醇体系合成过程

近年来，科研高校实验室在生物医药、新能源和新材料等领域不断取得进展。在这些领域中，很多化学反应对实验过程中的水分和氧含量要求十分严格，比如 Buchwald-Hartwig 偶联反应；也有一些化合物和试剂对空气中的水分和氧气极为敏感。科研工作者为了能够高效的开展研究，必须借助特殊的设备和技术来进行无水无氧操作。如果操作不当，即便反应路径和条件设计得当，也可能无法得到期望的产物。因此，无水无氧技术在科学研究中占据了重要位置，已经得到了广泛应用。目前，无水无氧操作主要有以下三种方法：高真空线操作（Vacuum-line）：适用于对无水无氧条件要求不是很高的体系，通过直接用惰性气体置换反应体系中的空气，这种方法简单实用，适用于多种常规反应，是最常见的保护方式。Schlenk 线操作：在需要进行无水无氧的回流、蒸馏和过滤等操作时，使用 Schlenk 线技术较为便捷。手套箱操作（Glove-box）：对于需要称量、物料转移、稀释和过滤等更为复杂的操作体系，通常在充满惰性气体的手套箱中进行。手套箱已在科研实验室中被应用在有机合成、OLED 封装、锂电池制作与研究、对水氧敏感的试剂的存储与分装以及生物领域如厌氧菌培养、细胞低氧培养等方面[1] 。XmartChem® 智能合成工作站（手套箱工站）晶泰科技将自动化技术与手套箱有机结合，研发的机器人工作站系列——XmartChem® 智能合成工作站（手套箱工站），自动完成合成实验中投料、反应、产物稀释、过滤全过程，实现无水无氧操作体系下化学合成实验操作流程自动化，专门为化学人员研发的软件系统 ，直观易用。突破高通量合成筛选的瓶颈，降低操作门槛，提高实验的效率和安全性，增加科学研究产出。● 产品特点&bull 无水无氧操作体系：具备高效的气体净化系统，O2 & H2O &bull 高通量全自动：自动化完成合成实验中投料、反应、产物稀释、过滤全过程，突破高通量合成筛选的瓶颈，降低操作门槛，提质增效；&bull 人机协作 ：系统高效稳定，7×24 小时不间断安全运行；&bull 信息溯源：支持条码扫码，样品信息可溯源；&bull 可视化软件系统：触屏式操作界面，轻松访问资源、方法、任务及数据等功能信息；资源配置界面与设备内部布局完全一致，操作方式直观，充分降低学习成本，易于使用；&bull 简化工作流程：可直接创建或调用模板实验设计流程方法，轻松设定参数，节约时间；支持批量实验参数导入，简化操作；&bull 用户权限设定：软件系统支持划分用户权限，维护实验方法、数据安全；&bull 完整数据记录：实时自动采集反应条件、实验控制以及数据，确保完整实验流程可追溯；&bull 数字化平台：支持接入 LIMS 系统，并兼容晶泰数字化软件（ELN、数字孪生仿真系统等）；&bull 立体仓储物料架：多层自动化控制，适用于多种物料存放；&bull 人工操作位设计：惰性气体手套箱一机多用，用于敏感试剂的人工备料和存储；自动物料架，实验过程中按需补料；&bull 开放集成：支持多种第三方设备如 LC-MS 等集成到工作站，实现产物的快速鉴定；● 工作流程参考文献[1]郑杰，张福平，李玉佳. 无水无氧手套箱在实验室安全运行与管理中的探索与实践[J]. 大学化学，2023，38（10）：300-305.

甲醇合成的原料主要是气化煤气、焦炉煤气、天然气等，经过净化(变换,脱硫,脱碳)，然后调整其压力进合成塔,出来后冷却,然后在经过醇分进精馏塔提纯。在线分析仪器的主要用量在煤气化工段，而对于净化和合成工段所使用的仪器数量较少。针对相同制煤气工艺而言，甲醇工艺所需要的分析仪器数量要少于合成氨工艺。煤气化技术是发展煤基化学品(如甲醇,氨、二甲醚),煤基液体燃料,先进的IGCC发电技术,多联产系统,制氢,燃料电池,直接还原炼铁等过程工业的基础,是这些行业的共性技术,关键技术和龙头技术,可以说是工业领域许多行业发展的“引擎”。航天炉煤气化工艺主要技术路线:干煤粉作原料,采用激冷流程,主要特点是技术先进,具有较高的热效率(可达95%),碳转化率高(可达99%) 气化炉为水冷壁结构结构,气化温度能到1500-1700℃的高温 对煤种要求低,可实现原料本地化 拥有自主知识产权 关键设备全部国产化,投资少,生产成本低。（图源网络，侵删）不同的设计院、以上数据有差异

研究背景泡沫是一种气体分散于液体中的分散体系。通常，纯的液体是不会起泡的。泡沫产生的条件有两个：需要气体和液体充分接触，并使气体分散于液体中；还需要气泡产生的速度明显大于消泡的速度，使得气泡可以聚集成泡沫，行之有效的办法是在液体中加入表面活性剂。对于表面活性剂水基泡沫人们已经做了大量的研究，然而近年来水-低碳醇体系也有着较为广泛的应用， 例如化学清洗、制备多孔材料、杀菌洗手液等。因此，本文着重对FC-7160在乙醇-水溶液和水溶液中的泡沫行为，尤其是泡沫形成后的排液行为、结构变化、表面弹性等，为其以后的实际应用提供理论指导。实验仪器DFA100动态泡沫分析仪、DSA100液滴形状分析仪，德国KRÜSS公司。DFA100动态泡沫分析仪DSA100液滴形状分析仪实验结果与讨论2.1 泡沫高度衰减曲线起泡性和稳定性是表面活性剂溶液泡沫行为中最重要的特征。为了与碳氢表面活性剂对比，本实验选择了阴离子表面活性剂AES-3、非离子表面活性剂AEO-9、两性离子表面活性剂CAB。由图1a可以看出，在水溶液体系中， 实验中所用的碳氢表面活性剂的起泡性和泡沫的稳定性都优于FC-7160，FC-7160的泡沫甚至没有经历tend这个时间段，起泡后立即伴随着泡沫的崩塌。而在50%乙醇-水溶液体系中，如图1b所示，只有FC-7160可以形成泡沫，碳氢表面活性剂的“泡沫”在停止通气后很短的时间内完全消失，不能形成有效的泡沫。 图1 1 g/L不同表面活性剂的泡沫高度随时间的变化：水溶液（a）；50%乙醇-水溶液（b）2.2 泡沫的结构与尺寸分布通过动态泡沫仪的结构分析模块，对泡沫中气泡的大小分布和其随时间的变化进行了精细的测量。在图2a中，在50%乙醇-水溶液中，泡沫中的气泡大小均一且近乎圆形，而在水溶液中气泡大小不一，呈现出多边形的结构。在图2b中，在前10 min内，50%乙醇- 水溶液中的气泡面积主要集中在0~0.5 mm2，没有超过1 mm2的气泡，气泡从产生到消失面积都较小；而在水溶液中气泡面积分布较宽，在1 min时，水溶液中的气泡面积就可以达到1~2 mm2。在乙醇的存在下，FC-7160泡沫中的气体扩散过程受到了限制，聚并过程和熟化过程都较慢，气泡较小且均一。图 2 1，5和10 min时（从上到下）1 g/L的FC-7160在50%乙醇-水溶液（左）和水溶液（右）中的泡沫结构图（a）；与a相对应的气泡尺寸分布直方图（b）2.3 泡沫的排液过程泡沫的稳定性主要取决于排液快慢和液膜的强度， 排液速度越慢，液壁可以保持一定厚度，泡沫也越稳定。在50%乙醇-水混合体系中，泡沫携带有乙醇和水两种组分，所以排液行为显得更为重要。在水溶液中， FC-7160的泡沫排液过程较短且非常混乱（图3a），所以在水溶液中的泡沫稳定性也较差。在50%乙醇-水溶液中（图3b），FC-7160的排液时间有所延长，泡沫中的液体含量明显高于水溶液中。在乙醇的存在下，由于FC-7160与乙醇分子之间的作用使得液体更容易携带，不易流失，所以泡沫液体含量较大且排液时间延长。图 3 1 g/L的FC-7160在水溶液中（a）和在50%乙醇-水溶液中（b）泡沫液体含量随时间变化2.4 液膜的界面黏弹性表面活性剂在气-液界面的吸附不仅可以降低体系的表面张力，而且也可以使得界面具有黏弹性。当泡沫受到扰动表面积增加时，液膜局面会变薄，变薄处的表面活性剂分子浓度降低，表面活性剂浓度差异导致液膜中产生了表面张力梯度。没有变薄处的表面活性剂分子会迁移到局部变薄处。在这个迁移过程中，液体也会随着表面活性剂分子迁移，液膜厚度和膜的强度也得以恢复，这就是膜的弹性。液膜弹性越大，抵抗外界干扰的能力越强，泡沫也越稳定。界面扩张流变可以反映液膜弹性，界面扩张模量的大小在数学上分为弹性和黏性分量，如E*=E'+iE''所示，其中E*为复合模量，E'为弹性模量，E''为黏性模量。根据文献［19,20］中报道，E*和泡沫稳定性有密切的关系，E*值越大，泡沫越稳定；而弹性模量E'和泡沫的排液行为相关，其大小依赖于tdev的值。从图4中可以看出，这些表面活性剂的E*大小关系为：FC-7160AES-3AEO-9，这和它们在50%乙醇-水溶液中的泡沫稳定性是一致的。对于AES-3和AEO-9， 它们的界面扩张模量几乎为0 mN/m，说明它们在50% 乙醇-水溶液中形成的液膜几乎没有弹性，所以气泡在产生之后立即消失不能形成泡沫。图 4 1 g/L不同表面活性剂在50%乙醇-水溶液中的界面扩张模量E*、弹性模量E'、黏性模量E''结论对有机硅表面活性剂FC-7160和几种典型的碳氢表面活性剂在50%乙醇-水溶液中的泡沫结构、含液量和液膜的表面弹性进行了研究。泡沫稳定性和泡沫液膜之间的界面粘弹性有很大的关系，界面粘弹性可以帮助分析泡沫稳定性的机理。参考文献：牛奇奇，白艳云，台秀梅，王万绪，王国永.有机硅表面活性剂在乙醇-水体系中的起泡机制研究【J】。日用化学工业，2021.

