.(DOI: 10.1002/anie.201611659)》上，该文章于2017年2月1日在网上公开发布。　　泛素化修饰是蛋白质翻译后修饰中非常复杂的一类体系，目前发现存在8种多泛素连接方式，分别在泛素蛋白的Met1、Lys6、Lys11、Lys27、Lys29、Lys33、Lys48、ys63等不同位点上接入下一个泛素蛋白。这些不同类型的蛋白质多泛素修饰在细胞自噬、蛋白酶体降解、细胞信号传导及DNA损伤修复等生命活动中执行非常多样的功能。但是，目前针对多泛素蛋白的生物法制备较为困难，导致选择性识别并结合多泛素修饰的蛋白质的了解非常贫乏。近年来，中国科大田长麟实验室和清华大学刘磊实验室通过紧密合作，在蛋白质化学全合成尤其是含有特种标记、翻译后修饰的膜蛋白、蛋白质复合物的化学全合成及组装等方面取得了多项重要突破(Angew Chemie2013,52:9558，JACS2014, 126:3695，Angew Chemie2015, 54:14276， JACS2016, 128:3553等)，并于近期发展了蛋白质泛素化修饰的化学合成技术并应用于含泛素化修饰核小体的冷冻电镜(cryo-EM)结构解析(ChemBioChem2017, 18:176)。这些为基于蛋白质化学全合成制备含有光交联基团的不同类型双泛素蛋白制备和高选择性结合蛋白的质谱鉴定提供了重要基础。　　 含有光交联基团的双泛素蛋白化学全合成及不同类型双泛素特异性结合蛋白的质谱鉴定　　近期，中国科大田长麟实验室、严以京实验室和清华大学刘磊实验室密切合作，应用基于蛋白质化学全合成方法制备了Lys48连接、Lys63连接的双泛素蛋白，并在蛋白质化学合成过程中在Ala46位点上引入不同的光交联基团。通过和标准泛素蛋白结合实验，确认了双泛素蛋白合成的有效性，并优化了光交联基团的反应条件。在此基础上，从哺乳动物细胞HEK293裂解液中通过光激活双泛素蛋白，并应用质谱方法鉴定出多个能和Lys48-连接双泛素、Lys63-连接双泛素结合的蛋白质，为后续进一步分析这些双泛素结合蛋白在细胞自噬、DNA损伤修复等生理活动中的功能机制提供了重要的前期基础。相关工作将为分析其他蛋白质相互作用、细胞中配体-受体发现等重要科学问题提供可靠的方法学手段。　　合肥微尺度物质科学国家实验室、化学物理系博士研究生梁军为该研究工作的第一作者。该研究工作得到了科技部、国家自然科学基金的资助。

偏头痛是一种影响极为广泛的神经系统疾病，在全球范围内波及超过10亿人口，造成了巨大的社会经济负担。据统计，欧洲每年因偏头痛造成超过270亿欧元的经济损失，在中国约每11个成人中就有1人遭受偏头痛的困扰。此外，偏头痛还会伴随包括抑郁症、焦虑症、癫痫、肥胖和其它慢性疼痛等一系列病症，给患者及其家庭带来沉重负担。 　　5-羟色胺(5-HT)家族受体是偏头痛、抑郁症、精神分裂症等中枢神经疾病的重要靶点。其中，5-HT1B、5-HT1D和5-HT1F三种亚型与偏头痛的治疗密切相关。多年以来，靶向5-HT1B/1D的激动剂曲普坦类药物被广泛用于偏头痛的治疗。然而，该类药物的血管收缩特性给患有冠心病、脑血管疾病或高血压病史的患者带来了一定的治疗风险。2019年，美国FDA批准了一种高选择性靶向5-HT1F的新型急性偏头痛治疗药物——拉米替坦(Lasmiditan)。拉米替坦能有效地避免曲普坦类药物在心血管方面的副作用，然而其选择性靶向5-HT1F受体的机理尚不明确。5-HT1F作为极具前景的抗偏头痛靶点，对其结构、功能以及选择性药物的作用机制的研究具有重要意义。 　　近日，中国科学院上海药物研究所徐华强课题组利用冷冻电镜技术，首次解析了5-HT1F受体结合G蛋白以及抗偏头痛药物拉米替坦的复合物结构，揭示了拉米替坦选择性结合5-HT1F受体的结构基础。 　　冷冻电镜技术，也叫冷冻电子显微镜技术，是在低温下使用透射电子显微镜观察样品的显微技术，即把样品冻起来并保持低温放进显微镜里面，用高度相干的电子作为光源从上面照下来，透过样品和附近的冰层，受到散射。研究人员再利用探测器和透镜系统把散射信号成像记录下来，最后进行信号处理，得到样品的结构。 　　