交换水流研究

德国科威尔公司为满足水处理领域对水流量计大量需求，决定于2013年11月8日对水流量计、冷却水流量计、循环水流量计进行价格促销，欢迎用户抢购：021-54430662. 　　主要促销产品列表如下： 　　1、FV10系列涡街流量计 　　FV10系列涡街流量计主要特点 　　● 一体化液体、气体或蒸气质量流量计 　　● 采用DSP频谱分析技术和自适应滤波技术的全数字化涡街 　　● 独立于信号测量传感器之外的测量振动传感器 ，极优秀的抗震性能 　　● 优秀的低流速性能 超宽量程比17：1 　　● 内置温度的探头设计 　　● 可在线更换的检测压力测量设计 　　● 具有10点非线性修正功能 　　● 可选择HART通讯协议或RS485通讯(MODBUS协议) 　　● 模块化电路设计及丰富的自诊断功能，维修方便 　　● 响应速度快，适应于过程控制和自动调节 　　● 高温型传感器可以测量高达400℃的蒸汽 　　● 输出与电源之间电气隔离，具有优良的抗干扰能力 　　● 供电电源有AC和DC，方便用户选择 　　2、FR70系列涡轮式流量计 　　FR70系列涡轮式流量计主要特点 　　不锈钢材质，插入式安装，测量范围广(0.01&hellip 1000m3/h)，极小的压力损失，良好的重复性及测量精度，机械部分与电子部分安全隔离。适用于多种管径(4mm&hellip 300mm)。 　　3、FV系列进口涡街流量计 　　FV系列进口涡街流量计主要特点 　　●采用DSP频谱分析技术，自动识别液体、气体等介质状态，提高了产品使用的可靠性 　　●先进的全密封探头设计及激光焊接的绝缘技术，杜绝了测量蒸汽时的&ldquo 回潮&rdquo 等现象，确保长期稳定可靠 　　●抗震性能显著优于其他同类产品，能检测出管道的振动参数和干扰信号的强度，从而进行噪声抑制 　　●下限流速低，量程比为17：1 　　●显示：液晶显示，可同时显示累计流量、瞬时流量、频率等 文章来源：德国科威尔 更多水流量计信息 http://www.kewill-auto.cn/?cat=2

冷却循环水机由换热设备、冷却设备、水泵等相关设备组成，采取循环用水运作模式。在水不断回收再利用的过程中，换热设备的水温、水压与水位数值如果调控不佳，容易产生结垢。水垢附着在换热设备表面会降低热交换率，影响效率、浪费电力，严重时设备可能会跳机导致设备停止运转。 　　冷却循环水机的结构组成：　　支架和塔体：外部支撑； 　　填料：为水和空气提供尽可能大的换热面积； 　　冷却水槽：位于冷却塔底部，接收冷却水； 　　收水器：回收空气流带走的水滴； 　　进风口：冷却塔空气入口； 　　百叶窗：平均进气气流，保留塔内水分。 　　冷却循环水机的系统控制与节能：　　系统中冷却塔、冷冻主机、冷却泵及冷冻泵应是一一对应开启的，应采用电动阀控制水流，不得让水流经过已停机部分的管道，而影响处理效率。 　　开机的顺序是：冷却水泵、电动阀、冷却塔、冷冻主机，停机的顺序则相反，且冷冻机停机要提前半小时。30kW以上冷却水泵应采用软启动，多台并联，用变频控制，根据外界环境气候设定调节水泵功率，节能效果更好。冷却塔风机采用双速电机以及酌情适当调整风机叶片角度对于节能降噪有明显效果。 　　根据是否设置水池设置位置，产生了循环水冷却系统的不同形式。循环水泵扬程的计算很主要，只需考虑沿程阻力、流出水头及冷却塔进出水位差即可，一般取25m左右，而与冷却塔位置的高度关系不大。

现代实验室对于精密实验和科研工作提出了更高的要求，而一款功能强大的冷却循环水机成为实验室不可或缺的利器。这种先进设备以其独特的设计和多项强大功能受到了广泛关注，以下是冷却循环水机的几项卓越特点：1. 先进的操作界面： 冷却循环水机采用彩色液晶显示和轻触式按键，为用户提供直观、易懂的操作界面。轻松的设置和监控实验参数使得使用变得非常方便，即便是初学者也能迅速上手。2. 宽敞的浴槽设计： 设备配置了大容量开口浴槽，不仅适应各类实验需求，而且设计合理，方便日常清洗和维护。这样的设计既提高了实验效率，也延长了设备的使用寿命。3. 多层次的报警系统： 为了更好地保障实验的顺利进行，冷却循环水机集成了多种报警接口，包括水位报警、水流报警以及超温报警。及时准确地报警，让用户能够在实验过程中更好地掌握局势，防范异常情况的发生。4. 静音制冷系统： 制冷系统采用进口压缩机和后进风侧出风设计，有效降低噪音水平。这样的设计保证了实验环境的安静，有助于研究人员更加专注于实验工作，提高实验效率。5. 精准的恒温控制： 动态恒温控制系统以及智能PID精确控温技术使得冷却循环水机的温度控制更为精准，温度波动极小，确保实验的准确性和稳定性。6. 强大的循环系统： 配备高性能进口循环泵，循环流量大，压力可调，能够保证长时间连续工作。水流自动检测装置更是提供了额外的安全保障，方便外部循环关闭和堵塞时自动切换到内循环。7. 水质保障： 冷却循环水机采用全不锈钢水路和内置过滤装置，确保水质洁净，为实验提供了可靠的保障。在科研实验领域，冷却循环水机凭借其先进的技术和卓越的性能成为实验室的得力助手，为科学家们提供了高效、便捷的实验条件，推动着实验室工作的不断创新与进步。

在热带鱼养殖场中，尖吻鲈鱼受到越来越多人的欢迎。该鱼类能够在温水环境和含氧量相对较低的环境中存活，但当氧含量降至约3毫克/升以下时，它们的生长速度会减缓，如果氧含量迅速下降，有可能会导致鱼类死亡。本研究的目的是为了更好地了解对于养鱼场的日常操作和环境影响最重要的现场海洋条件。另一个方面是将来自预测模型的模拟水流与实测水流进行对比。围栏里面的氧气含量取决于水流循环和鱼类的本地氧气消耗，以及鱼类食物和排泄物（粪便颗粒）残留物对有机物质的降解。将两个安得拉海洋卫士II（Aanderaa SeaGuardII）多参数系统部署在围栏的外围和内部。在上游部署中，第一个系统放置在系泊中，向上并靠近底部。在下游的部署中，系统颠倒放置，靠近水面（图[1]）。测量的参数是水柱中的水流（1米层）、波浪、氧气、盐度、温度和浊度。此外，在其中一个围栏内还安装了测量氧气、温度和盐度的链系统，测量深度分别为水面以下5米和9米。【1】在位置A、B和C安装和部署的安得拉海洋卫士II（Aanderaa SeaGuardII）DCP。A和B用于评估鱼笼对水流速度的影响。第二个系统放置在一个围栏里面, 位置C（红色），用于监测2个不同深度处的氧气盐度和温度。结果表明：在这一位置，水流由潮汐驱动以0至100cm/s的速度运动，在整个水柱的东南方向有一个相当均匀的主水体运移，在有鱼笼的情况下，围栏下游的位置B水流速度出现了很大程度的减缓。【2】位置A和B中预测水流速度（红色）和实际现场测量的水流速度（蓝色）之间的对比。在此位置，渔场运营团队从模型公众号中接收整个水柱的平均水流速度信息。为便于比较，对所有在1m测量单元处测量的水流速度进行了平均，并与模拟结果进行了对比（图[2]）。渔场上游的模拟和实测速度对比结果较好，但是当水流速度较大时，模型低估了水流的速度。因为没有考虑到渔场，因此，下游的模型完全高估了下游的水流速度。在此位置，整个水柱在一个主方向上运移，建模相对容易。如果某个位置的水流在不同的深度朝着不同的方向流动，那么此位置的建模将会变得比较困难。在两个不同深度处对溶解氧（DO）进行了测量。在两周的部署期间中，溶解氧主要随潮在60%至100%的空气饱和度之间变化。与9米的深度相比，5米深度处的溶解氧含量有较低的趋势，这可能是由于鱼类喜欢在较浅的深度处聚集。8月12日测得的氧气含量最低，在水深5米和水深9米深度处测得的浓度分别为3.88毫克/升和5.64毫克/升。在同一时期，温度读数和盐度读数没有出现任何的异常[图[3]），这意味着溶解氧水平的下降可能是由于鱼笼内外溶解氧交换不良所致。这种较大的差异表明了连续监测相对于点测量的重要性。在这种研究，溶解氧没有下降到临界水平以下，但监测时间较短。【3】安得拉（Aanderaa）链系统在水面下5米深度处和9米深度处监测到的氧气、温度和盐度

德国科威尔污水流量表、空调冷却水流量计产品审计成功了，新款污水流量表产品功能、技术参数得到快速提升，欢迎用户选购：021-54430662，了解新产品详细信息登陆http://www.kewill-auto.cn 　　新型水流量计功能： 　　适用于沥青.润滑油.植物油.柴油.石油.渣油.煤油.机油.汽油.重油.燃料油.导热油.原油.轻油.绝缘油.液压油.等多种油产品。 　　新型水流量计技术参数： 公称通径:（mm） DN10～DN200 被测液体粘度: 2～3000（mPa.s） 防护等级: IP65（特殊订制IP68） 重复性误差: 测量值的± 0.2、± 0.5 精度等级: 0.2，0.5%级 被测介质温度: 常温型： -45～100℃ 高温型： +60℃～200℃ 超高温型：小于220℃以上 额定工作压力:（高压可定制） 铸铁：&le 1.0MPa 不锈钢：&le 1.6MPa 铸钢：&le 2.5MPa（4MPa，6.5MPa可选） 供电电源: AC220V、DC24V或3.6V电池 消耗总功率: 小于20W 环境温度: 零下40～＋60℃　 相对温度: 5%～95% 输出信号: 脉冲信号或者4－20mA电流信号 电流输出: 负载电阻 0～10mA：0～1.5k&Omega 4～20mA：0～750 K&omega 数字频率输出: 输出频率上限可在1～5000HZ内设定带光电隔离的晶体管集电极开路双向输出。外接电源&le 35V导通时集电极最大电流为250mA 　　 产品来源：http://www.jkllj.com/base/product/2013/423.html

近期，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所低温等离子体应用研究室助理研究员张呈旭等人采用等离子体方法在制备高性能阴离子交换膜方面取得新进展。相关研究成果近日发表在能源领域学术期刊《电源杂志》上(J. Power Sources, 2014, 272: 211)。 　　阴离子交换膜因其对离子具有选择透过作用，在能源、环境、化工等领域有着广泛的应用价值。目前，阴离子交换膜的制备方法主要有氯甲基化法和辐射接枝法。氯甲基化法利用氯甲基化反应在聚合物骨架结构上引入氯甲基基团，然后通过季铵化反应得到阴离子交换基团，然而氯甲基化反应常需要使用剧毒致癌物质氯甲醚，且季铵化试剂有机胺也具有毒性和挥发刺激性。辐射接枝法通过在聚合物膜上接枝功能性单体，再经季铵化处理获得阴离子交换基团，虽然可以避免使用氯甲醚，但仍需大量使用毒性有机胺试剂。同时，高的辐射能量容易引起聚合物基体结构损坏，影响膜的稳定性。 　　为此，研究人员发展了一种绿色、温和的阴离子交换膜制备新方法，以聚合物粉体为基体，经等离子体轰击和单体接枝聚合反应，在聚合物粉体上直接引入阴离子交换基团，制备功能基团均匀分布的阴离子交换膜。制得的阴离子交换膜具有较好的热稳定性、化学稳定性、离子交换容量、离子电导率和较低的乙醇透过率。前期研究成果均发表在国际权威学术期刊上，并已申请两项国家发明专利，有望直接面向市场应用。 　　该研究得到了国家自然科学基金和安徽省自然科学基金的支持。