近日，中国科学院大连化学物理研究所复合氢化物材料化学研究组研究员陈萍、郭建平团队，与丹麦技术大学教授Tejs Vegge团队、大连化物所研究员李海洋团队/江凌团队合作，在催化合成氨研究方面取得进展。该研究首次将配位氢化物材料应用于催化合成氨反应中，开发出一类新型碱（土）金属钌基三元氢化物催化剂，实现了温和条件下氨的催化合成。　　氨是重要的化工原料和颇具前景的能源载体，实现温和条件下氨的高效合成具有重要科学意义和实用价值。以化石能源驱动的现有合成氨工业是高能耗、高碳排放的过程。因此，在以可再生能源驱动的“绿色”合成氨过程中，低温低压高效合成氨催化剂的开发是核心技术，也是科研工作者追求的目标。　　本工作中，科研团队开发的碱（土）金属钌基三元氢化物（Li4RuH6和Ba2RuH6）催化剂材料可实现温和条件下氨的催化合成。该催化剂材料是一种离子化合物，由Ru的配位阴离子[RuH6]4-和碱（土）金属阳离子Li+或Ba2+构成，在低温（-是电子和质子传递载体，Li+或Ba2+通过稳定NxHy物种降低反应能垒，通过多组分协同催化，使N2和H2以能量较优的反应路径转化为NH3。　　该类三元氢化物催化剂作为独特的化合物催化剂，在组成、结构、反应动力学性质、活性中心作用机制等方面显著不同于常规多相合成氨催化剂，而与均相合成氨催化剂存在一定关联，这为多相固氮和均相固氮研究架起了桥梁。该研究丰富了合成氨催化剂体系，并提出了“富电子、多组分活性位点”合成氨催化剂设计策略，为进一步探寻低温低压高效合成氨催化剂提供了新思路。　　相关研究成果以Ternary Ruthenium Complex Hydrides for Ammonia Synthesis via the Associative Mechanism为题，发表在《自然-催化》（Nature Catalysis）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会基础科学中心项目“空气主份转化化学”、中科院青年创新促进会等的支持。　　论文链接

2009年3月4日，服务科学、世界领先的赛默飞世尔科技宣布在Kenneth L. Maddy分析化学实验室用液相色谱串联质谱成功检测合成雄性类固醇。该系统由Thermo Scientific Aria TLX-2涡流色谱系统和三重四级杆质谱仪组成，可以对来源于马的尿液和血浆中的同化雄性类固醇实现高准确和高灵敏的检测。 总部设在加利福尼亚州戴维斯国家高级实验室是经过授权的药物检测实验室，负责加利福尼亚州六个常任赛马场地以及九个季节赛场和其他一些相关赛事。 准确定量生物体中合成雄性类固醇的最大困难在于样品的制备。在生物体内，内源性的磷脂含量很高，有很强的基质干扰效应。这些干扰物影响待分析物的离子化，降低质谱定量分析的精密度和重现性（因为有离子抑制效应）。赛马的测试实验室一般用传统免疫测定法筛选，然后用气相色谱法质谱法进行确认，以减少干扰物的影响。然而，这些方法灵敏度差，需要复杂的样品制备过程，也不可能去除掉所有的基质干扰。 Kenneth L. Maddy分析化学实验室需要高准确度的分析方法和简单的样品制备过程，这样才能实现对大量的样品进行检测。Dr Scott Stanley教授是分析化学和药理学实验室主任， 用Thermo Scientific TurboFlow技术结合TSQ Vantage三重四级杆质谱仪开发出了相应的检测方案。非法服用合成雄性类固醇后，能够检测到血液中低至ppt(low parts per trillion)含量的物质。而且不需要复杂的固相萃取和液液萃取步骤。 Dr.Stanley 评价说，“该系统简化了我们检测方法的开发过程，除去了冗长和高成本的样品制备步骤，提高了样品检测通量，提高了检测灵敏度和准确性。此外，跟以前方法相比，该方法的定量限也提高了5-10倍。新系统已经成为我们研究合成雄性类固醇的一个基石，估计会节省十万美元的花费。如果仪器寿命按照最少5-7年来算，将最初成本投资收回大约在18-20个月。 若需了解更多关于Aria TLX-2涡流色谱系统和三重四级杆质谱，请邮件sales.china@thermofisher.com，也可以访问我们的网站www.thermo.com/turboflow or www.thermo.com/tsqvantage. Thermo Scientific是Thermo Fisher Scientific,的一部分，是全球科学服务领域的领导者。 关于赛默飞世尔科技（Thermo Fisher Scientific） 赛默飞世尔科技有限公司（Thermo Fisher Scientific Inc.）（纽约证交所代码：TMO）是全球科学服务领域的领导者，致力于帮助客户使世界变得更健康、更清洁、更安全。公司年度营收达到105亿美元，拥有员工34,000多人，为350,000多家客户提供服务。这些客户包括：医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、研究院和政府机构以及环境与工业过程控制装备制造商等。该公司借助于 Thermo Scientific 和 Fisher Scientific 这两个主要品牌，帮助客户解决从常规测试到复杂的研发项目中所面临的各种分析方面的挑战。Thermo Scientific 能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室工作流程综合解决方案。Fisher Scientific 则提供了一系列用于卫生保健，科学研究，以及安全和教育领域的实验室装备、化学药品以及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案，为科研的飞速发展不断地改进工艺技术，并提升客户价值，帮助股东提高收益，为员工创造良好的发展空间。欲获取更多信息，请登陆：www.thermofisher.com（英文），www.thermo.com.cn （中文）。

稀土材料在生物医学和高科技领域发挥着不可替代的作用。然而，典型的稀土元素开采和提取方法往往因涉及危险化学品而导致严重的环境问题和资源浪费。尽管生物采矿展示了优雅的替代方案，但由于提取金属的微生物和清除稀土的大分子工具不足，可持续地分离和回收自然界中的稀土仍然面临巨大挑战。为了直接从稀土矿石中获得高性能的稀土材料，需要开发新一代生物合成策略来高效地制备稀土元素(REEs)。在此, 清华大学刘凯研究员、张洪杰院士团队建立了一种微生物合成体系实现了高纯稀土产品的主动生物合成。此外，通过与结构工程蛋白生物偶联的亲和柱，获得了良好的Eu/Lu和Dy/La分离，纯度分别为99.9%(Eu)、97.1%(La)和92.7%(Dy)。更重要的是，原位一锅法合成的稀土依赖的甲醇脱氢酶得到了很好的治理，并独占地吸附了稀土尾矿中的La、Ce、Pr和Nd，具有先进的生物催化作用，具有高附加值的应用前景。因此，开发的新型生物合成平台提供了一个有洞察力的路线图，以扩大生物铸造方面的底盘工程范围，并生产与稀土相关的有价值的生物制品。该研究以题为“The Construction of Microbial Synthesis System for Rare Earth Enrichment and Material Applications”的论文发表在《Advanced Materials》上。在这里，成功地筛选和收集了126株新型稀土吸附菌株，作为轻、中、重稀土的微生物合成系统，实现了高纯度稀土生物产品的制备。新型稀土亲和生物材料通过结构蛋白DLanM的生物偶联，实现了Eu/Lu和Dy/La的良好分离，分别得到99.9%的Eu、97.1%的La和92.7%的Dy。最重要的是，生物工程MDHs可以作为La、Ce、Pr和Nd的选择性吸附剂，显示出在稀土产品中的先进应用。因此，这些生物合成策略为稀土研究建立了一个新的范式，并将促进稀土的高价值应用。图1. 稀土微生物分离筛选及稀土生物材料高值化利用 有效吸附和生物合成稀土的菌株筛选 为了获得能特异吸附稀土进行生物合成的微生物，从所有采集的样品中通过富集培养和鉴定方法分离出126株细菌(命名为清华稀土微生物，TR-1至TR-126)。将获得的菌株的16S rRNA序列与GenBank上的已知序列进行比较分析。结果表明，稀土尾矿场及原矿伴生区中假单胞菌为优势种。假单胞菌属，如铜绿假单胞菌、恶臭假单胞菌、荧光假单胞菌和斯图策尔假单胞菌都能在其微环境中合成无机纳米颗粒。因此，选择收集的菌株(即TR-21、TR-22、TR-27和TR-54)来测试它们对稀土的吸附能力。电感耦合等离子体发射光谱分析结果表明，TR-21对14种稀土元素的吸附能力最强。TR-21对Sm(Ⅲ)、Eu(Ⅲ)和Tb(Ⅲ)具有较高的吸附容量，但对La(Ⅲ)的吸附能力最弱。用Tb(III)、Dy(III)和Ho(III)在细胞外矿化的稀土盐都是细小的线性形状，长度约为100 nm，并在细胞外使用Er(III)、Tm(III)、Yb(III)和Lu(III)形成层状或水凝胶状的生物合成。在HRTEM下没有观察到该生物合成的明显晶格结构。用高分辨电子能谱对所有从TR-21矿化的纳米线、细丝和片状/水凝胶稀土矿物进行了元素分析，结果表明，矿化产物区含有稀土元素(Ⅲ)、磷、氧和碳。这进一步表明，稀土(III)与PO43−结合后，以矿物相的形式与细菌表面的PO43−共存，即合成的稀土盐为REEPO4。此外，该菌株不仅可以通过表面吸附回收稀土元素，还可以在细胞表面以一锅法原位合成稀土磷酸盐。与这些配合物的化学合成方法相比，微生物原位合成稀土磷酸盐不仅可以减少对环境的污染，而且具有较高的成本效益。稀土磷酸盐具有良好的化学稳定性和热稳定性，被广泛应用于发光材料的制备。当稀土离子浓度较低时，稀土元素主要与细菌细胞壁上的磷酸基团结合。随着时间的推移，生物矿化晶体的数量增加，使稀土以纳米线或片状晶体的形式沉积在细胞表面。当TR-21不与稀土元素相互作用时，细菌细胞呈椭圆形，表面光滑。TR-21对稀土的生物合成发生在细菌细胞的外部。微生物合成稀土磷酸盐后，可通过三种方法回收稀土盐。首先，稀土氧化物可以通过燃烧回收。其次，微生物细胞可以通过细胞超声裂解，稀土磷酸盐可以通过离心法回收。第三，稀土磷酸盐可以通过加入海藻糖降解胞外多糖来回收，从而使稀土磷酸盐解离，然后通过离心法回收。图2.有效吸附和生物合成稀土的菌株筛选 熔融DLanM器件的吸附容量和选择性测试 受LanM的启发，设计了一种新型的含有两个拷贝的LanM的新型嵌合蛋白DLanM。由于DLanM有8个EF-Hand，它不仅可以结合更多的稀土元素，而且对稀土具有高选择性，超快的吸附速度，稳定的吸附能力，对非稀土阳离子没有吸附能力。这使得DLanM成为一种很有前途的回收和分离稀土的生物分子。上述优点使其成为高稀土亲和力功能材料的理想候选者。为了促进转化为具有流动形式的稀土回收能力的产品，我们使用氨基的点击化学将DLanM偶联到修饰的琼脂糖凝胶微球上。在25℃下反应16 h后，DLanM的负载率约为83.3%，蛋白密度为0.678±0.004 μmolDLanM/mL琼脂糖凝胶。DLanM偶联材料具有显著的稀土亲和力。特别是，生物共轭色谱柱可以重复使用几十次，对稀土元素的回收表现出很好的性能。用混合溶液测试了DLanM基柱对稀土元素和其他金属元素的选择性。Eu和Dy可以通过DLanM柱和两步解吸的单一吸附过程从Lu和La中分离出来，从而证明了稀土之间分离的可能性。总之，固定化DLanM材料从广泛的金属离子杂质中选择性地富集稀土的功效，甚至到在稀土中分离特定的离子对。这种改进的选择性代表了现有生物吸附方法的替代使用胶囊细胞或聚合物纳米凝胶。图3.熔融DLanM器件的吸附容量和选择性测试 生物合成工具对稀土尾矿的高效利用 TR-21对稀土具有吸附和生物合成作用，对稀土尾矿中的稀土具有浸出和溶解作用。稀土尾矿中金属元素的形态和含量分析表明，稀土含量较低，使其难以恢复和分离。用离子交换法从低浓度尾矿中提取稀土成本高，而用氯化钠、硫酸铵、氯化铵、硫酸镁作浸出剂，对环境有害。相比之下，TR-21的生物浸出过程相对简单，不会产生二次污染。该方法具有环境友好、经济高效等优点，可作为尾矿中稀土有效浸出回收的一种新方法。甲醇脱氢酶(MDH)是AM1菌株甲醇代谢的关键和必需的酶。最近的研究表明，AM1菌株具有以稀土为辅因子的XoxF型MDH。XoxF型MDH的催化机理除依赖于其辅因子外，还与稀土元素的结合有关。AM1菌株不仅能从稀土尾矿中浸出稀土离子，还能从稀土尾矿中提取稀土离子，也可利用尾矿中的部分稀土进行生物合成，XoxF型MDH可以作为稀土的选择性吸附剂来提纯和分离稀土。图4.生物合成工具对稀土尾矿的高效利用【小结】该研究提出了一种新型的生物合成材料体系，以实现稀土元素的高效制造和先进利用。从稀土尾矿中筛选出的昆明菌株可以通过原位合成的方法从细胞外收集稀土生物产品。将新设计的DLanM蛋白与琼脂糖凝胶进行固定化，制备了一系列高亲和力的稀土生物吸附柱。Eu/Lu和La/Dy对的分离效率分别达到99.9%(Eu)、97.1%(La)和92.7%(Dy)。此外，生物吸附柱可重复使用长达19个周期，显示出良好的稀土回收性能。最重要的是，M.extorquens中的工程MDH不仅可以作为La、Ce、Pr和Nd的选择性吸附剂用于稀土的提纯和分离，还可以作为功能稀土-配体组合用于先进的生物合成。与化学提纯方法相比，这些生物合成策略实现了稀土的一锅法高价值利用。该生物制造系统作为新一代灵活的生物铸造，在稀土微生物底盘工程中显示出巨大的前景，特别是当与先进的编辑工具集成时，如CRISPR或同源定向修复，用于先进的生物修复和有价值的稀土生物制品制造。原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202303457