冷冻电镜技术作为一种重要的结构生物学研究方法，它与X射线晶体学、核磁共振一起构成了高分辨率结构生物学研究的基础。这项技术获得了2017年的诺贝尔化学奖。获奖理由是“开发出冷冻电子显微镜技术(也称为低温电子显微镜技术)用于确定溶液中的生物分子的高分辨率结构”，简化了生物细胞的成像过程，提高了成像质量。 　　徐华强课题组的成果以“Structural basis for recognition of anti-migraine drug lasmiditan by the serotonin receptor 5-HT1F–G protein complex”为题，于2021年7月8日在《细胞研究》(Cell Research)上在线发表。 5-HT1F属于5-HT1亚家族成员，但在同源性和配体激活效应上与该亚家族的其它亚型差别相对较大，这也使得5-HT1F成为具有潜力的选择性抗偏头痛靶点。研究团队经过纯化、冷冻制样和数据处理等条件摸索，突破了5-HT1F受体-G蛋白复合物表达量低、复合物组装不稳定的技术瓶颈，最终获得高质量的复合物结构。5-HT1F受体的胞外区附近结构相对其他5-HT亚型受体具有显著的构象变化，这也是药物拉米替坦能够高选择性结合5-HT1F受体的结构基础。a-b. 5-HT1F-Gi-拉米替坦复合物的电镜密度图(a)和原子模型(b)； c. 拉米替坦的结合口袋示意图； d. 拉米替坦与5-HT1F受体的相互作用模式图； e. G蛋白招募实验显示拉米替坦对5-HT1F受体具有高度选择性。 徐华强课题组长期致力于在5-羟色胺家族受体的结构与功能研究，并取得了一系列系统性的重要成果。该研究团队于2013年在Science上发表首个5-HT1B受体的晶体结构1；于2018年在Cell Discovery上发表了首个拮抗状态的5-HT1B受体结构2；于2021年3月在Nature上发表3个不同亚型的5-HT受体与G蛋白复合物的冷冻电镜结构，并首次揭示了5-HT受体的脂质调控、组成型激活以及与抗精神分裂症、抗抑郁药物阿立哌唑的作用机制3。该团队在5-HT1F受体和抗偏头痛药物的作用机制上取得的成果，进一步实现了5-HT受体系统研究领域的重要突破。 　　上海药物所和上海科技大学联合培养博士生黄思婕、上海药物所博士生徐沛雨和研究助理谭阳霞为文章的共同第一作者；上海药物所徐华强研究员和蒋轶研究员为文章的共同通讯作者。该研究获得了国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项、上海市市级科技重大专项、国家自然科学基金和国家科技重大专项的资助。

1. 文章信息标题：Enhanced photocatalytic NO removal with the superior selectivity for NO2−/NO3− species of Bi12GeO20-based composites via a ball-milling treatment: Synergetic effect of surface oxygen vacancies and n-p heterojunctions页码：Composites Part B: Engineering, 2022: 109600.2. 文章链接专用链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S13598368210096653．期刊信息期刊名：Composites Part B: EngineeringISSN：1359-8368影响因子：11.322分区信息：中科院一区Top JCR分区（Q1）涉及研究方向：工程技术: 多学科；材料科学，复合物4. 作者信息：上海理工大学常飞（第一作者，第一通讯作者），胡学锋（第二通讯作者），刘登国（第三通讯作者），孔源（第四通讯作者）5. 光源型号：北京中教金源（CEL-LAX500, Aulight, Beijing）（500 W氙灯）文章简介：氮氧化物（NOx，主要指NO和NO2）是造成酸雨、臭氧形成、光化学烟雾和全球变暖等环境问题的主要原因之一。