燃料电池是一种洁净、环境友好的发电方式，被认为是21世纪首选的清洁、高效的发电技术。质子交换膜燃料电池随着研究的深入，其性能、寿命及成本等方面得到了长足的发展，在交通、便携式电源以及分布式发电等领域得到了广泛的应用。质子交换膜燃料电池的研究主要集中在催化剂、质子交换膜、电极、极板等的研究，各部分的研究表征技术对于电池的研究是必不可少的。岛津可以提供质子交换膜燃料电池研究中涉及的各种表征分析仪器及解决方案。01电催化剂表征02质子交换膜表征03膜电极表征（整体、气体扩散层）04双极板研究表征对于质子交换膜燃料电池各部分的研究表征，岛津为您提供完整解决方案。本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

我公司隆重推出AquaVISION地下水流速流向探测仪。AquaVISION地下水流速流向探测仪通过采用专有的硬件和AquaLITE软件来完成测量地下水实时流速、流 向和粒子尺寸的艰巨任务。 AquaVISION地下水流速流向探测系统可以在具体的深度区间里准确确定地下水流速、流向和粒子尺寸。它可以在持续数小时的时间里，每分钟产生数以千计的、具有统计可靠性的数据 欢迎光临我们的网上展位了解产品的详细信息！

地下水是水文循环的重要组成部分，广泛用于饮用水、工农业活动以及战略储备。然而，人类活动的加剧（如水利工程建设、地下水过度开采、农药和生活污水排放）以及天然劣质地下水在大型流域中的广泛分布，导致地下水环境恶化。因此，水资源的合理管理和水环境的有效保护至关重要，基于地下水流系统（GFS）理论，全面理解地下水流模式（即更新速率、流径及演化趋势）有助于准确评估水文通量和预测污染物分布。汉江平原是长江流经三峡后第一个接收沉积物的大型河湖盆地。复杂的沉积环境、地下水-地表水强烈相互作用以及人为改造自然环境的共同作用，形成了汉江平原独特的GFS格局。了解汉江平原地下水循环演化及其控制机制，对于促进GFS的实际应用和该地区地下水资源保护具有高度紧迫性和挑战性。基于此，在本研究中，来自中国地质大学（武汉）的研究团队在汉江平原腹地和过渡区进行了相关研究，旨在：（1）基于沉积物粒度特征、粘土孔隙水稳定同位素和古气候指标重建汉江平原第四纪含水层系统的沉积环境；（2）深入理解末次盛冰期（LGM）以来沉积环境驱动的GFS演化模式。作者于2015年和2017年在汉江平原腹地和过渡区钻了两个钻孔G01和G05，深度分别为200 m和185 m。从钻孔中收集沉积物样品，分析其粒度分布，地球化学和矿物成分。并从钻孔G01和G05中分别采集了19个和17个粘土样品，利用全自动真空冷凝抽提系统（LI-2100，北京理加联合科技有限公司）提取粘土孔隙水，并进一步分析其δ18O。江汉平原第四纪沉积相、河系和主要钻孔分布。【结果】G01（a）和G05（b）钻孔孔隙水δ18O、沉积物OSL年龄、粘土矿物和地球化学指标的垂向分布以及第四纪古气候演化阶段。古气候阶段G01和G05钻孔孔隙水δ18O值、 粘土矿物和沉积物地球化学指标。【结论】基于水文地质条件、粒度分布特征、沉积物年代学、古气候指标和现存地下水年龄等综合分析，阐明了江汉平原沉积环境驱动的GFS演化模式。该研究的主要发现总结如下：在江汉平原第四纪含水层沉积环境的演化历史中，沉积相主要为河流相、湖泊相和河湖相，由中深层含水层的粗粒相过渡到浅层含水层的细粒相。这意味着水动力条件逐渐减弱并趋于稳定。此外，湖泊相沉积层厚度向平原腹地方向增加。自LGM以来，江汉平原气候演化和沉积相之间具有一定的耦合关系。沉积环境从LGM期间深下切侵蚀环境转变为末次冰消期（LDP）快速冲填粗粒沉积物的河流相环境，然后转变为全新世暖期（HWP）具有细粒沉积物的稳定湖泊相环境。这些变化与长江水位的波动密切相关。基于江汉平原现存地下水年龄的分布，自LGM以来，GFS的演化模式可分为三个阶段。阶段I（22-13 ka B.P.），长江水位急剧下降造成的强水势差增加了地下水的驱动力，极大促进了该阶段区域GFS充分发展，其环流深度达到第四纪底部。随着阶段II地下水驱动力的快速削弱（13-9 ka B.P.），区域GFS再循环深度下降至深层含水层上部，而阶段I的区域GFS逐渐深埋于盆地中。作为阶段III（9 ka B.P.至今）稳定在低水位地下水驱动力，阶段I和阶段II的区域GFS保存在盆地深处，被认为是一个停滞系统（地下水年龄在10 -20 ka之间）。此外，区域GFS（地下水年龄为4-10 ka）和中间GFS（地下水年龄为1-6 ka）共同被认为是稳定体系。随着微地形的充分发育，垂直于河流方向的浅层地下水流形成了活跃的局部GFS（地下水年龄 100 a）。

摘要：新一代走航式声学多普勒水流剖面仪M9克服了早期仪器的缺陷，采用多频、智能的多种工作模式，解决了困惑水文的高、低流速测流难题。M9灵活的配置，考虑不同用户的需求，可实现无线通讯、内置GPS、遥控，解决河床走底引起的多普勒流速仪流量测验误差。列举了各种不同条件、环境的河道，采用 M9实测的案例，显示了该仪器的优异性能。关键词：M9；多频；智能；脉冲相干、宽带、窄带多种工作模式自动切换；高、低速测流前言采用多普勒频移原理研制的走航式声学多普勒水流剖面仪，应用于水文测验已经有二十多年的历史。由于制作复杂、生产成本高、以及使用量不大等原因，世界上能够生产该类仪器的著名厂家仅为可数的几家，而且基本上集中在美国。近几年，国内部分厂家开始研制类似产品，并陆续投放市场。二十余年来，厂家历经了数次的改进，生产出了不少型号和不同工作频率的仪器，供不同条件和环境下的使用。其性能虽有了很大的提高，但因为最初的设计是针对海洋测流需要，这对于在内河河道上的使用，带来了一些不足；在水文测验中还是感到有些不尽人意。一直以来，困惑水文的高、低流速测流难题，仍然没有给出有效的解决方案。经过多年的研究和总结了目前所有多普勒流速仪产品存在的问题；美国赛莱默公司旗下的SonTek 公司在2009年开发出了最新一代的走航式声学多普勒水流剖面仪 M9/S5。经过数年多在世界各地的实际使用和比测，效果非常之好，成为了目前世界上最先进的一种声学多普勒流量计。M9 的技术指标和配置 考虑到不同用户的需要，M9系列的仪器有着灵活的配置。其标准配置为：仪器主机＋10米电源/通讯电缆线（可延长）；可安装在船舷边使用；实现主机与计算机之间的直接通讯。若装备有小型载体（船体）时，可配置无线电台的通讯方式，通讯距离可达1500米，实现主机与计算机之间的无线通讯。为了满足在河床走底情况下测流的需要，还可以选配内置的 GPS，有二种供选择；即 SonTek 的DGPS（亚米级精度），和SonTek 的RTK GPS（0.03米精度）。此外，M9/S5系列的仪器还可以配置SonTek自行研制的单体船，以及其它公司配套的三体船或自带动力的遥控船；这种浮体保证了仪器在测量时的平稳和较小的仪器入水深度。从上述技术指标可以看到，M9 从很浅的不到0.3米处河岸开始测量，一直到最深达80米的河床深度，仍然可以一次完成测量并计算出该测流断面的流量，这大大满足了全世界 85 % 以上河道测流的需求。M9/S5 的特点和优势作为一种全新的M9/S5，实际上是一款专为河流流量测验所设计的仪器。与老一代所有现有的多普勒流速仪相比，有以下几个特点：1、多种频率换能器的配置。4个一组的二种不同频率换能器用于流速的测量，满足了从浅水到深水的不同河床条件，只用一款仪器进行流量测验的需要。2、垂直声波探头专用于水深的测量。改变了原先采用斜向测速声波测量流速的同时，测量水深的方法。直接提高了水深的测量精度，以及流量的测量精度。500KHz工作频率的波束使得仪器的测量范围增加到80米之深。3、全自动的测量方式，有四种自动转换的功能工作模式的自动转换。仪器采用了一种 SmartPulseHD智能脉冲功能，基于实测动态的水深和流速，自动地选择 脉冲相干（PC）工作模式、或 宽带工作模式、或 窄带工作模式，这三种不同的工作模式都有其优点和弱点。M9/S5充分发挥了各种模式的优势，自动切换，使得仪器始终处于高分辨率的最佳性能比。? 测量单元的自动转换。可根据实测水深和流速，自动选择从0.02～4米的测量单元。保证在浅水时具有很高的分辨率；在深水时有更大的测量范围。? 二种不同频率换能器工作状态的转换。可根据实测的水深和流速，在浅水时采用高频的3MHz换能器测量流速，在深水时采用低频的1MHz换能器测量流速；仪器始终保持最佳的工作状态。? 采样频率的自动转换。可根据水深的变化，自动调整仪器每秒钟的采样频率，其最高采样频率达到 70Hz。在水深变化的情况下，尽可能地获取更多的采样数，以提高仪器的测量精度。以下图为例，在同一个测流断面上，用二种不同的仪器测量的成果。上图是采用老一代多普勒流速仪实测的成果；下图是M9 采用智能脉冲功能所表现的高分辨率，犹如HD“高清电视”的效果。测量精度大为提高。4、仪器内部的流量计算功能。内置微处理器直接计算流量数据，而不再依赖于外部的计算机和测量软件进行实测数据的处理和计算。M9在测量过程中，即使通讯中断，也不会影响到测量的过程，更不会因此而丢失数据。仪器测量运行时甚至可关闭计算机；而重新开机通讯后仍可获得全部数据。大大提高了测量的可靠性。16G内存可用于保存实测的流速、水深流量、GPS等大量数据5、可内置的GPS，满足了在走底河床情况下，仍然采用声学多 普勒 原理测量流量的可能性，而不必过虑因为采用外置GPS 所带来的不兼容等问题的困惑。SonTek 自行研制配套的DGPS（亚米级精度），和RTK GPS（0.03米精度），不同于市场上所选用的各种型号的GPS。DGPS不需要寻找地面上设置的基站，直接接收地球上空静止卫星的差分信号，以获得差分GPS 的精度。RTK GPS也不需要地面上已知点的支持，而自行在河岸的任何开阔处设立一个RTK基站。使得仪器的使用非常之灵活和简单。保证了在走底河床情况下的正确测流。6、多种通讯方式 － 有线与无线的选择。对于无线通讯，也可以根据需要，采用无线电台的通讯方式。有效的通讯距离达1500米。除了可使用计算机与主机之间的通讯之外，还可以采用平板电脑来控制主机测量的开始和结束，并在平板电脑屏幕上给出实测的各种数据、航迹和图表。使用非常方便。7、支持多国语言的操作、数据处理的计算机软件。可提供大量的实测数据，和经过计算、分析后的数据，同时提供多种方式，方便用户自行修正和处理数据。软件还可用于控制、下载、查看、分析数据等。