前言聚合酶链式反应（PCR）是用于扩增特定DNA片段的分子生物学实验技术。实时荧光定量PCR（以下简称qPCR）作为第二代PCR技术，自1996年推出以来，已经广泛应用于基因表达分析、病原微生物检测、动植物育种等许多研究领域，为了获得最理想的检测结果，qPCR从样本采集、核酸提取、cDNA合成到上机检测的流程有许多可以优化的参数。qPCR实验的工作流程首先需要确定研究的目的，根据实验设计规划好实验分组、重复次数等细节。接下来分为样本准备和引物探针验证两个重要的步骤。样本准备主要是核酸提取逆转录等步骤，引物探针需要去测试特异性和效率。接下来需要使用qPCR仪来对样品中的目的核酸进行扩增qPCR结束后根据实验目的对目的核酸进行相对或者绝对定量。接下来讲的qPCR体系优化会围绕着这个流程展开。1.样本的采集与处理首先，提前做好功课，了解样本的不同分型，或者了解详细的细胞分群。如果条件允许尽可能覆盖所有的组织类型或者细胞类型。其次，尽可能增加样本数量，也就是生物学重复，从而更客观地反映生物变异程度。另外，qPCR实验也需要有技术重复来降低误差。采样是需要严格规划的过程，比如材料的时效性、珍贵程度等，都要纳入考量范围。样品要尽量新鲜，取样尽可能快速。戴手套操作，防止污染。如果不马上提取核酸，需要-80°C保存，并尽快处理。2.核酸的提取和检测模板的质量直接影响到检测性能。核酸提取需要有效地将RNA或DNA从其他混合物中分离。RNA样本中的污染物——基因组DNA、DNA结合蛋白、酚类化合物或在提取RNA过程中引入的外源杂质(如手套中的粉末)——都已被证明会抑制下游实验，如逆转录和PCR扩增。核酸提取需要使用无菌无酶的试剂耗材，避免RNase或DNase污染，并对内源RNAse或DNAse进行有效抑制；多糖多酚样品要考虑多糖多酚杂质的有效去除。低温保存防止RNA或DNA降解。降解或不纯的RNA会限制逆转录反应的效率，降低产量。部分降解的RNA可能不能给出准确的基因表达结果。对于基因的定量，必须使用高质量的RNA，这意味着需要非常仔细地检查RNA的浓度和质量。可采用高分辨率琼脂糖凝胶检测核酸质量和分光光度法（A260/A280=1.8和A260/A230=2.0）检测核酸纯度和浓度。3.cDNA合成RNA 质量对 cDNA 合成结果会产生重要影响。并且RNA 很脆弱，容易降解。为了保证 RNA 的完整性，我们需要非常注意，比如在冰上操作，用 RNase-free 的枪头和离心管，减少操作时间等。在反应体系中加入 RNase 抑制剂也能有效防止 RNA 降解。如何评价样品中的杂质对逆转录的影响呢？可以梯度稀释后绘制标准曲线，如果低浓度的样品点数值偏大比较明显，基本可以判定杂质影响显著。不同厂家的反转录试剂会有差异，对RNA中的杂质耐受程度也不同。逆转录酶在整个反转录体系中具有关键性影响。除了活性以外，逆转录酶的热稳定性同样很重要，在较高温度下进行逆转录，能够减少 RNA 的二级结构，增加逆转录的效率。除了掌握 RNA 的完整性之外，反转录之前还需要对 RNA 浓度进行测定。一般反转录试剂盒会对上样量有要求，建议 total RNA 上样量小于 5 μg。超过这个范围，会使反转录产物产生偏好性 (表达丰度高的基因优先被反转录) 而造成定量结果不准确。逆转录出来的cDNA可以直接放在4°C保存，若长期不用，可分装，然后-20°C保存。4.qPCR方法的建立① 定量方法绝对定量：检测起始模板数的精确拷贝数，需要标准品构建标准曲线。标准品可以是纯化的基因组DNA、质粒DNA或者体外转录RNA(cDNA)，其作用是生成标准曲线，建立Ct值与浓度之间的线性关系。标准品与待测样品的PCR效率一致，且接近100%，与样品的性质尽可能接近，与样品相同的扩增条件（PCR体系、耗材、同一次扩增），大于或等于5个梯度稀释的标准品。相对定量：在一个样本中，目的基因相对于内参基因的量的变化。内参基因选择建议筛选不少于三个内参基因来归一化RT-qPCR数据。目的是消除外部样品偏差，例如总RNA含量，RNA稳定性，酶效率或样品装载量的变化。对候选的内参基因进行qPCR 实验，得出Ct平均值以及 Ct值的标准偏差，选择SD最小的基因作为实验内参。可通过geNorm 、 BestKeeper 、 NormFinder、RefGenes 等工具来评估您的内参基因。② 荧光标记方法染料法：利用能与DNA双链结合的染料来实现，如SYBR Green I。该染料在游离状态下呈现微弱的荧光，一旦与双链DNA的双螺旋小沟结合，其绿色荧光增强约1000倍。因此其总的荧光强度与双链DNA含量成正比，利用这一关系可以反映生成的PCR产物的量。TaqMan荧光探针：是一种寡核苷酸探针，荧光基团连接在探针的5' 末端，而淬灭剂则在3' 末端。PCR扩增时在加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针，探针完整时，报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收 PCR扩增时, Tag酶的5' -3' 外切酶活性将探针酶切降解，使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离，从而荧光监测系统可接收到荧光信号，每扩增一条DNA链，就有一个荧光分子形成,实现了荧光信号的累积与PCR产物形成完全同步。常用的荧光基团是FAM，TET，VIC，HEX。引物探针设计可以参考Gene π网站：https://www.gene-pi.com/item/primers-and-probes-2/③ 引物扩增效率验证标准曲线是评估PCR扩增效率最可靠和稳定的一种方法，该方法涉及到制作一系列的样品来控制目标模板的相对数量。最常用的是10倍梯度稀释样品，采用标准qPCR程序进行扩增获得Cq值，最后根据各样品浓度及相应的Cq值绘制标准曲线，得到线性方程Cq= -klgX0+b，扩增效率E=10(-1/k)-1。利用qPCR进行定量分析时，要求扩增效率范围在90%-110%（3.6＞k＞3.1）。④ 反应体系优化▶ 根据仪器类型，选择合适的耗材和qPCR试剂。▶ 每对引物先进行预实验，确定特异性以及最适浓度。▶ 配置不同的PCR反应体系，选择每个组分合适的浓度。▶ 设置温度梯度测试引物最合适的退火温度。▶ 实验设置NTC、NRT、 NEG和POS等对照组，来监控实验体系或污染。实时荧光定量PCR常见问题分析1.可疑的扩增曲线真正的扩增曲线，有特征的形状：首先背景信号，然后是三个增长阶段（指数增长期、线性增长期和平台期）。如果不是同时具有特征性的三个增长阶段，没有典型的指数增长期，那就不存在扩增。平台期很低也是常见的异常扩增曲线。可能是模板的浓度太低。通常如果模板的起始浓度太低, 反应体系中会形成大量的引物二聚体。大量引物二聚体的形成使得引物很快消耗完，从而造成扩增曲线的平台期很低。这种情况可通过调整引物和模板的比例。2.异常的荧光信号NTC出现荧光信号---引物二聚体形成或气溶胶污染，查看熔解曲线是否为单一峰。3.扩增效率过高或过低过低的扩增效率（ 110％）可能存在的原因：▶ 移液器校准不良或移液技术差。▶ 不正确的稀释导致标准曲线出现错误。▶ 引物二聚体或非特异性扩增。▶ 标准曲线动态范围太小。▶ 基因组DNA污染。4.重复性差为精确定量，对每个样品都要做重复实验，复孔之间的Ct值不应超过0.5，标准偏差不大于0.2，这样，实验结果就有很好的精确度。造成重复性差的原因：▶ 加样误差（操作或者加样器导致）。▶ 没有将试剂和样品充分混匀。▶ 低拷贝的目的片段→泊松分布。▶ 基线阈值设定不合理。Cielo™ 实时荧光定量PCR系统Harness of the power of qPCR☑ 数据可靠性：连续1000次实验后，结果高度一致。☑ 应用灵活性：提供多种qPCR应用分析。☑ 流程智能化：中英文用户界面，触控操作，可多机联用。☑ 在线便捷性：主机可独立运行qPCR程序，数据可USB、Wi-Fi等网络传输。