此外，氮氧化物能够对人类健康产生各种有害的影响，长期接触低浓度氮氧化物会引起慢性咽喉炎、慢性支气管炎等，也会引发不同程度的神经衰弱综合症及牙齿酸蚀症。由于2019年臭氧浓度明显增加，氮氧化物减排已列入中国“十四五”规划。在汽车动力装置和带有燃烧单元工业装置产生的NOx中，NO是一种占比很大的重要成分，应该通过适当的处理过程来有效消除。由于在温和条件下，半导体光催化技术可以通过吸收具有适当能量的入射光，以空气中的分子氧作为氧化剂来完成各种污染物的去除，特别适合低浓度（ppb）水平NOx的有效去除。在此过程中，NO的氧化易导致具有更强毒性NO2的累积，因此需要设计合成具有良好NO去除和抑制NO2 产生的催化体系。虽然机械球磨法可以满足实验室和工业生产的各种需求，被认为是材料加工中最经济、直接、绿色的技术之一，并经常用于固相之间的物理混合和化学改性，但从未用于球磨制备Bi2S3。而且在球磨过程中，固-固接触界面可以诱导表面氧空位（OVs）的产生。界面光生载流子和活性物种调控和体系的光催化性能密切相关。表面OVs作为吸附和反应活性位点，易于协同异质结构提高载流子的转移和分离效率，有效促进活性物种的生成和体系光催化性能的改善，因此在光催化NO去除领域颇受关注。为提高软铋矿Bi12GeO20的光催化NO去除效率，本文首次以硫粉为硫源，采用绿色环保的机械球磨技术制备了Bi12GeO20基复合材料Bi12GeO20-Bi2S3。经分析表征，证实形成了具有丰富表面OVs的n-p异质结构的复合体系。这些复合材料在可见光下可有效增强ppb浓度水平NO的光催化去除，对生成硝酸根和亚硝酸根离子具有较高的选择性，显著抑制了毒性中间体NO2的产生。其中，最佳的复合样品BGS0.1具有最高的NO去除率和最强的硝酸根和亚硝酸根选择性（96%），这主要与增强的可见光吸收、优异的微观结构和匹配的能带结构密切相关。密度泛函理论计算表明表面OVs对异质复合体系的能带结构和反应路径具有明显影响：表面OVs能促进NO的吸附，表面OVs与异质结构一起能促进后续的氧化去除过程。基于实验和分析结果，初步推测这些具有良好结构稳定性和可重复利用性的n-p异质结构为Z-Scheme复合体系。本研究为机械球磨构建具有丰富表面氧空位的异质结构复合体系进行了有益尝试，也为软铋矿Bi12GeO20的改性及在可见光光催化去除NO方面的研究提供了新的思路。 图 1所制备样品的NO浓度变化 (a)，NOx 浓度变化 (b)，NO2产生 (c)及NO2-/NO3-的选择性(d) 图 2 BGO (a)，BGS0.1 (b)吸附过程和BGO (c)，BGS0.1 (d)光催化NO去除过程的原位DRIFTS图 图 3 BGS0.1(N) (a)和BGS0.1 (b)的变化密度分布，BGO, BGS0.1(N), 和BGS0.1 的吸附和反应活化能的DFT计算变化 (c) 图 4 BGS复合体系光催化去除NO的机理图

近日，大连化物所理论催化创新特区研究组（05T8组）肖建平研究员团队与电子科技大学夏川教授团队、中国科学技术大学曾杰教授团队合作在二氧化碳（CO2）转化研究中取得新进展，研发出铅单原子合金化的铜基催化剂（Pb1Cu），实现了CO2高活性、高选择性还原制备甲酸盐，并探究了该过程的理论机理。利用可再生能源进行CO2电还原是实现“双碳”目标的重要手段之一。甲酸是一种能量载体，也可作为燃料电池的液体燃料，通过CO2电还原制备甲酸是其资源化利用的重要研究方向。研究中，夏川团队和曾杰团队通过制备铅单原子合金化的铜基催化剂Pb1Cu，在实现CO2高效电还原制备甲酸盐的同时，保证了该铜基催化剂的高选择性和稳定性。肖建平团队进一步确定了Pb1Cu的催化机理及活性位点，揭示了Pb1Cu的高催化活性和高选择性的根本原因。肖建平团队建立了“双通道”二维反应相图，用于模拟CO2还原在不同催化剂表面的活性趋势变化。研究发现，不同于传统单一催化反应通道所建立的活性趋势，CO2电还原制备甲酸盐过程中存在羧酸根（COOH*）机理和甲酸根（HCOO*）机理，形成催化反应的“双通道”。因此，CO2电还原制备甲酸盐过程的活性趋势体现了双活性顶点的性质。