随着国家对环境污染问题日益重视，我国对加大环境监测力度提出了更高要求。城市排水管网监测中水流量，流速，水位监测显得尤为重要的，但如何保证污水流量计监测数据的准确、如何对流量计进行质控或数据有效性判别呢？2020年6月8日14:00“约会1+1"将特别邀请两位行业应用及技术专家带来专业讲解。流量测量仪表在城市污水处理中的应用在污水处理过程中，流量测量仪表应该说是应用最广、最多的测量仪表。污水处理厂的进出水水量、回流污泥量、曝气量以及消化池产气量等都是工艺生产所必需测量的流量参数。另外，为了对污水处理厂的运行经济效果进行考核、分析，也要依靠流量测量仪表来提供必要的数据。流量测量同压力测量一样，在污水处理工艺过程中有着十分重要的意义。污水处理过程常用的流量计有超声波流量计、电磁流量计、涡轮流量计、转子流量计等。重点介绍电磁流量计的特点、电磁流量计在城市污水处理厂使用时应注意的问题，根据污水处理厂被测介质的腐蚀情况，合理的选择电磁流量计的衬里材料，也是电磁流量计在选型时应考虑的因素之一，电磁流量计的完好条件及日常维护。北京城市排水集团有限责任公司水质检测中心技术主任、技术负责人，水质分析高级工程师，CNAS与CMA国家级评审员 从事水质监测工作30余年，尤其是在污水处理的第一线积累了大量的数据和丰富的经验。赛莱默电磁流量计的应用电磁流量计是应用电磁感应原理，根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量流量的一种仪器。电磁流量计由传感器、转换器和显示器组成，可以一体式安装，也可以分体式安装。电磁流量计最大的应用特点是导电流体、满管输送、在污水、自来水、工业等各行各业具有广泛的应用。本期课程赛莱默分析仪器公司将主要介绍电磁流量计的分析原理以及电磁流量计的特点和应用场景。以赛莱默电磁流量计为例讲述其在市政污水监测的技术及应用。 20年分析仪器行业工作经验，专业从事仪器推广、用户交流培训、应用问题解决等，熟悉多种环保行业标准和仪器分析原理。赛莱默分析仪器电磁流量计可应用于污水、饮用水、水产养殖及工业等领域。污水析仪器MJK电磁流量计产地丹麦，其污水处理行业是全球最主要的污水处理行业之一，特别突出之处不仅在于排放之前的净水能力，而且其经济性也是十分突出的。多年来，其产品通过不断开发和升级，可以满足污水行业对较高的效率和质量的需求。MJK有着40多年的行业经验，成为污水行业仪器仪表和控制器的顶尖供应商之一。饮用水当今地球承受着环境污染带来的巨大压力，饮用水可能是世界上最重要的资源。丹麦，是全球少数国家之一，可以通过自来水管道，享用新鲜、洁净、没有化学品添加的饮用水。我们重视我们的饮用水，并且对水从水源到饮用者的整个过程实施严格的控制。MJK可以对地表水测量其质量等级，也可以在水箱，水井及管道进行测量。此外，对水分配系统内的饮用水的品质，也可以用MJK产品进行分析和控制。水产养殖陆地水产养殖是一个快速发展的行业，而且相关技术在极速地进化。水产养殖对保障食物资源有着突出贡献，并对环境不会破坏。多年来MJK与水产养殖行业的领先厂商一起合作，并一致直为他们开发产品。赛莱默分析仪器旗下品牌MJK产品的质量和精度是最主要的关键词，确保在向有活鱼的水箱供水和排水时，保证适当的含氧量及含盐量。工业相比以往，随着工业处理对其各种过程和排放的要求不断地提高，分析仪器及过程控制的整合更是必不可少的。MJK供应的产品可以长时间稳定地承受其工业运行与操作。可靠的测量结果以及长期的使用寿命以提供更可靠的操作运行，是当今及未来必不可少的要求。请扫描如下二维码免费参会，关于流量监测技术在实际应用中遇到的问题，也可通过表单提交，直播中进行解答。

3月21日福岛第一核电站3号反应堆冒烟照片 　　据共同社报道，针对日本大地震引起的福岛第一核电站事故，东京电力公司22日继续展开电源修复作业，力争尽快使2号机组中央控制室等恢复通电。此外，该公司22日凌晨对福岛核电站排水口以南约100米处采样的海水进行了检测，结果发现水样中放射性碘及放射性铯的含量分别为法定浓度的126.7倍和24.8倍。 　　东京电力公司21日同福岛县政府及经济产业省原子能安全保安院就相关情况进行了联络，22日在上述地点及福岛第二核电站附近等南北约10公里的范围内开始对海水进行检测。报道称，核电站事故导致的放射性物质污染已从大气扩散到陆地和海洋。 　　22日早晨，福岛核电站2号机组冒出了白色蒸气状物质，3号机组也冒出了白色轻雾状烟尘。据称这不会对通电作业造成障碍。21日晚，1号机组已通电成功，至此1、2、5、6号机组已全部接通外部电源。 　　据透露，空气中及瓦砾上的放射性物质可能通过雨水冲刷后被带入海水中，而注水工作也可能使放射性物质渗入地下后，进一步流入海中。由于此前从未在海水中检测出如此高浓度的放射性物质，东京电力公司认为这一情况是由核电站事故造成的。关于对环境及海洋生物的影响，该公司表示“目前尚无法测定和评估。”此外，东京电力公司在距离2号机组约1公里远的正门附近进行了辐射量监测，21日下午2、3号机组冒烟后傍晚一度超过1900微西弗，随后不断下降，22日早晨已低于300微西弗。 　　福岛第一核电站的放水作业带来的大量“脏水”流入大海一事，正在引起日本社会的关注。人们担心，这些可能带有高浓度核物质的水流入大海后，将会污染附近的海区，让灾区渔业生产雪上加霜。 　　东京消防厅承认，在这两天的放水作业中，有部分未能喷入反应堆建筑物内的水，带着一些垃圾流入海中。但是，日本原子能安全与保安院在今(21)日上午举行的记者会上称，确实有一些垃圾水流入海中。但是其量不足以危害周围海区的渔业生产。

一种实用的水流和波浪测量解决方案Argonaut-XR为水流剖面应用提供了非凡的价值。Argonaut-XR的小尺寸 、 坚固的构建质量和灵活的编程选项使它对于实时操作和自主部署都非常有吸引力。具有独立于流速剖面的主测量单元， Argonaut-XR可以是单元水流计，也可以是剖面仪，或者两者兼备。例如， 除了可以编程系统进行流速剖面之外，还可以设置固定大小和在水柱中的任何位置的动态测量单元， 测量单元也可以配置为随着水位的变化而改变其大小或位置（自动潮沙功能）。基本的自主配置包括外部电池 、内部记录器 、罗盘／倾斜传感器 、压力和温度传感器。增加SonWave包或温盐传感器等选件， 使Argonaut-XR成为整个海洋系统的核心。