p 　　从简单易得的分子尤其是几乎无处不在的烃类化合物出发，简便高效地合成复杂的多环化物是有机合成工作中的一大挑战。近十年来，由于茂基三价钴、铑催化剂对碳氢键活化有着独特的活性、选择性以及官能团兼容性而被广泛研究。近期，中科院大连化物所金属络合物与分子活化研究组(209组)在这一领域取得了一系列进展，相关工作在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 15351)和(Angew. Chem. Int. Ed. DOI:10.1002/anie.201704036)上先后发表。 /p p 　　硝酮化合物通常作为经典的1,3-偶极子参与各类环加成反应。该团队在2013年首次实现了硝酮定位碳氢键的活化。但是将其作为芳烃底物实现碳氢键活化和偶极加成相结合之前尚无报道。最近，该团队利用硝酮作为偶极子定位基，首先经碳氢键活化和环丙烯酮实现酰基化，在原位条件下，活化的C=C双键和硝酮发生分子内的1，3-偶极加成，得到桥环化合物。反应对于邻位含有较大位阻的N-叔丁基以及N-芳基硝酮均可适用，对于N-叔丁基硝酮，碳氢活化发生在唯一的苯环邻位 而对于N-芳基硝酮，反应则发生在N-芳环上，因此得到的产物的结构有所不同。值得一提的是，对于N-叔丁基硝酮，反应呈现出硝酮底物位阻控制的选择性。当N-叔丁基硝酮的邻位取代基位阻较小时，反应虽然也经历C-H活化和对三元环的插入开环，但是产生的烯基铑碳键并没有被质子解，而是发生了对亲电的亚胺片段的插入，之后经历了β-碳原子消除和质子解，得到最终的1-萘酚产物。反应中硝酮起到了亲电性无痕导向基的作用。此部分工作发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 15351上。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/471915f3-bd4d-4007-9bab-375252f8942e.jpg" title=" W020170525567525355764.jpg" / /p p 　　含炔烃片段的环己二烯酮由于同时具有活泼的末端炔烃和α,β-不饱和酮结构，所以有多种的反应可能性，一直以来是研究的热点之一，但是大部分研究都是围绕着底物的亲核性展开。将其与天然产物中广泛存在的吲哚结合，发生分子内的狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应尚属首次报道。该反应首先经过碳氢键活化形成金属碳键, 之后发生炔烃的插入原位形成二烯中间体，随后与亲二烯体(环己二烯酮)发生分子内的Diel-Alder反应，反应过程中金属始终参与。反应能得到结构截然不同的桥环和并环化合物。当利用铑作为催化剂时，铑碳键对炔烃发生常见的2,1-插入随后和第一类D-A环化串联得到并环，用半径更小的三价钴催化剂时发生罕见的1,2-插入并和第二类D-A环化串联得到结构罕见的桥环。这一工作近期发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. DOI:10.1002/anie.201704036)上。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/6e10e342-1381-4c91-9df1-b6b7ebb774f1.jpg" title=" W020170525567525358639.jpg" / /p p 　　该系列工作得到了国家杰出青年基金和中科院先导专项的支持。 /p

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 近日，上海市市场监督管理总局发布了《上海市市场监督管理局关于推进食品生产过程智能化追溯体系建设的指导意见》。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 该意见指出， strong 食品生产企业通过信息化手段建立食品安全智能化追溯体系 /strong ，形成覆盖生产全过程的追溯信息数据链，客观、有效、真实地记录和保存食品质量安全信息， strong 实现食品质量安全顺向可追踪、逆向可溯源、风险可管控，发生质量安全问题时产品可召回、原因可查清、责任可追究 /strong ，切实落实食品安全主体责任，保障食品安全。追溯内容包括产品信息、生产信息、人员信息、召回销毁等信息。具体内容如下： /span /p p style=" text-align: center " strong span style=" font-family: 宋体, SimSun " 上海市市场监督管理局关于推进 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" font-family: 宋体, SimSun " 食品生产过程智能化追溯体系建设的指导意见 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 各区市场监督管理局： /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp 为进一步加强食品（含食品添加剂）生产企业食品安全追溯体系建设，贯彻落实《中共中央　国务院关于深化改革加强食品安全工作的意见》的要求，根据本市食品安全追溯体系建设的整体部署，前期在金山区试点开展了试点推进工作，成效明显。现就在全市食品生产企业推进生产过程智能化追溯体系建设，提出如下指导意见： /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp 一、工作目标 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp 食品生产企业通过信息化手段建立食品安全智能化追溯体系，形成覆盖生产全过程的追溯信息数据链，客观、有效、真实地记录和保存食品质量安全信息，实现食品质量安全顺向可追踪、逆向可溯源、风险可管控，发生质量安全问题时产品可召回、原因可查清、责任可追究，切实落实食品安全主体责任，保障食品安全。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp 二、基本原则 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp （一）企业为主体。食品生产企业承担建立生产过程智能化追溯体系的主体责任，属地监管部门负责督促指导。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp （二）记录为基础。以法律法规和相关食品安全标准规定的原料进货查验、生产过程控制、产品出厂检验、产品销售记录等制度为追溯的数据基础，记录数据真实、准确、完整。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp （三）切合企业实际。突出可操作性，不要求形式的一致，食品生产企业可以自建系统，也可以采用第三方技术机构的服务，但应确保追溯体系中采集的数据信息和本市食品安全追溯信息平台实现实时对接。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp 三、适用范围 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp 本指导意见不适用特殊食品生产企业和食品生产加工小作坊。特殊食品生产企业的生产过程追溯体系建设按照相关规定开展，有条件的食品生产加工小作坊可参照本意见建设生产过程追溯体系。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp 四、追溯内容 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp 企业根据自身生产工艺和产品特点等，确定需要录入追溯系统的具体信息内容。对相关追溯内容调整时，应记录调整的相关情况。生产过程追溯系统至少应有以下数据信息： /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp （一）产品信息。追溯系统中的产品信息主要包括产品基本信息、贮存信息和运输销售信息。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp 1．产品基本信息。包括产品名称、执行标准及标准内容、配料、生产工艺、生产日期或者生产批号、保质期、标签标识等。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp 2．贮存信息。包括产品的仓库所在地、入库、出库时间、交接人员姓名等保障食品安全贮存要求的信息。需冷藏、冷冻或其他特殊条件贮存的，还应当记录贮存的相关信息。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp 3．销售信息。如实记录食品数量、销售日期以及购货者名称、地址、联系方式等内容。食品的运输过程需冷藏、冷冻或其他特殊条件运输的，还应当记录运输过程的相关信息。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp （二）生产信息。追溯系统中信息记录应覆盖生产全过程，重点是原辅材料进货查验、生产过程控制、检验三个关键环节。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp 1．原辅材料进货查验信息。包括原料、食品添加剂、食品相关产品进货查验记录信息，如实记录原辅材料名称、规格、数量、生产日期或者生产批号、保质期、进货日期以及供货者名称、地址、联系方式等内容。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp 2．生产过程控制信息。包括原辅材料入库、贮存、出库、生产使用的相关信息；配投料信息（数量、配比、生产班次、工艺参数、配投料人员等）；根据需要记录相关操作人员和设备设施的信息，确保风险原因可查清，责任可落实。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp 3．检验信息。包括检验批号、检验日期、检验方法、检验结果及检验人员等内容等。开展过程检验的还应包括生产过程检验的相关信息。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp （三）人员信息。包括与食品生产过程相关人员的培训、资质、上岗、编组、在班、健康等情况信息，并与相应的生产过程履职信息关联。质量安全管理、原辅材料采购、技术工艺、生产操作、检验、贮存等不同岗位、不同环节，切实将职责落实到具体岗位的具体人员，记录履职情况。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp （四）召回销毁等信息。对存在问题而召回的产品，企业应当记录发生召回的食品名称、生产日期或生产批号、规格、数量、来源、发生召回原因、召回情况等信息，对问题产品销毁的还应当记录对召回食品进行无害化处理、销毁的时间、地点、人员、处理方式等信息，监管部门实施现场监督的，应当记录相关监管人员基本信息。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp 五、智能化过程追溯体系建设基本要求 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp （一）建立制度。企业建立食品安全过程追溯系统应当建立信息管理制度，明确数据采集、传输、汇总、保存、使用等过程的职责、权限和要求。理清原料来源、生产环节及衔接、物料流向、信息采集要求及记录规则等，建立顺向可追踪、逆向可溯源的生产过程追溯制度，明确追溯目标、措施和责任人员，并定期实施内部审核，以评价追溯体系的有效性。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp （二）系统建设。企业可根据生产过程要求和科技发展水平，科学设定信息的采集点、采集数据和采集频率等技术要求。企业应当参照《食品和食用农产品信息追溯第1部分：编码规则》（DB31/T1110.1—2018）、《食品和农产品信息追溯第2部分：数据元》（DB31/T1110.2—2018）、《食品和食用农产品信息追溯第3部分：数据接口》（DB31/T1110.3—2018）、《食品和食用农产品信息追溯第4部分：标识物》（DB31/T1110.4—2018）明确本企业所采用的追溯信息的编码原则、标识方法、标识载体与数据接口等规则，确保追溯对象标识的唯一性和各环节间标识的有效关联，形成闭环，做到原辅材料使用清晰、生产过程管控清晰、时间节点清晰、设备设施运行清晰、岗位履职情况清晰。上一环节和下一环节操作信息要及时核对，汇总的各环节信息及时传输到企业的信息追溯系统。鼓励有条件的企业通过无线传感器、无线通信技术、GIS/GPS等核心物联网技术将温湿度仪器、大气监测仪器、空气监测仪器、电子秤等设备与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，实现对产品贮存与运输等环境信息实时监测与预警。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp （三）数据应准确、真实。企业在建立过程追溯体系中采集的信息，应当从技术上和制度上保证不能随意修改，要有备份系统。明确保管人员职责，防止发生信息损毁、灭失等问题，确需后期录入的应当保留原始信息记录。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp （四）保证运行有效。企业应建立过程追溯体系检查、演练和审核机制，及时检查并定期审核追溯体系的运行情况，包括是否满足相关法律法规和文件规定要求、追溯有效性和及时性、运行成本测量、标识混乱或信息丢失等产生不良信息的历史记录、对纠正措施进行分析的数据记录和监测结果等。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp 六、工作要求 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp （一）加强组织领导。各区市场监管部门要高度重视，将推进食品生产过程智能化追溯体系建设列入工作重点，督促辖区内企业成立相应组织负责追溯体系建设工作。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp （二）明确重点、分步实施。各区市场监管局可结合监管实际制定实施规划，按企业规模、风险等级或产品类别分步推进食品生产过程智能化追溯体系建设。2021年底基本完成纳入本市追溯产品目录的产品和高风险产品生产企业智能化追溯体系建设。在取得成熟经验基础上，不断完善，逐步向所有食品生产企业推广。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp （三）强化指导培训。各区市场监管局要加强对企业的指导和培训，将追溯体系建设工作的目标、要求和关键点列入培训计划，定期开展关于追溯记录、追溯程序、追溯操作规程等方面的培训。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp & nbsp & nbsp （四）严格监督检查。各区市场监管局要加强对企业落实生产过程追溯体系建设情况的检查，验证产品追溯链条，对既未建立智能化过程追溯体系也未建立纸质过程追溯、或虽建立过程追溯但信息不全、缺失、不真实的企业，要严格按照法律法规的规定进行调查处理。 /span /p p style=" text-align: right " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 上海市市场监督管理局 /span /p p style=" text-align: right " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 2019年11年18日 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp /span /p p br/ /p