通过反应相图活性趋势的研究，肖建平团队证明，CO2电还原制备甲酸盐反应中，Pb1Cu催化剂主要符合HCOO*机理，这说明更优的HCOO*吸附能是Pb1Cu催化剂表现出高CO2电还原活性的原因。此外，铜位点也被验证是Pb1Cu催化CO2电还原制备甲酸盐的活性位点。该研究为设计高活性和特定选择性电催化材料提供了新思路。相关研究以“Copper-catalysed Exclusive CO2 to Pure Formic Acid Conversion via Single-atom Alloying”为题，于近日发表在《自然-纳米技术》（Nature Nanotechnology）上。该工作的第一作者是中科大博士后郑婷婷，中科大博士研究生刘春晓，我所05T8组助理研究员郭辰曦。上述工作得到中科院洁净能源创新研究院合作基金、国家自然基金委、中科院B类先导专项“功能纳米系统的精准构筑原理与测量”等项目的支持。文章链接：https://doi.org/10.1038/s41565-021-00974-5

北京精微高博科学技术有限公司与北京化工大学通过艰苦努力，已经成功研发出当今国内外最新技术JW-SEL200型选择性气体吸附仪，与2016年4月正式上市，它是目前国内外应用了最多新技术，新理念的全新仪器，相信一定会引领此类产品的潮流和方向。　　（JW-SEL200型特种气体选择吸附仪）　　当前，市场上所有的吸附仪均只能测量多孔材料对纯组分气体的吸附等温线，而无法测量混合气体的选择性吸附性能。实际上，我们接触到的都是气体的混合物例如大气，工业尾气等，它们都不是纯组分气体，而是多种气体的混合物，如图1 所示。　　图1 工业尾气常常是包含CO2/N2，CO2/Nox等的混合气体　　研究发现，单纯通过纯组分气体的吸附量来判断纳微多孔材料的环保性能是不够的，因为多孔材料对混合气体中的不同组分常常产生选择性吸附，即喜好吸附某一种气体，而不喜欢吸附另外一种气体，表明该多孔材料对某种气体具有特殊的优先吸附，只有在得到选择性吸附特性之后，才可能对吸附剂在净化环境方面的作用有一个更准确可靠的判断。如何得到气体的选择性吸附特性参数，国内外尚无确定的方法。为此，北京化工大学曹达鹏教授根据分子模拟的方法，成功的解决了这一问题，提出了DIH理论模型，并得到了学术界的认可。北京精微高博通过和北京化工大学合作，创制了首台JW-SEL200“选择性气体吸附仪”，成功引进了DIH理论模型，实现了纳微多孔材料对混合气体选择性的预测。一旦测量了混合气中两个纯组分的吸附等温线及其吸附热，就能一键式获得不同组成的混合气体的选择性吸附特性，为材料科学家、化学家、环境及化工科学家提供了快捷方便的工具，为气体环境净化领域提供了非常有意义的测试分析方法。

安捷伦科技新增C3和二苯基固定相的亚2µ m蛋白质分析生物色谱柱以提供更多选择性和更好峰形 2012 年 2 月 6 日，安捷伦科技公司（纽约证交所:A）宣布了其用于反相液相色谱仪的孔径 300 Å 、亚 2 µ m 填料色谱柱系列迎来了新成员：超高压快速高分离度 ZORBAX 300SB-C3 和 300-二苯基 1.8 µ m 色谱柱。 这两种色谱柱的加入实现了超高效液相色谱（UHPLC）的反相生物分子分离。C3固定相能够为大分子蛋白质分离（包括抗体在内）提供更多选择性和更好的峰形，回收率也更高而 二苯基固定相通过一级结构中的芳香族氨基酸的pi-pi 相互作用带来更多选择性。 安捷伦产品经理 Linda Lloyd 说道：“安捷伦现有的亚 2 µ m 宽孔径生物色谱柱能够全面满足反相液相色谱系统的需求新型 1.8 µ m 色谱柱进一步扩展了 ZORBAX C18、C8 和 C3 固定相系列，这三种固定相已有 3.5 和 5 µ m 两种规格的填料。我们非常高兴能够为 UHPLC 用户带来更准确的鉴定和更快的分析速度。” 该款粒径 1.8 µ m，孔径 300Å 的色谱柱将 UHPLC 特有的效率、分离度和强大的定量功能在反相液相色谱蛋白质分离上发挥到极致。此外，该色谱柱在高达 1200 bar 的压力下同样稳定安捷伦的 C18、C8 和 C3 色谱柱采用成熟的 StableBond 技术，加上封端的联苯和 Pursuit 色谱柱的化学性质，当采用三氟乙酸或甲酸流动相改性剂时能够得到对称峰形，即使在低 pH 条件下亦是如此。