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贾伟、陈熙 沃特世科技（上海）有限公司实验中心 氢氘交换质谱法是一种研究蛋白质空间构象的质谱技术。它在蛋白质结构及动态变化研究、蛋白质相互作用位点发现、蛋白表位及活性位点鉴定方面有着广泛的应用。随着氢氘交换质谱技术的不断发展，它正在成为结构生物学家及生物药物研发的重要手段。 氢氘交换质谱（HDX MS，hydrogen deuterium exchange mass spectrometry）是一种研究蛋白质空间构象的质谱技术。其原理是将蛋白浸入重水溶液中，蛋白的氢原子将于重水的氘原子发生交换，而且蛋白质表面与重水密切接触的氢比位于蛋白质内部的或参与氢键形成的氢的交换速率快，进而通过质谱检测确定蛋白质不同序列片段的氢氘交换速率，从而得出蛋白质空间结构信息[1]。这个过程就像将握着的拳头浸入水中，然后提出水面并张开手掌。这时，湿润的手背表明它在&ldquo 拳头&rdquo 的结构中处于外表面，而较为干燥的手心表明它是&ldquo 拳头&rdquo 的内部。除样品制备外，氢氘交换质谱法的主要过程包括：交换反应、终止反应、将蛋白快速酶切为多肽、液相分离、质谱检测、数据解析。其中交换步骤需要在多个反应时长下进行，如0s、10s、1min、10min、60min等，以绘制交换率曲线，得到准确全面的信息。氢氘交换质谱技术在蛋白质结构及其动态变化研究[1]、蛋白质相互作用位点发现[2]、蛋白表位及活性位点鉴定方面有着广泛的应用[3]。 与经典的蛋白质结构研究方法相比，如X射线晶体衍射（X-Ray Crystallography）和核磁共振（NMR. Nuclear Magnetic Resonance）等方法，氢氘交换质谱不能够提供精确的蛋白空间结构，它直接提供的主要信息包括哪些氨基酸序列位于蛋白质空间结构的表面位置（包括动态变化中的）、可能的活性位点和蛋白-蛋白相互作用位点等。但是氢氘交换质谱技术有着其他经典方法不具备的优点：首先，可以进行蛋白质结构动态变化的研究是氢氘交换质谱的一个突出优点，包括变化中的活性位点及表位；其次，氢氘交换质谱在蛋白复合体构象的研究中也具有独到的优势；此外，氢氘交换质谱还具有对样品需求量小、纯度要求相对较低、研究对象为溶液环境下的蛋白质的天然构象而非晶体中构象等优势[1,4,5]。自1991年第一篇研究论文发表起，氢氘交换质谱技术不断发展，已经成为结构生物学及质谱技术中一个非常重要的应用领域[6]。但是氢氘交换质谱实验的复杂的实现过程在一定程度上影响了其应用的广泛度。主要的难点有：1、如何避免交换后氘代肽段的回交现象；2、实验控制的高精确性和重现性要求；3、交换后造成的叠加的质谱峰如何准确分辨；4、简易高效的分析软件需求；5、以氨基酸为单位的交换位点辨析。沃特世公司自2005年起，针对以上难点不断进行攻关，推出了目前唯一商业化的全自动氢氘交换质谱系统解决方案&mdash &mdash nanoACQUITY UPLC® HD-Exchange System(图1)。在全世界范围内，这套系统已经帮助科学家在包括Cell、Nature等顶级研究期刊中发表研究论文[7,8]。除科研需求外，沃特世氢氘交换质谱系统也受到众多国际领先制药公司的认可，并用于新药开发中蛋白药物活性位点及表位的研究工作中。 氢氘交换实验中的回交现象将严重影响实验数据的可信度，甚至导致错误结果的产生。要避免回交需要做到两点：尽量缩短液质分析时间和保证液质分析中的温度和pH为最低回交反应系数所要求的环境。沃特世UPLC® 系统采用亚二纳米色谱颗粒填料，较HPLC使用的大颗粒填料，UPLC具有无与伦比的分离度。因此UPLC可以做到在不损失色谱分离效果的要求下，极大缩短液相分析时间的要求[9]。对于对温度和pH控制问题，在多年的工程学改进中，nanoACQUITY UPLC HD-Exchange System已经实现了对酶切、液相分离等步骤的全程控制[10]。 对氢氘交换质谱实验精确性和重现性的要求是其应用的第二个主要难点。在实验中一般需要采集0s、10s、1min、10min、60min、240min等多个时间点的数据。如果进行人工手动实验，很难做到对10S-10min等几个时间点的精确操作。再考虑到重复实验的需求，人工手动操作会对最终数据可信度产生影响。而且实验过程重复繁琐，将给实验人员带来非常大的工作压力。nanoACQUITY UPLC HD-Exchange System完全通过智能机械臂，精确完成交换、终止交换、进样、酶切等一系列实验过程，而且始终保证各个步骤所需不同的温度环境。这些自动化过程不但保证了实验数据的可靠性，提高了实验效率，也将科学家从繁琐的重复实验中解放出来。 氢氘交换实验的质谱数据中，随着交换时间的延长，发生了交换反应的多肽，由于质量变大，其质谱信号将逐渐向高质荷比方向移动。因此，这些质谱峰可能与哪些未发生交换反应的多肽质谱峰逐渐叠加、相互覆盖。相互叠加的质谱信号，不但影响对峰归属的判断，更会增加交换率数据的误差。因为交换率判断需要通过对发生交换的多肽进行定量，毫无疑问因叠加的而混乱的质谱数据将极大的影响对质谱峰的准确定量。这点对于单纯通过质荷比进行分析的质谱仪来说完全无能为力。但是，这个看似不可能完成的任务却被沃特世 nanoACQUITY UPLC HD-Exchange System攻克了。这是因为，不同于其它常见质谱，沃特世的SYNAPT® 质谱平台还具备根据离子大小及形态进行分离的功能（行波离子淌度分离）。在数据处理时，除多肽离子的质荷比信息外，还可以通过离子迁移时间（离子淌度维度参数）将不同离子区分。因此这种SYNPAT独有的被命名为HDMSE的质谱分析技术可以将因质荷比相同而重叠的多肽分离开，轻而易举地解决了质谱信号叠加的问题，得到准确的交换率数据[11,12]（图2）。SYNPAT质谱平台一经推出就夺得了2007年PITTCON金奖，目前已经推出了新一代的SYNAPT G2HDMS、SYNAPT G2-S HDMS等型号，并具备ESI、MALDI等多种离子源。除氢氘交换技术外，SYNAPT质谱系统在蛋白质复合体结构研究中也是独具特色，已有多篇高质量应用文献发表[13,14,15]。 实现氢氘交换质谱技术的第四个关键点，是如何高效分析实验产生的多时间点及多次重复带来的大量数据。人工完成如此巨大的信息处理工作，将消耗科学家大量的时间。沃特世氢氘交换质谱解决方案所提供的DynamX软件可以为科学家提供简便直观的分析结果，并包含多种呈现方式。 在某些特殊研究中，要求对蛋白氢氘交换位点做到精确到氨基酸的测量，这是氢氘交换质谱研究的又一个难点。在常规的研究中采用CID（碰撞诱导解离）碎裂模式，可能导致氘原子在多肽内重排，而致使不能对发生交换的具体氨基酸进行精确定位。SYNPAT质谱提供的ETD（电子转移解离）碎裂模式可以避免氘原子重排造成的信息混乱，并具有良好的碎裂信号[16]。 沃特世的nanoACQUITY UPLC HD-Exchange System为氢氘交换质谱实验提供了前所未有的简易的解决方案，强有力地推动了氢氘交换技术在蛋白质结构及动态变化研究、蛋白质相互作用位点发现、蛋白表位以及活性位点鉴定方面的应用，正在成为众多结构生物学科学家和生物制药企业必不可少的工作平台。 参考文献 (1) John R. Engen, Analysis of Protein Conformation and Dynamics by Hydrogen/Deuterium Exchange MS. Anal. Chem. 2009,81, 7870&ndash 7875 (2) Engen et al. probing protein interactions using HD exchange ms in ms of protein interactions. Edited by Downard, John Wiley & Sons, Inc. 2007, 45-61 (3) Tiyanont K, Wales TE, Aste-Amezaga M, et al. Evidence for increased exposure of the Notch1 metalloproteasecleavage site upon conversion to an activated conformation. Structure. 2011, 19, 546-554 (4) Heck AJ. Native mass spectrometry: a bridge between interactomics and structural biology. Nat Methods. 2008, 5, 927-933. (5) Esther van Duijn, Albert J.R. Heck. Mass spectrometric analysis of intact macromolecular chaperone complexes. Drug Discovery Today. Drug Discovery Today: Technologies Volume 3, 2006, 21-27 (6) Viswanat ham Katta, Brian T. C hait, Steven Ca r r. Conformational changes in proteins probed by hydrogen-exchange electrospray-ionization mass spectrometry. Rapid Commun. Mass Spectrom. 1991, 5, 214&ndash 217 (7) Chakraborty K, Chatila M, Sinha J, et al. Chaperonin-catalyzed rescue of kinetically trapped states in protein folding. Cell. 2010 Jul 9 142(1):112-22. (8) Zhang J, Adriá n FJ, Jahnke W, et al. Targeting Bcr-Abl by combining allosteric with AT P-binding-site inhibitors. Nature. 2010,463, 501-506 (9) Wu Y, Engen JR, Hobbins WB. Ultra performance liquid chromatography (UPLC) further improves hydrogen/deuterium exchange mass spectrometry. J Am Soc Mass Spectrom. 2006 , 17, 163-167 (10) Wales T E, Fadgen KE, Gerhardt GC, Engen JR. High-speed and high-resolution UPLC separation at zero degrees Celsius. Anal Chem. 2008, 80, 6815-6820 (11) Giles K, Pringle SD, Worthington KR, et al. Applications of a travelling wave-based radio-frequency-only stacked ring ion guide. Rapid Commun Mass Spectrom. 2004, 18, 2401-2414 (12) Olivova P, C hen W, C ha kra borty AB, Gebler JC. 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日前，在全国能源基础与管理标准化技术委员会节能技术与信息分技术委员会召开的国家标准审查会上，《制冷空调用板式热交换器火用效率评价方法》和《空冷式热交换器火用效率评价方法》通过审查。 　　据了解，由于板式换热器相关标准规定的范围很宽，且板式换热器的应用领域也非常广，所涉及的结构、材料、介质、用途、工况等千变万化，容量与尺寸变化范围也非常广，不可能仅靠一个标准解决其效率评价问题。因此《制冷空调用板式热交换器火用效率评价方法》标准将范围限于技术比较成熟、积累较丰富的制冷空调领域，仅对制冷和空调用板式热交换器换热效率进行了研究。此外，有关换热器效率评价的方法多种多样、研究尚不成熟，基础技术数据的积累也远远不足，标准制定的技术难度与工作量都非常大。作为探索性的标准，该两项标准建立了从有效能角度(火用效率)评价热交换器的方法，所确定的评价指标为提出最早、概念最为成熟的效率参数(热力学第二定律最基本的评价方法)，较为科学、合理、可行，争议也较小，为换热器效率评价标准的发展和技术进步奠定基础。

哈喽哈喽，各位亲爱的读者朋友们，大家好呀。好久不见，小编甚是想念大家，不知道大家有没有想小编呢！今天小编将会给大家带来我们月旭两大核心液相色谱柱-离子交换以及亲水分析柱介绍。主要从键合相类型，耐受PH范围，色谱柱具有的特点来带大家走近我们这两大核心色谱柱。离子交换色谱的原理离子交换色谱是指离子交换色谱中的固定相中的一些带电荷的基团， 这些带电基团通过静电相互作用与带相反电荷的离子结合。如果流动相中存在其他带相反电荷的离子，按照质量作用定律，这些离子将与结合在固定相上带相反电荷的离子进行交换。离子交换色谱的固定相有阳离子交换官能团和阴离子交换官能团两种。阳离子交换官能团带有负电荷，用于阳离子的分离；阴离子交换剂官能团带有正电荷，用于阴离子分离。阳离子交换官能团zui常用的有磺酸盐型，阴离子交换官能团zui常用的是季胺型。离子交换色谱的流动相通常是含盐的缓冲水溶液。为了适应不同的分离需要，有时添加适量的能与水相溶的有机溶剂，如甲醇、乙腈、四氢呋喃等，以改进样品的溶解性能，提高选择性，改善分离。在以水溶液为流动相的离子色谱中，缓冲溶液的浓度直接影响着离子平衡。当缓冲液浓度增加时，流动相中反离子浓度的增加，增强了它与样品离子争夺离子交换官能团的能力，从而减弱样品组分与离子交换树脂的亲和性。流动相中的离子类型对样品分子的保留值产生显著的影响。月旭离子交换柱产品特点HILIC柱简介1990年，Alpert教授提出了一个新概念：亲水作用色谱（Hydrophilic Interaction Chromatography，HILIC）。这种色谱分析方式用来分离强极性和亲水性化合物，比如核苷和核苷酸、氨基酸、糖类等。它采用极性固定相和极性流动相，一般使用比固定相极性低的溶液，如：乙腈/水等。在HILIC色谱中与反相色谱不同的是，流动相的极性越大，洗脱能力越强，但水相比例zui好不要超过40%，不要低3%HILIC的作用原理目前仍在研究中，zui被广泛接受的说法是分析物在流动相和固定相表面富集水层间的分配作用，同时也包含有弱静电作用、氢键和分子双极性作用等。月旭HILIC柱产品特点时间过的真快，不知不觉小编又要和大家说再见了，感谢大家一直以来的支持，期待我们下次的相遇——只有你想见我的时候我们的相遇才有意义。

“十三五”之新型农业研究领域在哪里---上篇 十二届全国人大四次会议表决通过了关于国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要的决议，决定批准这个规划纲要。《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》（以下简称《纲要》）通篇贯穿了“四个全面”的战略布局，“五位一体”的总体布局和“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念。其后，由农业部部长韩长赋在中宣部等六部委联合主办的“展望十三五”系列报告会上作了题为《大力推进农业现代化、提高农业质量效益和竞争力》的报告，重点阐述了现代农业的发展方向。其中现代农业与环境发展这两方面内容值得我们关注：一、促进农业可持续发展 《纲要》中指出“开展农业面源污染综合防治。开展耕地质量保护与提升行动，推进农产品主产区深耕深松整地，加强东北黑土地保护。重点在地下水漏斗区、重金属污染区、生态严重退化地区，探索实行耕地轮作休耕制度试点。在重点灌区全面开展规模化高效节水灌溉行动。推广旱作农业。在南疆叶尔羌河、和田河等流域，以及甘肃河西走廊、吉林白城等严重缺水区域，实施专项节水行动计划。”韩部长：控制农业用水总量，坚决把化肥、农药的施用总量逐步减下来，把畜禽粪便、农作物秸秆、农膜等农业废弃物利用起来。很多同志以为，农业是造成环境污染的“最大污染源”。这种说法不够准确。一方面，农业面源污染“排放量”不等于实际“污染量”。另一方面，农业面源污染很多是可逆的，而且农业本身就是一个最大的绿色工厂。所以，对于农业面源污染问题，既要下大决心解决，也不能脱离实情、过度渲染。小编：近年来，由于重金属污染、土地资源浪费、水资源等问题，使农业环境越加恶劣，在这里小编提出以下几点内容：1、耕地质量与根系研究 目前，国内耕地质量急剧下滑，土壤有机质、酸碱度、盐碱性等影响着耕地质量，土壤不健康，则直接影响着农作物的生殖生长。土壤提供了植物生活必需的营养和水分，植物根系与土壤之间具有极大的接触面，在土壤和植物之间进行频繁的物质交换，彼此强烈影响，因而土壤是植物的一个重要生态因子，土壤就像是一个大的交换器，能够把我们投入的营养物质源源不断地转化成为可以被根系吸收的状态。因此，耕地质量的提高对于作物健康生长有着非常重要的作用，而研究耕地质量与根系间的关系直接影响着作物的品质与产量。2、深耕深松整地与根系研究 土地是农业生产的基础，土地结构的好坏直接影响作物的产量和质量。深耕深松技术能够加深耕层，疏松土壤，增加土壤的孔隙度，促进作物根系生长，形成土壤水库，增强雨水渗入速度和数量避免产生地面径流，通气性强，提高作物根系呼吸作用，使根系生长数量多。因此，研究深耕深松后的土壤结构对作物根系活性的影响具有重要意义。3、地下水漏斗区与根系研究 近年来，随着人口的增长和生产的发展，采取地下水的量越来越大，而使周边地下水流场发生改变，周边的地下水向集中开区流动，形成区域性漏斗状凹面，即地下水漏斗区。在治理措施上，除了减少开采地下水量，利用植物来涵养水源、保持水土也是必不可少的途径。植物根系在固土保水方面起着不可替代的作用。因此，研究不同植物根系对土壤的保水固土能力是防止地下漏水区形成的重要内容。4、重金属污染区与根系研究 现今科技发展的迅速，污水灌溉和农药、化肥等的使用以及矿业的发展，严重地污染了土壤、水质和大气。在防治措施上，除了化学、物理手段外，利用植物对重金属的活化作用成为人们比较关注的绿色防治方法。植物根系是增加植物与土壤接触面的重要介质。因此，研究不同类专性植物根系对土壤重金属的活性、吸收与转移能力，减少土壤中有效态重金属浓度具有实际意义。5、生态严重退化区与根系研究 由于植被破坏、土壤侵蚀、荒漠化等人为、自然因素导致生态系统严重退化。而陆地生态系统的退化较为严重。因此，应加大研究植物根系对土壤生态环境的影响。如，植物根系对土壤物理性质的改善、对土层结构的稳定作用、对土壤抗冲性的作用等。6、耕地轮作休耕制度与根系研究 耕地轮作休耕制度能够减少土壤结构被破坏，防止水土流失和土壤风蚀。耕地主要用于农作物的种植，所以耕地的质量最终决定农作物的产量与品质。根系是作物与土壤直接接触的部分，研究不同作物根系对土壤结构、水土流失、土壤风蚀等方面内容更有利于耕地的恢复。7、节水、灌溉行动与根系研究 我国水土资源分布不均和，旱涝频繁发生，干旱地区减产或绝产问题严重，合理利用水资源是人们一直研究探讨的问题。作物主要是通过根系从土壤中吸收水分，而不同作物的需水量不同，根系吸收能力有差异，研究作物根系吸水活性可有效的控制田间、温室的供水量。