2013年3月12日 ——世界超前的气体预处理产品制造商博纯（Perma Pure）最近荣获ISO 13485:2003医疗设备生产质量体系认证，这是公司在现有的ISO 9001:2008之上对质量认证的又一次扩展。 公司的质量管理体系最近在接受登记员、英国标准协会的审查之后，发现完全达到ISO 13485:2003条款的标准。ISO 13485:2003认证是为了确保医疗设备供应商符合一整套特定标准，展示其有能力提供可持续满足消费者需求和法律法规要求的医疗设备。博纯的ME系列产品用于对分析前的呼吸气体进行干燥，还能对医疗气体进行加湿以增加患者的舒适度。 “为获得并保持ISO 13485认证资格有效的方法和心态对于我们所有产品的设计、制造和销售都有积极的影响，”博纯总裁Richard Curran说，“获得此项认证标志着公司发展已再上一台阶。我们响应客户的能力也不断提高，将使我们所有产品的消费者从中受益。” 博纯ME系列干燥器只去除病人呼吸气体中的水蒸气，而不会影响样气中的二氧化碳或麻醉剂浓度。这就使医务人员对呼吸气体进行更快、更精确的分析，并更好地监测病人状况。博纯是医疗设备市场上提供Nafion?技术呼吸气体干燥器的公司中指定一家获得ISO 13485认证的公司。博纯自2005年起就获得ISO 9001认证，并在美国食品药品管理局注册成为2级医疗设备制造商。

“十二五”大气污染防治规划将防治工作扩展至涵盖NOx、O3、PM2.5、VOCs、有毒有害物质等污染因子。国务院办公厅转发的《环境保护部等部门关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知》中也提出了加强VOCs污染防治工作的要求。挥发性有机化合物(VOCs)一般是指在标准状态下饱和蒸汽压较高(标准状态下大于13.33Pa)、沸点较低、分子量小、常温状态下易挥发的有机化合物。通常可分为包括烷烃、烯烃、芳香烃、炔烃的C2～C12、非甲烷碳氢化合物 包括醛、酮、醇、醚、酯等C1～C10含氧有机物 卤代烃 含氮化合物、含硫化合物等几大类化合物。VOCs具有光化学活性，是形成大气中细粒子和臭氧的重要前体物。除环境毒性外，工业源排放的VOCs对人体危害较大，部分污染物具有致癌性。　　近年来我国已有不少学者开展对VOCs污染防治的研究，但关于制定VOCs排放标准的研究较少。制定VOCs排放标准对于控制VOCs的排放量，改善环境空气质量，保护人体健康和生态环境有重要意义。标准的执行对于引导相关行业进行产业结构调整，促进废气处理技术的创新也有积极作用。该新闻则主要研究了国内外VOCs排放标准体系，并提出我国制定VOCs排放标准的相关建议。　　国外VOCs排放标准特点　　美国　　美国大气污染物排放标准将常规污染物与有害大气污染物分开进行控制。　　常规污染物　　常规污染物包括PM、CO、O3、SO2、NOx、Pb、有机物(VOCs)、酸性气体(氟化物、HCl)等。我国暂未把挥发性有机物(VOCs)列为常规污染物进行控制。而美国为控制光化学烟雾和臭氧层破坏等环境问题，对VOCs的排放作了详细的规定。首先，涉及这类污染物的行业都制订有行业排放标准，包括炼油、石化、精细化工(杀虫剂、涂料、染料颜料等杂项有机化学品)、油品储运、制药、表面涂装、出版印刷、铸造、服装干洗等。在排放标准中又根据排放源类型的不同，分工艺排气、设备泄漏、废水挥发、储罐、装载操作五类源，分别规定了排放限值、工艺设备和运行维护要求，具体见表1。　　美国颁布的有关VOCs的排放标准还包括《消费产品挥发性有机物排放标准》、《建筑涂层挥发性有机物排放标准》、《汽车修补涂层挥发性有机物排放标准》及《气溶胶涂层挥发性有机物排放标准》等。　　有害大气污染物　　有害大气污染物是指能够引起或预测能够引起死亡率增加或能使严重的、无法治愈的、致人伤残的疾病增加的污染物。　　美国列出了187种有害大气污染物(HAP)，包括无机HAP和有机HAP，其中有33种属于挥发性有机物。美国EPA针对187种有害大气污染物名单制定有害大气污染物排放标准(NationalEmissionStandardsforHazardousAirPollutants，NESHAP)，分为两个法规号，CFRPART61(即通常所说的NESHAPs)和CFRPART63(即通常所说的最大可得控制技术标准)。　　NESHAPs对特定的危险性有害大气污染物，包括氡气、铍、汞、氯乙烯、核素、石棉、无机砷、苯等，均发布了固定源排放标准。最大可得控制技术(MACT)标准是以技术为基础制定的，并将排放源排放的多种污染物按有机HAP和无机HAP统一控制。　　欧盟　　欧盟的环境标准是以指令形式发布的。欧盟发布的有关VOCs排放的指令有欧盟综合污染预防与控制(IPPC)指令，关于特定大气有害物质最高排放量的指令(2001/81/EC)，有机溶剂使用指令(1999/13/EC)，涂料指令(2004/42/EC)，油品储运指令(94/63/EC)等。　　IPPC指令(96/61/EC、2008/1/EC)要求成员国对金属加工制造、化学工业、废物管理等33个工业行业部门的大气污染物制定排放限值 2001/81/EC指令对4种特定大气污染物(SO2、NOx、VOCs、NH3)规定了成员国到2010年的最高排放总限制 1999/13/EC指令规定了20种有机溶剂使用装置和活动的VOCs排放限值 2004/42/EC指令从产品源头规定了建筑涂料、汽车涂料中的VOCs含量(g/L) 94/63/EC指令要求储油库采取措施减少蒸发损失(90%或95%以上)，配送过程进行油气回收等。　　德国和日本　　德国《空气质量控制技术指南》(TALuft，2002)，将气态有机污染物(I类176种，II类10种)、致癌物(20种)划分为几个类别，分别规定了各级排放限值。有机污染物按其毒性大小划分为两级，排放限值分别为20和100mg/m3 致癌物按其致癌性划分为三级，排放限值分别为0.05、0.5和1mg/m3。日本要求自2006年4月起对六类重点源的9种排污设施实施VOCs排放控制。这六类VOCs重点源包括化学品制造、涂装、工业清洗、粘接、印刷、VOCs物质贮存，涵盖了大部分VOCs排放源。　　国内VOCs排放标准特点　　综合性排放标准　　中国1997年实施的《大气污染物综合排放标准》(GB16297)，规定了33项大气污染物的排放限值，其中无机气态污染物9项、颗粒物3项、金属及其化合物6项、有机气态污染物14项，并设置了非甲烷总烃综合控制指标。我国1994年实施的《恶臭污染物排放标准》(GB14554)分年限规定了8种恶臭污染物的一次最大排放限值、复合恶臭物质的臭气浓度限值。　　北京市《大气污染物综合排放标准》(DB11/501-2007)规定了一般污染源和典型VOCs污染源的排放要求。一般污染源排放要求中将污染物项目分为极度毒性物质、颗粒物、无机气态污染物、有机气态污染物 典型VOCs污染源排放要求中，根据受控工艺设施，列出主要污染物项目，并分别规定各VOCs污染源污染物项目的排放限值。　　《厦门市大气污染物排放标准》(DB35/323-2011)针对排气筒排放废气中的VOCs以及厂界环境空气中的VOCs，以“非甲烷总烃”和几种特定的单项有机污染物作为控制指标。　　对中国制定VOCs排放标准的建议　　国外制定标准的趋势是依据行业采取相应的控制技术分别制定行业排放标准。标准制定过程中，都着重考虑污染物毒性、对人体健康损害和环境经济影响。国内排放标准在制定过程中都考虑了当地特殊的大气污染问题、主要行业产业发展、排放量、污染物毒性等方面的因素。结合国内外标准制定过程的经验总结，提出我国制定VOCs排放标准的几点建议:　　(1)标准制定过程中应考虑污染物的毒性特征。　　VOCs种类繁多，毒性各异，部分VOCs具有致癌性，严重影响人体健康 部分VOCs光化学活性较强，极易导致光化学烟雾的形成，影响大气环境。国际癌症研究组织(IARC)将有机污染物按其致癌性高低分为G1、G2、G3三个等级。目前，我国VOCs排放标准中涵盖的污染物项目较少，为保护人体健康，改善环境空气质量，建议将部分毒性较大的污染物纳入控制指标体系。　　(2)标准制定过程中应考虑污染物排放量的大小。　　VOCs排放所涉及的行业众多，不同行业因发展规模、产排污环节、治理技术等的不同，其VOCs排放量有较大差异。关于工业源VOCs排放的行业特征研究发现，在所有工业排放源中，合成材料生产、石油炼制和石油化工、建筑装饰、机械设备制造等17个排放源VOCs的年排放量达20万吨以上，其排放量之和占全国总排放量的94.9%。此外，印刷和包装印刷、油品储运、合成革、家具制造、制鞋等行业VOCs排放也不容忽视。因此，建议重点控制上述工业源的有机废气排放，并分别制定行业排放标准。　　(3)标准制定过程中应考虑控制重点行业的特征污染物。　　目前我国现行的VOCs行业排放标准较少，使用综合排放标准的局限性较大，例如综合排放标准并未包括部分重点行业的特征污染物、排放限值无法满足治理技术的要求等。因此，建议建立以行业排放标准为主的VOCs排放标准体系，这样不仅能有效控制有机污染物的排放，也能满足经济社会发展的需要。