丝毫无损色谱柱寿命。 目前，全套 ZORBAX 超高压快速高分离度色谱柱系列包括用于小分子应用的 13 种固定相（包括 HILIC）以及用于大分子分离的四种固定相。如此广的选择范围使得色谱分析人员能够选择最适合的色谱柱来优化 UHPLC 分离。此外，RRHD 高达 1200 bar 的稳定性也提供了更灵活的流速和流动相选择。 要了解更多信息，请访问：www.agilent.com/chem/biohplcproteins。 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司（纽约证交所：A) 是全球领先的测量公司，同时也是通信、电子、生命科学和化学分析领域的技术领导者公司的 18,700 名员工为 100 多个国家的客户提供服务在 2011 财政年度，安捷伦的业务净收入为 66 亿美元。要了解安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com.cn。 编者注：更多有关安捷伦科技公司的技术、企业社会责任和行政新闻，请访问安捷伦新闻网站：www.agilent.com.cn/go/news。

【科学背景】[6 + 4]环加成反应是一种潜在的强大合成工具，因其能够构建复杂的10元环结构而成为了研究热点。然而，该反应在反应性和选择性控制方面存在巨大的挑战，尤其是在与简单的碳氢化合物底物兼容的情况下，往往导致副产物的生成或产物的对映选择性较低。有鉴于此，德国马普研究所Benjamin List（2021年诺贝尔化学奖得主）等科学家致力于开发一种新型催化剂，以解决这些问题。他们尝试使用高度酸性且受限的咪唑二磷酰亚胺（IDPi）催化剂，然而在均相条件下并未取得成功，反应性和选择性均未达到预期效果。尽管如此，研究团队意外发现，这些催化剂能够自发形成一种双螺旋形的非共价有机框架（NCOF），并作为异质催化剂在[6 + 4]环加成反应中表现出卓越的立体选择性。这一发现不仅解决了原有的催化挑战，也为合成具有高度立体选择性的10元环提供了新的途径。【科学亮点】1. 实验首次发现，咪唑二磷酰亚胺（IDPi）类催化剂在均相条件下无法催化简单二烯与环庚三烯酮的[6 + 4]环加成反应。尽管这些催化剂在[4 + 2]环加成反应中表现出色，但在[6 + 4]环加成反应中的表现却未能如预期。2. 实验通过发现，这些催化剂在反应过程中自发沉淀，形成一种不溶性的双螺旋非共价有机框架（NCOF）。该NCOF框架展现出独特的反应性和高立体选择性，能够高效地催化简单二烯与环庚三烯酮的[6 + 4]环加成反应。【科学图文】图1： 背景与进展。图2：非均相催化剂活性及表征。图3：催化不对称[6+4]环加成的底物范围。图4: 机理分析。【科学结论】本文通过对不对称[6 + 4]环加成反应的深入研究，揭示了高酸性和受限空间的催化剂在化学合成中的潜在优势。传统的[4 + 2]环加成反应已被广泛应用，但控制[6 + 4]环加成的反应性和选择性依然面临巨大挑战。研究表明，尽管高酸性咪唑二磷酰亚胺催化剂在均相条件下未能有效催化该反应，但其在形成双螺旋非共价有机框架后，展现出卓越的立体选择性和反应活性。这一发现不仅为难以获得的10元环化合物提供了新的合成路径，也突显了非共价自组装结构在催化领域的潜力。未来，通过进一步优化和探索此类催化剂的特性，有望在更广泛的复杂分子合成中实现高效、选择性的化学转化，为材料科学和药物开发等领域带来新的机遇。参考文献：Tianyu Zheng et al. ,A solid noncovalent organic double-helix framework catalyzes asymmetric [6 + 4] cycloaddition.Science385,765-770(2024).DOI:10.1126/science.adp1127