作者：刘如楠 甘晓 来源：中国科学报近日，中国科学院近代物理研究所原子分子结构与动力学实验室研究员张瑞田团队及合作者在高电荷态离子与H原子电荷交换绝对截面研究方面取得进展，相关成果发表在Astrophysical Journal 上。高电荷态离子与H原子电荷交换过程是宇宙弥散软X射线的重要来源之一。当星风、超新星爆炸遗迹以及星系团等高离化态喷流与星际空间中中性原子分子相遇时，会发生电荷交换过程并释放软X射线。星际气体介质中H原子是最主要的成分。因此，高离化态喷流与H原子电荷交换尤为重要，相关过程的截面直接影响这些X射线的发射亮度。张瑞田等与美国橡树岭国家实验室科研人员合作，利用美国橡树岭国家实验室高电荷态离子与H原子合并束实验装置测量了keV/u 到 eV/u 能区N7+、O7+离子与H原子电荷交换绝对截面。张瑞田介绍，研究发现，随着能量降低，总截面呈现先减小然后增大的趋势；表明反应窗逐渐变窄，离子轨迹效应增强。这一测量结果不仅为基本的电荷交换理论提供了基准的电荷交换实验数据，而且将有助于X射线天文观测的准确建模。该工作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（B类）的支持。美国橡树岭国家实验室高电荷态离子与H原子合并束实验装置 近代物理所供图N7+、O7+离子与H原子电荷交换总截面 近代物理所供图相关论文信息:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac6876

济钢动力厂各个水系统目前已实现了在线监测水量、水温和压力，但由于缺乏先进、准确、在线的水质分析仪器，不能实时体现循环水的运行状况，大量的水质指标还必须通过水质化验中心由人工进行采样和分析，劳动量大，耗时长，效率低，时间滞后，往往不能及时指导供水生产工艺，发现水质超标的时候，已经严重影响到了炼钢、炼铁等生产过程的供水安全。 在安恒公司和济钢动力厂的共同努力下，从设计、设备选型、施工，济钢动力厂在燃气车间建立了水质实时监测系统，为生产供水、完善生产工艺过程提供了科学的数据，实现了系统内集中管理和优化调度。 安恒公司在这个系统中使用了美国HACH公司生产的水质分析仪器，配合国产的数据采集单元，以及现场操作员站。水质在线分析仪器：根据水处理系统的给水水质要求和现场条件，安装在循环水供给用户之前，在线监测水中的固体悬浮物-Solitax、硬度APA6000、电导率E53、总磷PhosPhax 、碱度APA6000、pHP53、二氧化氯等，这些参数对钢铁生产供水工艺过程起着至关重要的作用，也是供水过程中需要严格控制的主要参数指标。 安恒公司在这个系统的采水系统中按照国际标准增加了标识管理系统，采用的材料都是防晒、防腐蚀保用15年，从劳动生产安全和资产管理的角度，使该系统更加适用于钢铁企业

大家好，本周为大家分享一篇最近发表在Analytical Chemistry上文章，High-Throughput, Quantitative Analysis of Peptide-Exchanged MHCI Complexes by Native Mass Spectrometry1。该文章的通讯作者是美国基因泰克公司的Wendy Sandoval研究员。　　癌症疫苗是通过利用肿瘤细胞相关抗原，来唤醒人体针对癌症的免疫系统。常见的策略是通过对病人的肿瘤细胞样本进行基因测序来寻找特征性抗原肽，该抗原肽会与I类主要组织相容复合体(MHCI)相结合并呈递至CD8+细胞表面，通过与CD8+细胞表面受体相结合从而诱导免疫反应。为了实现整个过程，研究人员通常会结合基因测序和计算机预测结果设计多个候选抗原肽，每个候选肽都需要通过实验测试来确认它与MHCI分子的结合能力以及相关免疫原性。此外，考虑到编码MHCI的基因具有多态性，候选抗原肽还需要与不同等位基因编码的MHCI分子进行测试。因此，本文开发了一种高通量方法，利用非变形质谱快速筛选候选抗原肽并表征形成的肽-MHCI复合物(pMHCI)。　　pMHCI复合物中抗原肽的体外载入一直以来都是难点，因为MHCI复合物(包括HLA和β2M亚基)本身并不稳定，需要长度为8~10的多肽链载入到MHCI的凹槽以保持完整。本文则通过利用紫外光裂解肽-MHCI复合物(UV-MHCI)的肽交换实现抗原肽的载入，具体步骤如图1A所示，通过紫外光照，UV-MHCI中的高亲和肽被切割转为低亲和肽段，该低亲和力肽段极易发生肽交换，通过监测新的pMHCI复合物的形成实现对候选肽的评估。目前常用的检测pMHCI形成的工具包括ELISA、TR-FRET以及2D-LC-MS。然而这些方法仅能提供有限的信息关于肽交换、pMHCI分子质量，对形成的pMHCI复合物无法进一步的表征。事实上，pMHCI复合物对后续诱导免疫反应至关重要。　　图1. 癌症疫苗的免疫监测的示意图：A) 筛选流程，B检测方法。　　为了确认非变性质谱(nMS)能否用于pMHCI复合物表征以及肽交换率的检测，作者对UV-MHCI以及6个标准肽段进行了考察(图2)。未经UV照射的UV-MHCI MS谱图(图2A)可以观察完整的UV-MHCI复合物以及丢掉紫外光裂解肽的MHCI。MHCI复合物被认为是气相解离产生的，因为没有活性肽的稳定作用，MHCI很难存在于溶液相中，溶液中没有MHCI，“空壳”的MHCI只有可能是质谱中UV-MHCI的气相裂解产生的。图2B证实了这一观点，经紫外光照射后，紫外光裂解肽由高亲和力转为低亲和力，从MHCI上脱落，MHCI解离成HLA和β2M亚基，谱图中能观察到HLA和β2M亚基信号。确认了MHCI是由peptide-bound population产生的信号，作者开始用该方法去定量标准肽的肽交换率。如图2C为UV-MHCI与标准肽孵育并过夜UV照射得到的谱图，仅观察到完整的pMHCI以及“空壳”MHCI的信号，说明实现了100%的完全肽交换。如图2D，肽交换率随孵育时间改变，2小时孵育时间足以实现最大肽交换。　　图2. nMS表征UV光照A)前B)后的UV-MHCI复合物，C)nMS测定UV-MHCI与标准肽的肽交换率，D)标准肽肽交换率随时间的变换情况。　　为了提高分析通量，减少样本消耗，作者在nMS基础上开发了SEC-nMS和CZE-nMS系统。作者用SEC-nMS系统测定了50个候选肽的交换率，说明该系统能够进行中或大规模的数据采集。相比较SEC-nMS而言，CZE-nMS系统具有更高的灵敏度和通量，样品体积消耗从微升减少至纳升，分析时间也缩短为2 min(图3A)。检测信号与进样量呈线性关系，注射体积为3 nL时，最低检测限为6 ng(图3BCD)。作者测定了67个候选肽跨越4种等位基因编码的MHCI分子的肽交换率(图3E)。此外，通过将UV-MHCI复合物同时与四种以上的候选肽进行孵育可在单个实验中同时检测它们的相对肽交换率以及与MHCI结合的亲和力(图3F)。作者还提出Vc50这个概念，即导致50%的pMHCI复合物发生解离的碰撞电压，可作为评估pMHCI复合物稳定性的重要参数。　　图3. 使用CZE-MS系统高通量分析pMHCI复合物　　除了检测pMHCI复合物的形成，测定肽交换率，nMS还可以对形成的复合物进行进一步的结构表征。如图4所示，native top-down的分析策略可获得多层次的结构信息。本文使用的Orbitrap Eclipse “Tribrid” 质谱，图4A为完整pMHCI的MS1谱图，图4B为施加源内电压(SID)促使蛋白解离为亚基，图4C是将14+ pMHC单独分离出，为后续HCD活化做准备。图4D为pMHCI复合物经HCD解离后的MS2谱图。图4E和图4F则分别为对肽段以及HLA亚基进行top-down测序的结果。这些多层次的结构信息能够帮助区分HLA亚型、阐明候选肽的序列，包括一些PTMs、二硫键信息。这些结构细节可能会影响候选肽与MHCI分子间的亲和力甚至是后续T细胞受体的识别。　　图4. Native top-down分析策略获得pMHCI复合物的多层结构信息　　总之，本文将非变性质谱(nMS)与分子排阻(SEC)或毛细管电泳(CZE)分离技术相结合用于高通量筛选pMHCI复合物中的候选肽。该方法能够直观确认pMHCI的完整性，Vc50可作为评估复合物气相稳定性的重要指标，通过native top-down分析策略可获得多层次的结构信息。以上所有确保了后续临床T-细胞实验的正常进行。　　撰稿：刘蕊洁　　编辑：李惠琳　　原文：High-Throughput, Quantitative Analysis of Peptide-Exchanged MHCI Complexes by Native Mass Spectrometry　　参考文献　　1. Schachner LF, Phung W, Han G, et al. High-Throughput, Quantitative Analysis of Peptide-Exchanged MHCI Complexes by Native Mass Spectrometry. Anal Chem. 2022 10.1021/acs.analchem.2c02423. doi:10.1021/acs.analchem.2c02423