制备液相分离技术广泛应用于合成化合物分离纯化，天然产物制备，代谢产物研究和生物制品纯化等领域。目前一般的操作流程是待分离的样品溶液经过高效液相制备系统，以紫外吸收特性或者质谱响应作为触发信号，在信号超过设定参数时引起馏分收集器收集，得到含有目标产物的溶液，后续通过旋转蒸发或者冷冻干燥等手段使得含有目标化合物的溶液浓缩、干燥，最终得到目标产物的固体状态。这种传统的工作流程在相关领域得到广泛使用。 然而，相对于前期的制备纯化工作，目标馏分的后处理经常是费时又费力的过程。含有大量水的样品往往需要12-24小时甚至更长的时间进行处理。流动相中加入的甲酸、三氟乙酸、氨水、乙酸铵等添加剂会与化合物上的官能团成盐或者以游离态存在而不能完全去除进而影响目标产物的纯度和后续生物活性实验的结果。并且更为严重的是，由于化合物的结构特性和制备色谱柱的柱效影响，在制备纯化过程中往往需要在流动相中添加易挥发的酸或者碱来调节流动相的pH 值以改善色谱峰峰形进而提高分离效率。但在分离完成后对馏分进行旋转蒸发或者冷冻干燥的过程中，随着溶剂的逐渐去除，剩余溶液中的酸或碱的浓度相对提高，当pH 变化到超过目标化合物能够稳定存在的条件时，化合物结构发生变化，造成目标产物损失，使得前期的分离工作功亏一篑。 岛津公司的全自动纯化系统Crude2Pure系统（以下简称C2P 系统）提供了一种全新的制备分离所得馏分后处理模式，可在短暂的时间内完成从馏分溶液到目标物固体粉末的获得。并且在这一过程中，有效地除去了流动相中加入的添加剂，即便是已经和化合物结合成盐的，也可以通过置换的手段得到满足后续实验要求的盐的形态，有效降低了目标化合物分解的危险。由于可以直接生成固体粉末，免去了转移等操作，极大程度的降低了由于多步骤操作而引入杂质或损失产物的风险。 C2P 系统由捕集系统和回收系统组成（图1）。捕集系统根据化合物的极性和疏水特性通过一定比例和组成的流动相将馏分溶液输送通过C2P 捕集柱，目标化合物将被保留在捕集柱中。将该捕集柱转移至回收系统，选择需要的化合物形态（盐，游离碱等）后，回收系统通过冲洗C2P 捕集柱去除多余的流动相添加剂，转化成盐形态，除水等步骤后，以二氯甲烷-甲醇溶剂洗脱目标化合物，同时辅以加热和氮气干燥，进而在3小时内得到目标化合物的固体粉末。 图1 C2P 系统的捕集系统（左）和回收系统（右） 岛津Crude2Pure 系统提供了一种快速、安全、有效的全新分离制备后处理方法。使用Crude2Pure 系统，可以在3 小时内快速完成目标化合物馏分的自动粉末化操作，同传统的样品分离纯化后处理方法相比，节省处理时间3倍以上；该系统对样品的处理过程不受样品结构特点和性质的影响，实验证明可以适合大多数化合物的处理；样品回收过程是针对每个样品的独立过程，减少转移操作，避免了相互污染的产生；待制备样品被捕集的同时，馏分溶液中的流动相添加剂在回收过程中被有效的去除，不仅可以消除阻碍粉末化的因素并且可以根据样品最终回收形态的需要选择前处理溶剂，最终得到高纯度的化合物粉末，平均回收率在90%以上。基于以上特点，C2P 系统在天然产物提取分离纯化和合成有机化合物的研究中有广泛的应用前景。 了解详情，请点击《Crude2Pure 系统在有机合成化合物纯化中的应用》 关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所为扩大中国事业的规模，于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司。 目前，岛津企业管理（中国）有限公司在中国全境拥有13个分公司，事业规模正在不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心；覆盖全国30个省的销售代理商网络；60多个技术服务站，构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。 岛津作为全球化的生产基地，已构筑起了不仅面向中国客户，同时也面向全世界的产品生产、供应体系，并力图构建起一个符合中国市场要求的产品生产体制。 以&ldquo 为了人类和地球的健康&rdquo 为目标，岛津人将始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/ 。

可烯醇化酮的α-羟胺化反应一、以苯乙酮或苯丙酮的α-羟胺化反应以苯乙酮或苯丙酮为底物，在高效、多功能流动化学工艺平台进行了α-氯亚硝基衍生物原位制备、底物拔氢、α-羟胺化反应、硝酮中间体酸解、产物分析、液液分离、环戊酮骨架循环套用的整个流程（下图）。该连续流工艺平台实验室和放大规模反应单元采用的是康宁 LowFlow Reactor 和G1反应器，康宁反应器无缝放大的技术优势是该反应进一步扩大产能的保障。图7. 苯乙酮或苯丙酮的α-羟胺化反应连续流反应体系底物苯乙酮/苯丙酮与LiHMDS进入反应模组I在0℃、1 min停留时间条件下完成拔氢反应。反应液与发生器II中生成的 1-氯-1-亚硝基环戊烷进入反应模组II在0℃、1 min停留时间条件下发生亲电胺化反应。所得反应液中的硝酮中间体与盐酸进入反应模组III在60℃、1 min停留时间条件下发生酸解，原料转化率分别为70%（苯乙酮）和98%（苯丙酮），产物分离收率分别为62%（苯乙酮）和90%（苯丙酮）。表8. 产物收率随时间和温度变化曲线值得一提的是，在反应釜条件下，如果以一级酮（苯乙酮）为底物，即便将反应温度冷却至-78℃，反应生成的硝酮中间体还是更容易与原料烯醇负离子质子交换，进一步反应后只能得到46%的二胺化杂质。而在连续流工艺条件下，得益于物料的快速混合效果、低返混以及局部化学计量的精准控制，有助于得到目标产物，避免二胺化杂质的产生（下表）。对比典型的间歇釜反应条件（-78℃），在连续流工艺中，亲电胺化反应可以在更温和的反应温度（0℃）中进行，同时避免物料分解并在停留时间1分钟内达到几乎定量的转化。但不建议尝试高于0℃的反应条件以进一步减少停留时间，这可能会导致堵塞或物料的爆炸性分解。反应模块III的出料口集成了Zaiput高效液-液分离器在用来在线自动分离水相和有机相，水相中基本为纯的目标产物的盐酸盐，有机相中主要为环戊酮骨架。对有机相进一步处理以回收环戊酮，可转化为环戊酮肟，分离收率83%。环戊酮骨架的循环利用，使整个工艺更加绿色环保。Zaiput 液-液分离器是康宁在中国独家代理的在线分离仪器。是由MIT孵化出来的新型专利技术，可取代传统萃取技术。 二、扩展实验维持反应器设置不变，尝试了包括苯乙酮在内的22个底物，原料转化率和产物分离收率列于下表：实验结果讨论本通过独特、高效、可放大的连续流平台，可实现从可烯醇化酮和α-氯亚硝基化合物1a以高分离收率制备α-羟胺化酮化合物库。对高附加值的α-羟胺化酮中间体的生产可以实现工业化生产。分别以一级、二级和三级酮类化合物为原料制备了22个α-羟胺化酮化合物，为几种医药中间体 （包括世卫组织必需品和短缺药物）的生产开辟了道路。本项研究充分体现了连续流工艺的主要优点包括：高效的传热、传质系数，在线分析的集成、很少的占地面积等。反应平台保持了紧凑和高度集成的反应器设计（包括辅助设备在内小于2平方米）。连续流工艺条件下毒性和有潜在爆炸风险的化合物的原位制备和消耗使反应对环境的影响大大降低，对绿色合成技术延伸与拓展具有显著的参考意义！Reference：Victor-Emmanuel H. Kassin, Romain Morodo,a Thomas Toupy，Isaline Jacquemin, Kristof Van Hecke, Raphaël Robiette and Jean-Christophe M. Monbaliu ，Green Chem., 2021, 23,2336