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近日，中科院理化技术研究所超分子光化学研究组首次发展了一类在活体细胞中选择性检测谷胱甘肽(GSH)的反应型荧光传感器。相关研究结果日前发表于《美国化学会志》。 　　自由基损伤是组织损伤的重要分子机制之一，许多疾病，如心脏病、阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和肿瘤等的损伤机制中都有自由基的参与。 　　“含巯基的生物小分子，如半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)、GSH，会通过清除生物体系内过多的自由基来维持氧化还原平衡。”该研究组副研究员陈玉哲说。 　　据介绍，作为细胞内含量最多的含巯基生物小分子，GSH不仅参与了细胞抗氧化反应、维持机体的氧化还原平衡，还参与了调节细胞增生、机体免疫应答以及在神经系统中充当神经调质和神经递质的作用。 　　然而，含巯基的生物小分子结构和反应活性的相似性，往往使得一般检测GSH的荧光探针对Cys和Hcy产生相同或相似的响应。因此，发展高选择性检测GSH的荧光传感器仍然存在巨大挑战。 　　在文章中，研究组报道了一类基于单氯代BODIPY类衍生物的比率式荧光化学传感器。不同于传统的荧光检测机理，研究组利用了全新的“两步反应”，将GSH与Cys和Hcy区分开来。 　　“常规的检测，主要是通过巯基和传感器之间发生反应来实现，因而对GSH、Cys和Hcy会产生相似的响应 而我们利用新颖的两步反应机制，Cys和Hcy通过巯基和氨基的协同反应最终生成氨基取代的产物，而GSH生成巯基取代的产物，使其在光谱上产生明显的变化，与Cys和Hcy区分开来。”陈玉哲阐述。 　　业内专家认为，该成果将为研究肿瘤、心脏病、衰老等疾病的影响及诊疗手段提供新的方法。 　　据了解，相关研究工作得到了国家自然科学基金委优秀青年科学基金、科技部“973”计划以及中科院“百人计划”的资助

人肾上腺素受体是G蛋白偶联受体，是重要的药物靶标。目前已知肾上腺素受体有三类（α1, α2和β）九种亚型（α1A, α1B, α1D, α2A, α2B, α2C, β1, β2和β3）。2007年，β2肾上腺素受体的非激活这是第一个人源G蛋白偶联受体的晶体结构，是G蛋白偶联受体结构解析的重大突破。2011年，β2肾上腺素受体和G蛋白的复合物结构获得解析，该工作获得了2012年诺贝尔化学奖。这些结构的解析极大地推动了人们对G蛋白偶联受体（特别是β肾上腺素受体）机理的理解。然而，三类肾上腺素受体偶联的G蛋白不同：α1, α2和β类分别偶联Gq、Gi和Gs。通过序列比对，也可以发现三类受体的配体结合口袋也有明显区别。对肾上腺素受体下游信号选择的多样性以及配体的亚型选择性的理解，一直受制于缺乏α类受体的三维精细结构。2019年12月3日，上海科技大学赵素文和钟桂生课题组在Cell Reports上共同发表两篇论文，报道了两个α类受体的三个晶体结构，阐释了肾上腺素受体多样性和配体特异性的机理。在“Structural Basis of the Diversity of Adrenergic Receptors”一文中，作者通过解析α2A受体与部分激动剂和抑制剂的复合物结构，辅助细胞信号实验和计算生物学，分析阐明了在肾上腺素受体家族中序列多样性是如何导致功能多样性的。α2A受体的两个结构整体非常相似，而配体结合口袋的多个残基（包括在肾上腺素受体中不保守的F4127.39）则发生了剧烈的构象变化。通过观察结构和突变实验，研究人员解释了影响配体选择性的重要氨基酸F4127.39的功能：F4127.39是配体结构口袋的“盖子”，它与口袋中的另外三个芳香氨基酸一起形成了一个芳香笼来结合配体中的正电基团，使配体结合时空间和能量效应俱佳。突变F4127.39会使α2A受体的完全激动剂和部分激动剂均丧失效力。α2A受体具有双重药理学效应：激动剂浓度较低时，α2A受体主要和Gi偶联；激动剂浓度较高时，与GS的偶联占据更主导的地位。相应地，在临床中，α2A受体部分激动剂的效果比完全激动剂要好，如用于降压的可乐定(Clonidine)和用于ICU镇静（在我国也广泛用于手术麻醉）的右美托咪定(Dexmedetomidine)都是α2A受体的部分激动剂。