p 　　【直到30年后的一天，他偶然瞥见了一本大连理工大学校史才恍然大悟。原来竟是钱学森所长亲自促成此事!】 /p p 　　现在在高校和科研单位之间根据科研需要和人才自身特点直接进行人才交换的事情已非常罕见。但上个世纪60年代，在中科院和高校之间却发生过一场有趣的人才交流，被悄然交换了工作单位的俞鸿儒和钟万勰二人在30年后先后当选学部委员，使得这一故事堪称佳话。 /p p 　　才智卓越的俞鸿儒和钟万勰二人为同济大学校友，又均与力学所结下了不解之缘。俞鸿儒1946年进入同济大学数学系，之后又入大连工学院机械系继续学习。因内心不大喜欢机械学科，他在1953年留校工作后主动申请由专业调研室任流体力学助教。1956年，俞鸿儒以在职青年教师的身份考上中科院力学所研究生，师从郭永怀先生从事激波管研究工作，不过工资仍然由大连工学院寄发。小俞鸿儒六岁的钟万勰1952年进入同济大学道桥系，1956年大学毕业后进入中国科学院力学研究所工作，在钱伟长、胡海昌的指导下，从事工程力学与计算力学的研究与教学工作。同样天资聪颖的二人还都曾在力学所与清华大学合办的工程力学研究班上担任助教。通过跟钱学森、郭永怀、钱伟长、林同骥等大师们学习，他们开拓了眼界，提升了科研能力，并立下了对祖国科研事业无私奉献的心志。 /p p 　　来到力学所后，俞鸿儒很快对自己所从事的激波管与激波风洞研究产生了浓厚的兴趣，后来还在北京成了家，他心里非常希望能在研究生毕业后继续留在北京，但大连工学院也一直在催促他早日回校。在这种情况下，他对自己的愿望只字未提。与此同时，力学所的年轻同事钟万勰因在“反右”运动中仗义执言而受到错误处分。他每日心情郁闷，很想离开力学所。两个人并不知道，他们的命运将会在不经意间发生一次大转折。 /p p 　　1962年10月，力学所会计毛振英突然叫俞鸿儒去领工资，他方知自己已被正式调入力学所。此后他一直对事情原委一头雾水，亦无人告知他。直到30年后的一天，他偶然瞥见了一本大连理工大学校史才恍然大悟。原来竟是钱学森所长亲自促成此事! /p p 　　钱学森自1955年10月回国后，直至1983年一直担任力学所所长。他虽然献身国防事业，但一直心系力学所，关心年轻人的学习和科研。他看中了俞鸿儒的才能，力学所的工作也离不开，就想把他留下来。1962年广州科学大会期间，钱学森见到大连工学院钱令希教授，二人达成一项人才交流协议。钱学森提出要把俞鸿儒留下来。为了方便钱令希回去向领导汇报，钱学森提出，作为交换条件，大连工学院可到力学所任意挑选一个人作为交换。同年，经正在力学所工作的学生胡海昌的介绍和推荐，钱令希挑中了同样才能突出、颇具科研潜质的钟万勰。后来经学校同意，钱令希教授将钟万勰调入大连工学院。1962年9月，钟万勰到大连报到，此后俞鸿儒被调入力学所。 /p p 　　后来，他们双双在新的工作岗位上取得了不同凡响的科研业绩。1963年研究生毕业后，俞鸿儒几十年如一日致力于激波管和激波风洞的理论、实验与应用研究，成长为我国知名的气体动力学家。即使在轰轰烈烈的“文化大革命”中，在钱学森和郭永怀的关心支持下，俞鸿儒的激波风洞研究也未停歇。他为我国创建了多种高性能气动实验装置，在高超声速、高焓流动实验研究方面获得多项重要研究成果，为国防和经济建设作出杰出贡献。与此同时，在坐落于美丽海滨城市的大连工学院，钟万勰和钱令希之间的合作如鱼得水，研究工作取得节节进展。几十年来，他结合我国国情，发展了多种先进软件技术 在群论、极限分析、参变量变分原理等方面提出了重要的理论与方法，组织开发了多种大型结构分析系统，对于推动计算力学在我国工程界广泛应用起了重大作用。岁月荏苒，1991年俞鸿儒当选为中国科学院学部委员，两年后钟万勰也当选为中国科学院学部委员。 /p p 　　每每谈到这件事，俞鸿儒都非常自豪，又情不自禁地感叹钱学森等老一辈科学家对青年人才的关爱和远见卓识，“如果没有这一交换，恐怕我们都很难取得后来的成绩，更难说当选学部委员了。”按照俞鸿儒的说法，“钱学森之问”中提到的杰出人才的培养问题，不是一般人才，而是科技创新人才 人才培养需要根据其自身特点，尽可能提供适宜他们成长的环境。 /p p /p

原文：中国科学院大气物理研究所 题注：宁波海尔欣光电科技有限公司和中科院大气物理研究所和深入合作，研发了一款便携式、高精度、快响应的HT8700开路多通池激光氨分析仪，并以HT8700为核心部件，集成开发了一套基于大气湍流方法（涡动相关法）的氨通量观测系统，这是目前测量地气氨交换通量的理想方法。 本文介绍了一个发表在Atmospheric Environment的研究工作。该项目采用了HT8700和涡动相关技术，在华北农区开展秋冬季地气氨交换通量高频观测，成功获取了典型玉麦轮作农田在冬小麦播种施肥期间的氨挥发通量数据。============================================================================== 华北是我国氨的热点区域，大气中的氨含量高，空间覆盖范围广，这与区域内高强度的农业活动密切相关，如农业施肥、畜牧养殖等。高浓度的大气氨和由此引发的过量活性氮沉降，会导致重霾污染天气，也深刻改变了氮素的生物地球化学循环。对农业生产而言，施肥导致的氮挥发还是农田氮养分损失的重要途径。 相对于氨的重要性，对其排放和沉降的观测研究工作却相对滞后，这主要受制于氨在线检测仪器及观测方法上的局限。例如，目前国内外对于氨干沉降通量的观测，大都采用基于低频（数日至数月）浓度采样的沉降速率经验系数法，其结果的准确度亟待检验。加之氨气在大气中相态转化多变，高频且准确的浓度和通量信息，是对大气氨实施有效调控的必要基础。 鉴于此，中国科学院大气物理研究所联合中国农业大学、中国科学院亚热带农业生态研究所等单位，采用自主研制的开路激光氨分析仪（Wang et al.，2021）和基于大气湍流理论的涡动相关技术，在华北农区开展秋冬季地气氨交换通量高频观测，研究站点位于河北省曲周县，该地区的氨排放和沉降问题尤为突出。 研究团队成功获取了典型玉麦轮作农田在冬小麦播种施肥期间的氨挥发通量数据，并估算出由此损失的氮占氮肥施用量的0.57-0.71%，该结果远远低于同类观测研究的估算结果，这在很大程度上归因于优化后的施肥管理措施，为评估农业氨减排途径的有效性提供了观测证据。得益于观测设备在测量精度和频率上的优良性能，研究团队还首次获得农区高时间分辨率（半小时）的氨干沉降通量数据集，监测到平均沉降速率为14 g N ha-1 d-1，并发现迥然不同于自然生态系统的干沉降日变化规律。未来，利用该自主仪器及方法开展长期定位观测，可为氨干沉降通量的联网观测研究提供有效的验证数据，有助于提升对氨沉降时空变化规律的认识。 图1 基于自主研制仪器的氨湍流通量观测系统 图2 华北典型农区秋冬季氨浓度和氨通量半小时平均观测值（子图b和c中的通量值与子图a相同，纵轴坐标数值范围不同） 图3 华北典型农区秋冬季氨浓度和氨干沉降通量日变化趋势 上述研究成果近期发表于Atmospheric Environment，论文一作为大气物理研究所王凯博士和中国农业大学王敬霞研究生，通讯作者为中国农业大学刘学军教授。研究得到国家大气重污染成因与治理攻关项目（DQGG0208）、国家重点研发计划项目（2018YFC0213301、2017YFD0200101）、国家自然科学基金（41975169、42175137）等项目的资助。 相关文献：1. Wang K., Wang J., Qu Z., Xu W., Wang K., Zhang H., Shen J., Kang P., Zhen X., Wang Y., Zheng X., Liu X., 2022. A significant diurnal pattern of ammonia dry deposition to a cropland is detected by an open-path quantum cascade laser-based eddy covariance instrument. Atmospheric Environment 278, 119070. 2. Wang K., Kang P., Lu Y., Zheng X., Liu M., Lin T., Butterbach-Bahl K., Wang Y., 2021. An open-path ammonia analyzer for eddy covariance flux measurement. Agricultural and Forest Meteorology 308–309: 108570.