2023 年 5 月下旬，对于田佳来说是忙碌且有意义的一个初夏。在短短一周之内，他相继在 Nature Catalysis 和 Nature Materials 上发表两篇论文。目前，他在中科院上海有机所担任研究员。图 | 田佳（来源：田佳）利用超分子手段，拓宽对自然光合作用体系的理解5 月 18 日，第一篇论文发表在 Nature Catalysis 上。研究中，他和合作者利用超分子手段模拟自然光合作用，探索构筑新型的人工光合体系。光合作用被认为是地球上最重要的化学反应过程，为生命体提供着最基本的物质与能量来源。然而，由于天然光合系统通常需要兼顾诸多生命过程，且催化中心数量有限并距离光敏系统较远，导致"光能-化学能"转化的整体量子效率偏低。通过化学手段模拟光合作用中的关键基元，构筑光能转化效率更高的人工光合系统，有可能为缓解能源环境危机、降低碳排放提供新的理论和技术支撑。在复旦大学攻读博士学位期间，田佳师从该校的黎占亭教授。那时，前者主要从事超分子有机框架材料的研究。更早之前，黎占亭在芳酰胺大环、以及折叠体和分子识别等领域的工作，给田佳带来了重要启发。于是，后者萌生了将高强材料凯夫拉结构中的寡聚芳酰胺片段嫁接到天然卟啉两亲分子上，进而构筑人工光合组装体的想法。后来，田佳根据天然光合紫色细菌的球形色素体结构，设计了两亲性的三嵌段卟啉基分子单体。（来源：Nature Catalysis）令人惊喜的是，利用这一方法不仅在水中得到了尺寸分布均一的球形组装体，而且组装体表面具有环形的卟啉阵列亚结构。对于通过超分子组装体来模拟生物特定功能和结构来说，这是一次极其重要的突破。在性能上，这种球形组装体不仅展现出光收割"球形天线"效应，同时具有良好的抗光漂白性质和优异的结构稳定性，为超分子光催化体系的光敏剂选择提供了新的解决方案。（来源：Nature Catalysis）受天然光合紫色细菌球形色素体结构的启发，课题组设计了三嵌段卟啉基的两亲分子，并引入寡聚芳酰胺片段以便增强组装体结构的稳定性。合成关键分子之后，他开始进行超分子组装体的构筑和表征。通过亲疏水作用、氢键作用和π-π堆积作用，这种单体分子可以在水中自发组装形成球形纳米胶束组装体。通过增加芳酰胺片段的长度、提高分子间的氢键数量，可以构筑粒径更大、性质更稳定的组装体。在化学、材料等科学研究中，纳米结构表征占据十分重要的位置。在 Nature Catalysis 发表的这篇论文中，透射电子显微镜、扫描透射电子显微镜以及同步辐射小角 X 射线散射的观测结果显示：组装体呈现出尺度均一的球形结构。但是，更精细的组装亚结构表征，需要通过高分辨扫描透射电镜、原子力显微镜、冷冻电镜等手段实现。借助冷冻电镜单颗粒分析技术，田佳等人观察到球形组装体表面存在直径 4.2nm 左右的环形卟啉阵列，这为进一步研究催化性能及其构效关系奠定了基础。完成超分子组装体的构建之后，则要进行光催化实验和机理研究。这时，课题组根据球形胶束表面的环形卟啉阵列呈正电性，有目的地选择了合适的 Co 基卟啉催化剂。在水溶液中，催化剂具有阴离子形式，因此可以通过静电相互作用拉近其与正离子型卟啉环形阵列的空间距离，从而提高电子传输效率；且催化剂的尺寸约为 3-4 nm，略小于环形卟啉阵列的直径（4.2 nm），这也促进了催化剂与环形阵列的对接。另外，在催化过程中，好的催化剂不仅能降低反应活化能，也与反应底物二氧化碳具有一定的结合能力。同时，当生产最终目标产物 CH4 的时候，好的催化体系还能具有良好的脱附能力。基于此，该团队选用四（对磺酸苯基）卟啉-Co 配合物（TSPP-Co）为催化剂构筑人工光合体系，该体系在优化条件下表现出光促 CO2 至 CH4 转化的高催化效率与高产物选择性。同时，在描述反应机理时，他们提出"纳米围栏"以及"球形天线"效应，上述效应使光生电子高效地注入催化位点，进而带来高效的二氧化碳催化转化。当人工光合作用遇见超分子自组装生命过程离不开超分子自组装，光合生命以脂质和蛋白为骨架，可以对捕光复合物和反应中心进行精确定位，并能有序排列形成精妙的多级自组装结构，比如紫菌的色素体、高等植物的类囊体等。这些优雅的超分子组装体表现出高效的光捕获、精确的电子转移和选择性催化功能。而在人工光合领域，超分子自组装的好处在于可以让人们"自下而上"地构筑光合材料，比如将单体分子组装为纳米复合结构。另外，通过优化结构设计，还能提高能量转移和电子传递的效率。同时，超分子自组装能将不同的功能模块组装在一起，借此形成复合材料，从而打造多功能的人工光合系统。另外，超分子自组装还具有可逆性和修复性的特点，能对人工光合材料的长期稳定性和可持续性起到重要作用。如前所述，光合作用为生命提供了物质和能量。针对人工光合作用的研究一般主要关注：如何使用人工方法来模拟自然光合作用过程，将太阳能转化为化学能并进行储存。具体来说，该领域的研究主要集中在以下几个方面：其一，光吸收和能量转化。即设计和合成可以高效捕获太阳能的材料，让这些材料高效地吸收光能，并将不同波长的太阳光转化为可利用的能量。其二，电子传递。即研究光激发态中电子的传输过程，包括电子在光吸收材料内部和不同受体之间的传递，以便设计高效的电子传输路径，从而最大限度地提高能量转换效率。其三，光化学反应。即研究光激发态中的化学反应，例如使用光能来分解水或还原二氧化碳，寻找能够有效催化这些反应的催化剂，以便实现可控的太阳能转化。由此可见，针对人工光合作用的研究，主要目标是通过模仿自然光合作用的原理和过程，开发高效可持续的太阳能转化技术。而超分子自组装，是指分子通过非共价相互作用比如氢键、疏水作用等，自发地形成复合结构的过程。对构建结构精确可控的光合材料，超分子自组装也能提供有益的启示。基于这些原因，课题组将超分子自组装和人工光合作用加以结合，最终完成了 Nature Catalysis 这篇论文。5 月 18 日，相关论文以《人工球形色素体纳米胶束用于水相选择性CO2还原》（Artificial spherical chromatophore nanomicelles for selective CO2 reduction in water）为题发在 Nature Catalysis 上 [1]。于军来和 Huang Libei 是论文的共同第一作者；田佳研究员、香港城市大学叶汝全教授、香港大学大卫李菲利普斯（David Lee Phillips）教授、以及江苏大学杜莉莉教授担任共同通讯作者；中科院上海有机所是论文的第一完成单位。图 | 相关论文（来源：Nature Catalysis）在这篇论文发表四天之后，由田佳担任第一作者的另一篇论文发表在 Nature Materials 上。总体来看，这两篇论文都和超分子自组装有关。而在 Nature Materials 这篇论文里，则更进一步地探索了高分辨冷冻电镜技术在溶液相自组装领域的应用。提出基于溶剂化纳米纤维的分子模型具体来说，在 Nature Materials 这篇论文中，研究人员提出了溶剂化纳米纤维的详细分子模型。研究中，该团队使用高分辨的冷冻电镜作为主要研究手段。在冷冻电镜中，样品被冷冻在液氮温度下（约-196 摄氏度），这时可以形成一种名为玻璃态的固体状态，从而让分子保持在自然状态下的结构和构象。在传统电子显微镜技术的样品处理过程中，通常需要在干态下制样，由此可能会引起结构破坏和伪影。而采用高分辨冷冻电镜可以避免上述不足。通过收集不同角度和焦平面的电子图像，就能用计算算法对图像进行处理和重建，从而获得高分辨率的三维结构信息。研究中，针对嵌段共聚物所形成的线性纳米胶束，课题组将高分辨冷冻电镜用于溶液相表征中，借此获得关于结晶的高分子精确结构信息、以及晶格堆积方式。对于溶剂化的高分子链段，也可以通过冷冻电镜获得它在溶液相中的原位结构信息。凭借这些关键的结构信息，研究人员得以通过分子模拟的方式，针对嵌段高分子在溶液相形成的一维线性组装结构，进行分子尺度上的解析。期间，利用冷冻电镜观测到的晶格参数等关键信息，该团队对结晶核区之内的高分子链折叠方式和堆积方式进行了解析。此外，通过测量高分子链段的组装长度和排列方式，他们发现溶剂化区域的高分子链段在溶液相组装时，会采用螺旋形的发散排列形式。在 Nature Materials 这篇论文中，课题组还制备了溶液相分散的纳米纤维组装体。通过活性结晶驱动自组装，让线性纳米纤维的构筑和长度得到控制，而这一过程主要依赖以下几个因素：其一，分子设计。所设计的分子必须拥有合适的结构和功能单元。以嵌段高分子为例，这类高分子单体通常拥有两类高分子链段，即疏溶剂的结晶"核区（Core）"和亲溶剂的分散"晕区（Corona）"，这可以促进分子在溶液中的结晶和有序组装。同时，所设计的分子必须具有弱相互作用，以便在晶体生长过程中实现动态调控。其二，晶体生长条件。通过调节晶体的生长条件，例如溶液浓度、温度、溶剂选择等，可以控制纳米纤维的生长速率。同时，通过调节这些条件，还能对分子聚集行为和晶体生长动力学产生影响，从而实现纤维的构筑、以及长度的控制。其三，动态调控。活性结晶驱动自组装的一大优势在于，它可以在晶体生长过程之中，对分子进行动态调控和重排。通过控制分子结构或者引入其他功能分子，可以在纳米纤维中引入特定结构或功能单元。这样一来，纳米纤维的构筑和长度控制，也会更加灵活和可控。研究"利器"：GW4 高分辨电子冷冻显微镜另据悉，在具备一定选择性的溶剂条件之下，嵌段高分子单体的"核区（Core）"可以自发地形成晶核，并通过"种子生长（Seeded-growth）"的方式实现线性组装。而在同样的条件之下，亲溶剂的"晕区（Corona）"结构具有高度的溶剂化效应。对于纳米组装结构来说，这让它可以在溶剂介质中高度地分散，并能形成胶体稳定的溶液，且不会出现沉淀和析出。在电子束的照射之下，具有结晶能力的"核区（Core）"通常拥有较高的衬度，很容易就能和溶剂分子以及其他结构区别出来。但是，由于对电子束的不耐受性，通常很难直接观测到嵌段高分子单体的高分辨晶格结构。为此，在低温下通过使用冷冻电镜，该团队利用低剂量电子成像模式，对上述结构进行观测并取得了很好的效果。而亲溶剂的"晕区（Corona）"由于电子云密度比较低，使用普通的透射电镜手段难以观测到。因此在 Nature Materials 这篇论文中，课题组使用了一台 Talos Arctica 冷冻透射电子显微镜，让其工作在 200 kV 电压之下，并配上 K2 直接电子探测器和 BioQuantum 能量过滤器，借此获取了关于"核区（Core）"和"晕区（Corona）"的高分辨率冷冻电镜图像。由此可见，在超分子自组装材料领域，预计冷冻电镜这一表征手段，将对组装机制、结构和功能关系的理解发挥重大作用。而活性结晶自组装（Living CDSA，Living Crystallization-Driven Self-Assembly），则是 Nature Materials 这篇论文的另一个关键词。活性结晶驱动自组装，是国际高分子领域的热点研究方向，也是一种新颖的自组装方法。它能帮助人们深入理解晶体生长和自组装的机制，为材料合成和设计提供新的思路。在材料科学、纳米技术和生物医学等领域，该方法具有广泛的应用前景，可被用于制备功能性纳米材料、晶体纳米颗粒、有序纳米结构等。在这一研究大方向上，课题组主要聚焦在如何利用晶体的自发形成，来控制和引导功能性材料的组装。一些嵌段共聚物分子具有两亲性，这些分子在在晶体生长过程之中，会出现溶液相组装的行为。而通过"种子生长"的方法，可以对这种行为进行控制。具体来说，纳米结构的形貌、大小、结构、以及超分子组装的性质，都可以通过该方法得到精确的调控。在 Nature Materials 这篇论文中，田佳 的合作者是来自英国 GW4 高分辨电子冷冻显微镜中心的研究人员。GW4 高分辨电子冷冻显微镜，是一个用于高分辨度冷冻电子显微镜研究的设备设施，由英国布里斯托大学、加的夫大学、卡迪夫大学和巴斯大学这四所大学合作建立，旨在提供先进的电子显微镜技术支持，以用于研究生物大分子结构和功能。该设施配有最先进的仪器设备，包括冷冻透射电子显微镜、电子能量过滤器和直接电子探测器，可以提供高分辨度的图像和结构分析能力。正是在这些设备的帮助之下，他们顺利地完成了本次研究。5 月 22 日，相关论文以《具有结晶核的嵌段共聚物纳米纤维的高分辨冷冻电子显微镜结构》（High-resolution cryo-electron microscopy structure of block copolymer nanofibres with a crystalline core ）为题发在 Nature Materials 上，并被选为当期期刊封面[2]。上海有机所田佳是论文第一作者，加拿大维多利亚大学伊恩曼纳斯（Ian Manners）担任通讯作者。图 | 相关论文（来源：Nature Materials）审稿人评价称："作者在组装过程中所展现的细节，以及最终对于纳米结构的表征令人印象深刻，突显了之前人们没有意识到的纳米结构独特性。"长远目标：全面地模拟自然光合作用在人工光合作用领域，目前自然体系的平均"光能-化学能"转化效率不足 1%。如能更深入地理解自然光合过程并对其加以改进，则有希望将光能至化学能转化的总量子效率提高至 10% 以上并向实用领域拓展，从而对光能高效利用以及"双碳"目标的实现起到技术支撑作用。在溶液相自组装结构表征领域，假如可以建立冷冻电镜的表征方法并加以推广，对于深刻理解自组装过程、构筑更多的具有特定功能的自组装超分子结构有着重要意义。在人工光合组装体构筑领域，超分子球形色素体结构已被证明具有光收割"球形天线"效应以及优异的稳定性。基于上述结构，田佳 团队将筛选合适的无机催化剂比如杂多酸、无机纳米颗粒，构建有机超分子组装体与无机粒子的高阶组装体系，并探讨其在光催化产氢以及二氧化碳还原方面的应用。同时，他希望通过筛选合适的催化剂，开展光催化产氧的研究，以便构筑不含牺牲试剂的全反应型光催化体系，借此在同一系统中让光催化氧化反应与还原反应同时进行，进而全面地模拟自然光合作用。在组装结构的冷冻电镜表征上，田佳将和其他冷冻电镜平台开展合作，重点研究溶液相构筑的自组装结构，对大分子、小分子在溶液相中的自组装行为进行深入探究，并将根据已有理论知识与研究基础深入理解超分子组装体"结构与功能"之间的内在联系。田佳目前所在的中科院上海有机化学研究所，起步于抗生素和高分子化学的研究，所里的老一辈科学家在"两弹一星"研制、"人工合成牛胰岛素、人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸"和物理有机化学中的两个基本问题等一系列紧密结合国家战略的重要研究中作出了卓越贡献。目前，上海有机所的整体主攻方向是分子合成科学，致力于解决化学键的选择性断裂和重组等重大科学问题。通过结合人工智能技术，旨在探索基础研究驱动变革性技术的创新模式，通过分子合成科学领域的原始创新，推动生物医药和战略有机材料等核心技术的发展。