为了更好地理解α2A受体的部分激活性(partialagonism)，研究人员对多个已知的α2A受体完全激动剂和部分激动剂进行了分子对接，他们发现可以用配体与Y3946.55形成氢键与否，来区分α2A受体的部分激动剂和完全激动剂。作者还发现了三个氨基酸（Y3946.55，I13934.51和K14434.56，第一个位于配体结合口袋，后两个位于G蛋白结合口袋）对α2A受体的G蛋白选择性具有重要作用。精心设计的三个突变体Y3946.55N，I13934.51A和K14434.56A，在细胞信号实验中对部分激动剂的刺激均表现出Gi通路的偏好性，而Gs通路的活性遭到削弱甚至完全被抑制。图1：α2A受体中对配体结合（紫色）和G蛋白通路偏好性（红色）起关键作用的残基而在“Molecular mechanism for ligand recognition and subtype selectivity of α2C adrenergic receptor”文章中，作者展示了α2C受体的三维结构，并通过分子对接、功能实验等手段揭示了α2亚型受体的结构特异性，为相关药物研发提供了分子基础。通过将α2C受体与α2A受体的结构进行对比和巧妙的嵌合体设计，作者发现α2C与α2A的结构主要差异存在于胞外域。在α2C受体口袋边沿，D206ECL2-R409ECL3-Y4056.58形成氢键-盐桥互作网络，特异地影响了α2C受体选择性拮抗剂JP1302和OPC-28326的作用。而在α2A受体口袋上方，由Y98ECL1、R187ECL2、E189ECL2和R4057.32形成的互作网络直接遮盖了部分入口，使得JP1302和OPC-28326这些较大的分子可能被阻挡在外。细胞信号实验结果也显示，破坏Y98ECL1-R187ECL2-E189ECL2-R4057.32互作网络并添加D206ECL2-R409ECL3-Y4056.58相互作用得到的α2A嵌合体对JP1302和OPC-28326有着很好响应。图2：α2CAR-RS79948复合物的结构和决定α2肾上腺素受体亚型选择性的胞外域这两篇文章很好地阐述了肾上腺素受体的多样性和α2受体的配体选择性，为基于精细三维结构的下一代α2受体药物开发奠定了基础。在这两篇论文中，均使用珀金埃尔默的EnVision微孔板检测仪对GPCR的cAMP实验进行定量测定。同时，在α2受体的配体结合实验中，珀金埃尔默提供了从放射性受体拮抗剂、耗材(UniFilter GF/B)到放射性微孔板检测仪MicroBeta的整体解决方案。珀金埃尔默为中国科学家药物研发加油助力。扫描下方二维码，或点击文末“阅读原文”，即可查看论文原文。

肿瘤的发生是一个复杂的适应过程，涉及许多细胞功能的改变，包括细胞分化状态、端粒维持、细胞增殖控制、对营养状态改变的适应、血管生成能力的进化、细胞死亡的避免以及对蛋白质毒性和基因组胁迫的适应等等，这些改变被称为肿瘤的生长生存适应（Growth and survival adaptation，GSA）。在肿瘤发生过程中，肿瘤会通过破坏参与抗原处理和呈递的基因或上调抑制性免疫检查点基因来逃避免疫系统。目前已经通过多种方式鉴定发现了肿瘤中的驱动基因，但是这些肿瘤驱动基因是如何发挥作用的还不得而知。为了揭开这一问题的答案，美国霍华德休斯研究所Stephen J. Elledge研究组在Science发文，题为The adaptive immune system is a major driver of selection for tumor suppressor gene inactivation，揭开了肿瘤中肿瘤抑制因子的选择性失活所依赖的主要驱动因素是适应性免疫系统这一机制。肿瘤驱动基因的鉴定主要包括两种方式，其一是通过遗传和生化的方式分析病毒致癌基因或由病毒插入激活的基因【1,2】，其二是通过鉴定家族性癌症综合征以及其他零星发生的癌症鉴定反复出现的突变【3,4】，更为现代的技术对这些基因的分析会通过转座子、RNA干扰、CRISPR基因编辑技术、cDNA过表达以及高通量测序等检定这些基因潜在的肿瘤发生驱动能力。