燃料电池作为一种利用氢气或醇类的发电设备，通过电化学反应将氢气或醇类的化学能直接转化为电能，不受卡诺循环（Carnot cycle）的限制，具有高效和清洁的特点，在新能源领域受到广泛的关注，并在航空航天、运载交通和便携移动设备中具有良好的应用前景。 燃料电池按照电解质和工作温度的不同，可以分为：质子交换膜燃料电池（Proton exchange membrane fuel cells，PEMFC）、固体氧化物燃料电池（Solid oxide fuel cell，SOFC）、熔融碳酸盐燃料电池（Molten carbonate fuel cell，MCFC）、磷酸盐燃料电池（Phosphoric fuel cell，PAFC）和碱性燃料电池（Alkaline fuel cell，AFC）等。其中，PEMFC被看作是新能源车辆领域中具有发展前景的动力源。图1 燃料电池的分类及技术状态 PEMFC的发展可以追溯到20世纪60年代，美国国家航空航天局（NASA）委托美国通用电器公司（GE）研制载人航天器的电池系统。但受当时技术的限制，PEMFC采用的聚苯乙烯磺酸膜在服役时易于降解，导致电池寿命很短。GE随后将电池的电解质膜更换为杜邦公司（Du Pont）的全氟磺酸膜（Nafion）部分解决了上述问题，但是阿波罗（Appollo）登月飞船却搭载了另一类燃料电池——AFC。受此挫折之后，PEMFC技术的研发一直处于停滞状态。 直到 1983年，加拿大巴拉德动力公司（Ballard Power System）在加拿大国防部资助下重启 PEMFC的研发。随着材料科学和催化技术的发展，PEMFC技术取得了重大突破。铂/碳催化剂取代纯铂黑，并且实现了电极的立体化，即阴极、阳极和膜三合一组成膜电极组件（Membrane electrode assembly，MEA），降低了电极电阻，增加了铂的利用率。20世纪90年代以后，电化学催化还原法和溅射法等薄膜电极的制备技术进一步发展，使膜电极铂载量大幅降低。性能的提升和成本的下降也促使 PEMFC逐渐从军用转为民用图2 燃料电池汽车历史 质子交换膜燃料电池（PEMFC）由阳极、质子交换膜、阴极组成，利用水电解的逆反应，连续地将氢气和氧气通过化学反应直接转化为电力，并且可以通过多个串联来满足电压需求。 PEMFC发电的基本原理：氢气进入燃料电池的阳极流道，氢分子在阳极催化剂的作用下达到 60℃左右后开始被离解成为氢质子和电子，氢质子穿过燃料电池的质子交换膜向阴极方向运动，因电子无法穿过质子交换膜，所以通过另一种电导体流向阴极；在燃料电池的阴极流道中通入氧气（空气），氧气在阴极催化剂作用下离解成氧原子，与通过外部电导体流向阴极的电子和穿过质子交换膜的氢质子结合生成纯净水，完成电化学反应。图3 质子交换膜燃料电池（PEMFC）工作原理 膜电极（Membrane Electrode Assembly, MEA）是燃料电池发电的关键核心部件。膜电极由质子交换膜（PEM）、膜两侧的催化层（CL）和气体扩散层（GDL）组成，燃料电池的电化学反应发生在膜电极中。质子交换膜的功能是传递质子，同时隔离燃料与氧化剂。目前常见的膜材料是全氟磺酸质子交换膜，代表厂家Gore公司的Gore Select增强型质子交换膜、杜邦公司的Nafion系列。 催化剂主要控制电极上氢和氧的反应过程，是影响电池活化极化的主要因素。目前氢燃料电池的催化剂主要为三个大类：铂（Pt）催化剂、低铂催化剂和非铂催化剂。Pt作为催化剂可以吸附氢气分子促成离解，是目前需要商用的；但Pt稀缺性强，我国储量也不丰富，减少铂基催化剂用量是降低燃料电池系统商用成本的重要途径。 气体扩散层的主要作用是支撑催化层，传递反应气体与产物，并传导电流。基材通常为多孔导电的材质，如炭纸、炭布，且用PTFE等进行憎水处理构成气体通道。目前市场上商业化的气体扩散层基材供应商主要包括日本Toray、德国SGL与Freudenberg、加拿大Ballard等。 三位一体检测系统是 Apreo 2 扫描电镜独特的镜筒内检测系统。它由三个探测器组成：两个极靴内探测器（T1、T2）和一个 镜筒内探测器（T3）。这一独特的系统可提供燃料电池膜电极MEA成分、形貌和表面特征等不同层次的详细信息。 图4 赛默飞电镜及三位一体检测系统示意图图5 膜电极MEA示意图对其对应的显微结构 MEA的结构设计和制备工艺技术是燃料电池研究的关键技术，它决定了燃料电池的工作性能。 另外，质子交换膜PEM是燃料电池的核心部件。它的性能高度依赖于燃料电池电堆的堆叠和系统设计，尤其是PEM所经受的工作条件。这项看似微小的技术却是关键所在。燃料电池在实际应用环境中的耐久性是另一个关键性能因素。根据美国能源部的规定，在实际环境中行驶的条件下，燃料电池使用寿命应达到约5,000小时。为了达到这些目标，PEM设计必须考虑两种类型的耐久性，机械耐久性和化学耐久性。 机械耐久性：工作过程中的相对湿度循环会导致PEM的机械性能衰减。相对湿度的升高和降低会引起PEM膨胀和收缩，从而导致MEA中出现裂纹和孔洞。久而久之，这会造成气体渗透增加以及效率损失，并导致燃料电池电堆发生灾难性故障。通常，未经增强的PEM会通过增加厚度来提升耐久性，导致电导率降低，因此功率密度也更低。业内已广泛认可，化学稳定性优异的ePTFE增强型质子交换膜（全氟磺酸树脂/聚四氟乙烯/全氟磺酸树脂，三明治结构）可显著减少这种面内膨胀，提高RH循环耐久性，并延长电池电堆的使用寿命。图6 膜电极的横截面显微结构图，ePTFE增强型质子交换膜（全氟磺酸树脂/聚四氟乙烯/全氟磺酸树脂） 化学耐久性: 燃料电池需要在恶劣的化学环境中工作。燃料电池工作过程中产生的有害自由基会与离子聚合物 (全氟磺酸树脂是一种离子聚合物)发生反应，造成离子聚合物性能下降,这种性能衰减会造成燃料电池性能的持续下降，增加气体渗透，并导致PEM和燃料电池失效。PEM的化学耐久性不仅受PEM的自身属性影响，还受PEM的工作环境影响。减少PEM厚度有助于改善高温下的性能。因此，对不同结构层厚度的准确测量，就非常重要。 催化层中的催化组分为催化剂，目前Pt/C载体型催化剂是PEMFC常用的催化剂，由纳米级的Pt颗粒（3-5nm）和支撑这些Pt 颗粒的大比表面积活性炭（20-30nm）构成。质子交换膜燃料电池商业化进程中的主要阻碍之一是价格高昂的贵金属催化剂，从而大量的研究工作集中于开发新型催化剂以降低铂载量和增强催化剂的耐久性。催化剂的合成方法决定催化剂的结构、表面形貌和粒径分布等，这也将直接影响催化剂的性能。图7 膜电极组催化层的纳米pt催化剂,3-5nm：（左图）T1探测器检测，（右图）T3探测器检测图8 膜电极组催化层的纳米pt催化剂,3-5nm：VeriosTLD 探测器检测 50万倍和150万倍（底片显示） PEMFC的催化层是由各种不同尺度的颗粒和孔组成的，其内部的物理化学过程十分复杂，包括电化学反应、电子的迁移、氢气和氧气的扩散、质子的迁移和扩散，还有水的迁移、扩散、渗透、蒸发和液化，这一切的实现都离不开催化层的微孔结构。 催化层是由黏结剂( 如Nafion 或PTFE) 黏结起来的 Pt /C 颗粒的团聚体组成的，各颗粒之间有许多的微孔。Watanabe 等将催化层内的孔分为两大类: 一类是颗粒团聚体内部各颗粒之间较小的空隙，被称为主孔（孔径小于100nm的孔属于主孔） 另一类则是各颗粒团聚体之间的空隙，被称为次孔（大于100nm 的孔属于次孔）1。催化层内的电催化反应主要发生在主孔内，而作为黏结剂的PTFE更容易进入次孔，次孔是气体和水传输的主要通道。 备注1：Shin 等实验发现，催化层中只有孔径在70nm 以下的孔才不会被聚合物阻塞住，表明其主、次孔的分界为 70nm；Uchida 等认为主、次孔孔径分界为 40nm，由于全氟磺酸树脂和PTFE-C只会存在于次孔中。 催化层的结构，主要指的就是其微孔结构，由于主孔和次孔的不同作用，不同的微孔总容量和主、次孔容量比将导致迥异的电池性能。根据主、次孔理论，主孔较多时，可增加活化反应位，有利于减少催化层内的活化损失 次孔较多时，有利于质量传输，可减少质量传输损失。因此，维持足够数量的孔隙率和较好的主、次孔比例成为了研究催化层结构优化所要关注的重点。赛默飞电镜的孔径分布软件可满足此需求。图9 催化层结构孔隙率检测 目前，大多数 MEA 的催化层都是由一定比例的电催化剂( 如 Pt /C) 和 Nafion 组成。在常用 MEA中Nafion 在催化层中的作用有以下 3点: ( 1) 将电化学反应活性区扩大延伸至催化层内部，并有效传导质子 ( 2)黏结作用，保持催化层的机械稳定性 ( 3) Nafion上的亲水基团有保湿作用，防止膜脱水。 尽管在催化层中加入一定量的 Nafion 能有效提高催化剂的利用率，但是催化层中 Nafion含量若过多，不仅会大量覆盖 Pt /C 颗粒，阻碍电子传导，还可能阻塞催化层内部的微型孔，导致内部水和反应气体的传输通道受阻，这样会大大减弱电池的性能，尤其是在高电流密度时的性能。因此关于催化层中 Nafion 与催化剂的比例问题，以及如何识别三相1，一直受到研究者们的广泛关注。 备注1：在PEMFC中，位于三相区（3-phase region）的Pt颗粒会参与反应，通常三相区表示载体C、催化剂Pt、离聚物（Ionomer，如全氟磺酸）图10 催化层离聚物与三相反应区。 Apreo 2可以快速识别离聚物/C、Pt/C及三相区 PEMFC的普及和商业化目前还受电池性能和价格的影响，MEA催化层结构的不断改善也是PEMFC 实现商业化的有效途径之一。参考资料1.Warshay M, Prokopius PR. The fuel cell in space: yesterday, today and tomorrow [J]. Journal of Power Sources, 1990, 29: 193-200.2.Steele BCH, Heinzel A. Materials for fuel-cell technologies [J]. Nature, 2001, 414(6861):3.Sharaf OZ, Orhan MF. An overview of fuel cell technology: fundamentals and applications [J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2014, 32: 810-853.4.苏凯华. 新型质子交换膜燃料电池催化层结构及其性能研究 [D]. 上海: 上海交通大学, 2015.5. 王诚, 王树博, 张剑波, 等. 车用质子交换膜燃料电池材料部件 [J]. 化学进展, 20156. 汪嘉澍, 潘国顺, 郭丹. 质子交换膜燃料电池膜电极组催化层结构 [J]. 化学进展, 2012, 24(10): 1906-19137. Kim K H, Lee K Y, Kim H J, et al. The effects of Nafion® ionomer content in PEMFC MEAs prepared by a catalyst-coated membrane (CCM) spraying method[J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2010, 35(5): 2119-2126.8. Uchida M, Aoyama Y, Eda N, et al. Investigation of themicrostructure in the catalyst layer and effects of both perfluorosulfonate ionomer and PTFE‐loaded carbon on the catalyst layer of polymer electrolyte fuel cells[J]. Journal of the Electrochemical Society, 1995, 142(12): 4143.9. Curtin D E, Lousenberg R D, Henry T J, et al. Advanced materials for improved PEMFC performance and life[J]. Journal of power Sources, 2004, 131(1-2): 41-48.10. Sharma S, Pollet B G. Support materials for PEMFC and DMFC electrocatalysts—A review[J]. Journal of Power Sources, 2012, 208: 96-119.11. Proton exchange membrane fuel cells: materials properties and performance[M]. CRC press, 2009.

在新能源技术飞速发展的今天，氢能电池以其高效、清洁、可再生的特点，成为了未来能源领域的重要方向。质子交换膜（Proton Exchange Membrane, PEM）作为氢能燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC）的核心部件，其性能直接决定了燃料电池的整体效率、稳定性和安全性。因此，制定科学合理的质子交换膜检测方案，并配置相应的精密仪器，对于保证氢能电池的质量至关重要。一、质子交换膜检测方案概述质子交换膜检测方案主要包括以下几个方面：气体透过率测试、力学强度测试、厚度均匀性测试以及电化学稳定性测试。这些测试项目旨在全面评估质子交换膜的综合性能，确保其满足燃料电池的使用要求。1. 气体透过率测试气体透过率是评价质子交换膜阻隔性能的关键指标。高气体透过率意味着膜的气体阻隔性能差，会导致氢气和氧气在膜内直接接触，降低电池的开路电压和效率。因此，气体透过率测试是质子交换膜检测的首要任务。测试方法：通常采用压差法进行测试，即将质子交换膜置于测试装置中，通过控制两侧的气体压力差，测量气体通过膜的速率。泉科瑞达WVTR-F1压差法气体渗透仪是这一测试的理想选择，它符合GB/T 20042.3-2022《质子交换膜燃料电池第3部分:质子交换膜测试方法》标准，能够精确测量质子交换膜在各种温度条件下的气体透过率、扩散系数、溶解系数和渗透系数。2. 力学强度测试质子交换膜的力学强度直接关系到其耐机械损伤的能力和燃料电池堆的使用寿命。因此，对质子交换膜进行拉伸强度、断裂拉伸应变、弹性模量和180°剥离强度等力学性能测试至关重要。测试仪器：推荐使用泉科瑞达ETT-01智能电子拉力试验机，该设备集成了拉伸、剥离、撕裂等多种测试功能，采用高精密力值传感器和闭环控制系统，能够准确测量质子交换膜的力学强度参数，满足GB/T 1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片的试验条件》等相关标准。其自动化操作和数据分析功能，可大大提升测试效率和数据准确性，为科研人员提供可靠的力学强度评估依据。3. 厚度均匀性测试质子交换膜的厚度均匀性是影响其导电性能和耐久性的重要因素。不均匀的厚度分布可能导致电流分布不均，进而影响电池的整体性能。因此，采用高精度仪器对质子交换膜进行厚度均匀性测试显得尤为重要。测试仪器：推荐使用泉科瑞达CHY-02膜厚测量仪，该仪器采用接触式测量技术，能够实现对质子交换膜表面各点厚度的快速、准确测量，并生成详细的三维厚度分布图，直观展示膜的厚度均匀性状况。其高测量精度和重复性，确保了测试结果的可靠性和一致性。综上所述，通过科学合理的质子交换膜检测方案及精密仪器的配置，可以全面评估质子交换膜的综合性能，为氢能燃料电池的研发和生产提供有力支持。随着新能源技术的不断进步，我们期待在质子交换膜检测技术方面取得更多突破，推动氢能产业的快速发展。

高分辨氢氘交换质谱技术解析天然免疫受体构象变化与信号传导机制 MDA5是细胞内的异体RNA监测蛋白，属于RIG-I样受体家族（RLRs）的重要成员。MDA5参与多种RNA病毒引起的免疫反应，是天然免疫的一道重要屏障。RLRs家族共有RIG-I、MDA5及LGP2三个成员，其中RIG-I和MDA5的N端均拥有串联CARDs结构域，可通过CARD-CARD同型相互作用招募MAVS，最终促进I型干扰素（IFN）通路的激活。在RLRs抗病毒信号的激活过程中，K63连接的多聚泛素链（K63-polyUb）起着关键作用[1]。前期研究发现，短链K63-polyUb可以通过共价锚定和非共价锚定两种方式有效地促使RIG-ICARDs的寡聚[2, 3]。形成的异源四聚体复合物（K63-polyUb-RIG-ICARDs）可激活MAVSCARD寡聚，形成MAVS纤维的核心[2, 3]。然而，K63-polyUb是如何调控MDA5 CARDs组装以及招募、激活MAVS CARD的分子机制，仍是待解决的科学问题。 Immunity近期中国科学院上海药物研究所郑杰团队在Immunity杂志上以Research Article形式在线发表了题为“Ordered assembly of the cytosolic RNA-sensing MDA5-MAVS signaling complex via binding to unanchored K63-linked poly-ubiquitin chains”的研究成果，本研究通过生物大分子氢氘交换质谱技术（HDX-MS）以及冷冻电镜技术（Cryo-EM）揭示了长链，非锚定K63-polyUb促进MDA5-MAVS组装程序与信号传递的分子机制。MDA5-MAVS首先研究人员建立了K63-，K48-连接泛素链的生化合成平台，并制备了不同长度的K63-polyUbn（2≤n≤14）（图1）。通过基于Orbitrap Fusion平台的氢氘交换质谱技术（Hydrogen/Deuterium Exchange Mass Spectrometry，HDX-MS），研究人员发现MDA5CARDs和RIG-ICARDs的氢氘交换保护程度依赖于不同长度的K63-polyUbn（MDA5: n≥8 RIG-I: n≥3）而不依赖于K48-polyUbn（n≥10）；并且保护强度随着K63-polyUb的长度增加而特异性加强。 图1：HDX-MS分析K63-polyUb（2≤n≤14）对RLR CARDs寡聚的影响（点击查看大图） 为了研究K63-polyUbn介导的MDA5CARDs寡聚体的组装机制，研究人员利用冷冻电镜首次解析得到了分辨率为3.3Å的MDA5CARDs与K63-polyUb13复合体的结构。这也是MDA5CARDs第一个近原子分辨率的冷冻电镜结构。 那么MDA5CARDs-K63-polyUbn异源四聚体又是如何招募其下游信号蛋白MAVS？研究人员进一步通过Cryo-EM解析得到了分辨率为3.2Å的由长链K63-polyUb11拴系的“自下而上”的左手螺旋MDA5CARDs-MAVSCARD复合体结构。 同时研究人员通过生物大分子氢氘交换质谱技术，首次证明了人类MDA5全长蛋白的CARDs在初始状态下处于张开的构象并可与长链K63-polyUb10结合。然而在早期研究中，氢氘交换质谱已经证明了RIG-ICARDs在初始状态下呈闭合的构象[4, 5]。这也直接证明了RIG-I和MDA5的CARDs在溶液状态下构象上的巨大差异。其次，研究人员进一步发现K63-polyUb10拴系的MDA5CARDs复合物在溶液中的稳定性受MDA5的RNA依赖的ATP酶活性别构调节。图2：HDX-MS分析全长MDA5在其识别配体或底物作用下（dsRNA/ATP/K63-polyUb）的动态的构象变化与信号传导机制（点击查看大图）综上所述该研究通过生物大分子氢氘交换质谱和冷冻电镜技术发现长链，非锚定K63-polyUb类似于一个“分子桥梁”，促进了MDA5CARDs四聚体的组装，使之形成一个激动状态的构象来招募下游MAVSCARD，以进一步促进MAVSCARD的寡聚和激活（图2）。激活状态下的MDA5可以结合并水解ATP，远程提升CARDs-K63-polyUb10的稳定性以持续激活MAVS。该研究弥补了MDA5通路激活与信号传导研究的空白，进一步揭示了长链，非锚定K63-polyUb在细胞内作为内源性激动剂的免疫学功能，为理解泛素分子多样性在抗RNA病毒天然免疫信号传导与调控中的作用提供了新的线索。* 上海药物所博士后宋斌和美国NIH Research Associate陈运为论文第一作者，上海药物所郑杰研究员为论文的通讯作者。该工作得到了新加坡南洋理工大学罗大海教授、吴彬教授，美国Scripps研究所Patrick Griffin教授，上海药物所罗成研究员和张乃霞研究员的大力支持，得到了国家自然科学基金、上海市浦江人才计划等项目的支持。 专家访谈郑杰（中国科学院上海药物研究所 研究员）Q根据您的经验对氢氘交换质谱技术的理解？以及这篇文章的主要的难点在哪里？答：我觉得HDX-MS是基于生物化学这个学科，围绕表征酶活反应机理的一个很实用的技术，HDX-MS第一个应用是来自美国工业界，可以很好地应用于药物发现。这个新工作的一个难点就是采用生化合成了不同长度的K63多聚泛素链，并对RLR CARDs进行了后续功能筛选和表征。如果无法系统合成K63-polyubn（n＞8），我们也无法解决这个科学问题。Q基于高分辨质谱技术的HDX-MS技术作为捕捉蛋白质溶液构象变化的重要研究工具，相对于冷冻电镜技术提供哪些不可或缺的生物学信息？答：HDX-MS和cryoEM提供的信息非常互补，首先，两者联用可以提供高分辨的结构和溶液中动态构象变化的信息。其次，在我们这个研究中，我们使用了HDX-MS去表征MDA5全长蛋白的一系列的构象变化，这对cryoEM研究是很有难度的，因为全长MDA5 的CARDs和Helicase之间的linker长度达到了120个氨基酸且在溶液中是非常活跃的，我们这次利用了HDX分析了MDA5与RNA，ATP互作如何远程调控CARDs与K63-polyub的构象变化。表征好这一系列的构象变化就是表征MDA5在溶液状态下是如果进行信号传导的机制。QHDX-MS技术目前有哪些应用方向，未来应用前景如何？答：HDX-MS捕捉的是溶液状态下蛋白质稳态的信息，研究蛋白质动力学，这对药物发现（drug discovery）研究非常关键，可以大大加速药物的发现与研发。HDX-MS可以直接提供药物与小分子互作，以及生物大分子抗体药物识别抗原等研究提供接近生理意义的重要信息。我博士后是在美国Scripps研究所Patrick Griffin教授进行的训练，当时实验室的同事很多都去了美国大药企利用HDX-MS参与药物发现。其中Mike还在礼来公司搭建了一套高通量全自动的HDX设备，专门为礼来的小分子药物发现筛选而设定。回国后我们也正朝着这个方向努力，实现HDX-MS软件和硬件的进一步自动化，希望未来在国内可以实现HDX-MS高通量。另一个努力的方向是早日实现单氨基酸残基分辨率的HDX-MS技术的升级，这可以 帮助精准表征药物作用关键氨基酸残基。为了实现这个目标，HDX-MS的自动化进样平台机械臂模块需要一定的改造，比如更严格的控温，更高频率的连续进样来优化质谱的采集效率。最终我希望可以利用高通量HDX-MS平台去建一个蛋白库，提供氢键，自由能，单氨基酸残基HDX等可以量化的参数，更精准的帮助科研工作者了解蛋白质的折叠，去折叠等稳态的信息。 关于作者中国科学院上海药物研究所郑杰实验室长期结合生物大分子氢氘交换质谱技术交叉解决由蛋白质（酶）的动力学异常变化所导致的重大疾病的发生机制，聚焦RNA天然免疫模式识别受体的内源，外源性配体识别与信号传导机制，以及自身免疫疾病发生机制。围绕氢氘交换及其应用，以第一作者或通讯作者在Immunity 2021，Anal Chem 2019，Nat Commun 2018，structure 2018， Nat Commun 2017，Nucleic Acids Res 2015等期刊上。感谢郑杰老师对本文的指导与支持参考文献：1. Hu, H. and S.C. Sun, Ubiquitin signaling in immune responses. Cell Res, 2016. 26(4): p. 457-83.2. Zeng, W., et al., Reconstitution of the RIG-I pathway reveals a signaling role of unanchored polyubiquitin chains in innate immunity. Cell, 2010. 141(2): p. 315-30.3. Peisley, A., et al., Structural basis for ubiquitin-mediated antiviral signal activation by RIG-I. Nature, 2014. 509(7498): p. 110-4.4. Zheng, J., et al., High-resolution HDX-MS reveals distinct mechanisms of RNA recognition and activation by RIG-I and MDA5. Nucleic Acids Res, 2015. 43(2): p. 1216-30.5. Zheng, J., et al., HDX-MS reveals dysregulated checkpoints that compromise discrimination against self RNA during RIG-I mediated autoimmunity. Nat Commun, 2018. 9(1): p. 5366.扫描下方二维码即可获取赛默飞全行业解决方案，或关注“赛默飞色谱与质谱中国”公众号，了解更多资讯+

-BE系列使用Nafion专利技术可靠地为实验室及科学应用中的校准气体进行加湿美国博纯有限责任公司，医疗，科研及环境监测应用气体预处理解决方案的优质供应商近日发布新型BE系列水分交换器。加湿校准气体已被证实可以提高气体检测传感器精度并减少错误报警。博纯以Nafion技术为基础的BE系列专为实现这些结果而设计。高选择性渗透管从周围环境空气中吸收水汽来加湿实验室和科学应用中的校准气体，使之达到要求的水平。博纯BE系列解决方案已为气体检测系统测试和表征，使其在系统校准和设置过程中更容易的加湿气体。这些水分交换器由Nafion材料制成，水分交换器材料都具有耐化学腐蚀性，可用于绝大部分检测气体。BE系列可连续的水汽传递特性可提供长期性能，减少维护成本。公司新的BE系列有多种长度可选，满足常见流速要求。BE系列也可用作气体干燥管来干燥潮湿的气流至周围的环境湿度水平。博纯BE系列重要因素和亮点：安装简单, 只要求BE水分交换器打开伸直，并与环境空气接触水分交换器持续地再生，随着时间的推移可提供稳定的性能使用寿命长，产品重复使用时不会老化或失去性能水分交换器材料具有耐化学腐蚀性，可用于绝大部分检测气体关于博纯：美国博纯（Perma Pure）是英国豪迈旗下公司，是一家提供创新的高性能气体预处理解决方案生产厂商，产品包含干燥管、加湿器、过滤器、凝聚过滤器、专业洗涤器和完整的样气预处理系统。总部位于新泽西州莱克伍德，在中国和印度设有服务支持中心。作为使用Nafion™ （由杜邦公司研发的离子交换共聚物）管解决方案的指定生产商，我们提供高性能、品质和可靠性产品，是医疗、科研和环境监测用户的信赖之选。博纯通过ISO 9001：2015,13485：2016认证，并获得FDA注册。