一直以来，肿瘤的生长生存适应基因的系统功能分析一直是癌症研究的焦点，但是目前的一些遗传筛选主要是在体外培养系统之中，这些二维的体外培养系统能够揭示与肿瘤细胞增殖和生存相关的一些基因，但是对于更为复杂的肿瘤微环境中不同细胞类型以及它们之间的相互作用是无法进行揭示的。除了与肿瘤生长和适应相关的基因促使肿瘤的发生和发展之外，肿瘤燎原之火想要进攻机体还需要克服另外一个障碍那就是免疫系统。肿瘤会想办法逃过免疫系统的威胁，造成免疫监视的适应（Immune surveillance adaptation，ISA）。为了对免疫调控基因进行检测，作者们构建了一个CRISPR文库，可以靶向7500个已知或者潜在的药物靶点基因。首先，作者们使用小鼠乳腺肿瘤模型进行文库转染，在选择细胞群体倍增后或者是皮下肿瘤移植到野生型或者是严重联合免疫缺陷型小鼠之中（图1）。通过该筛选，作者们筛到了一些生长调节相关的基因比如Pten，同时也鉴定发现了一些与抗原呈递以及免疫信号通路相关的因子比如B2m、Jak1等。除此之外，作者们还发现了一些熟悉的肿瘤抑制因子在适应性免疫系统存在的情况下出现富集，这引起了作者们的研究兴趣。图1 筛选免疫调控因子的工作流程图为了排除细胞种类特异性的效应，作者们又用相似的方式对结肠肿瘤细胞中进行了鉴定，随后作者们将目标集中在Gna13、Cul3以及Hdac2这三个因子之上，因为在CT26和4T1筛选中这些基因在野生型小鼠中观察到更强的表型以及它们在调节肿瘤细胞对适应性免疫系统的应答中可能存在一些未知的作用。进一步的，为了验证这些基因的作用，作者们对这些基因进行了敲除，这些基因敲除后对于肿瘤的体外增殖生长能力没有显著的影响，但是会在适应性免疫系统存在的情况下出现肿瘤的生长优势（图2），因此Gna13、Hdac2和Cul3会对适应性免疫系统存在的情况下特异性肿瘤抑制，该结果说明肿瘤细胞与免疫系统之间存在一定的相互作用。图2 Gna13基因敲除后只在适应性免疫系统存在的情况下出现肿瘤生长优势为了提高该结果对于药物靶点的指导性，作者们对一些人类肿瘤中已知突变的肿瘤抑制因子进行系统性CRISPR文库筛选。作者们对前500个预测的肿瘤抑制因子每个设计了10个sgRNAs，在三个不同的肿瘤细胞品系中进行转染，然后将肿瘤细胞移植到野生型或者适应免疫缺陷型小鼠中。当肿瘤长到目的大小时，作者们对其中的sgRNA丰度进行分析，筛选到的结果发现比如B2m或者Hdac2等肿瘤抑制因子会以一种适应性免疫系统特异性的方式促进肿瘤的生长。另外，作者们还鉴定发现了一个编码粘多糖降解相关的酶Gusb【5】，在转入Gusb的sgRNAs后只在野生型小鼠中出现阳性选择性生长，说明Gusb在调节肿瘤对适应性免疫系统中起着非常重要的作用。但是这肿瘤抑制因子是如何在适应性免疫系统特异性中的发挥作用的呢？GNA13的突变先前被报道发现发生在散发性癌症中，既可以作为癌基因又可以作为抑癌基因发挥功能，最常发生在淋巴瘤、子宫内膜肿瘤、膀胱肿瘤和肝癌中【6】。在适应性免疫系统存在的情况下，作者们发现GNA13可以作为肿瘤抑制因子发挥作用，但是具体的机制并不清楚。为此，作者们在结肠肿瘤细胞系中的构建了GNA13敲除品系，然后将这些细胞作为皮下肿瘤植入WT小鼠或在体外培养，并使用RNA-seq进行转录组分析。通过该分析，作者们发现GNA13的缺失会导致Ccl2表达的提高，进而导致CCL2分泌的增加。先前的研究表明CCL2是髓系细胞的招募因子。在敲低CCL2的情况下对肿瘤的生长并没有显著的影响，但是得在GNA13敲除的背景下敲低CCL2则会显著地削弱肿瘤的生长。另外，作者们发现过表达CCL2足以促进结肠癌肿瘤细胞的生长。因此，GNA13的肿瘤抑制功能是通过负调控CCL2的表达实现的。总的来说，该工作发现在肿瘤发生过程中，相对于严重联合免疫缺陷小鼠，适应性免疫系统中存在肿瘤抑制基因缺失的显著富集，并且这一机制是以癌症和组织特异性的方式实现的。该工作说明肿瘤中抑制因子的选择性失活所依赖的主要驱动因素是适应性免疫系统，为肿瘤的治疗以及肿瘤学的研究提供了新的见解。原文链接：https://science.org/doi/10.1126/science.abg5784