近日，云南省药监局、省商务厅联合印发《关于加快推进全省中药信息化追溯工作的通知》，将全省中药生产企业的鲜切药材、中药饮片纳入云南省重要产品追溯，逐步实现中药生产企业的信息化追溯体系建设全覆盖。其中，追溯品种包括云南省中药材产地加工（趁鲜切制）目录品种（第一批目录品种：三七、重楼、天麻、白及），中药饮片生产企业生产的中药饮片品种，中药生产企业采购的用于中成药、中药饮片、中药配方颗粒、中药提取物生产的全国各省（自治区、直辖市）药品监督管理部门公布或认可的鲜切药材品种。全省中药饮片生产企业、中药材产地加工企业经属地州、市市场监管局商同级商务局审核后，可以免费注册并使用追溯平台，对产品最小销售单元进行赋码，实现中药饮片和鲜切药材从种植、采收、加工、生产到仓储、销售的全过程信息化追溯。

2024年2月，中国农业科学院油料作物研究所邓乾春研究员团队在国际Top期刊Advances in Colloid and Interface Science（Q1，IF: 15.6）发表题为“Recent advances in understanding the interfacial activity of antioxidants in association colloids in bulk oil”的综述论文。中国农业科学院油料作物研究所博士研究生王新天为第一作者，通讯作者为湖北大学健康科学与工程学院陈洪建特任副研究员和中国农业科学院油料作物研究所邓乾春研究员。脂质氧化是导致油脂质量和安全性下降的主要原因。近几十年，对油脂氧化的关注已从简单的化学反应（链式反应）转变为同时考虑物理化学和结构方面，如分子的相对位置和相互作用，并突破了最初的极性悖论理论的一些局限性。此外，对非均相体系中的脂质氧化也有了新的认识，如抗氧化剂在乳液中的“cut-off”效应，描述界面氧化反应的伪相动力学模型的发展，胶束参与分子交换事件的能力。这些进展有助于对纯油和乳液体系中发生的复杂脂质氧化反应有更深入的了解。本文综述了近年来对纯油体系中脂质氧化的研究进展，重点介绍了界面和胶体现象在这些系统中的作用。强调了缔合胶体形成的因素，以及在脂质氧化的各个阶段中其组成和结构的变化。本文还重点介绍了在这些体系中影响抗氧化剂效果的因素，特别是它们在油水界面上分配的影响。对纯油体系氧化过程中发生的物理化学变化以及微量化合物对抗氧化剂功效的影响有进一步了解，为更有效的控制食品中脂质氧化提供新策略。 综述亮点 本文综述了两亲性抗氧化剂/表面活性剂引起的脂质氧化过程中胶体组成和结构的变化。在脂质氧化的不同阶段，抗氧化剂与LOOH在反胶束中相互作用的能力可以加速或延迟氧化。非抗氧化表面活性剂引起的胶体结构变化可产生抗氧化作用。 综述结论 纯油体系中存在的缔合胶体可以作为有效的纳米反应器。人们普遍认为缔合胶体是脂质氧化的位点，但仍然很难预测这些胶体结构对脂质氧化的影响。通常，人们认为抗氧化剂位于氧化发生的位置是很重要的。然而，文献综述表明，界面抗氧化剂=良好抗氧化性能的假设过于简单。总的来说，界面抗氧化剂的存在似乎是非常重要的，但其他因素也很重要。在脂质氧化的不同阶段，抗氧化剂与LOOH在反胶束中相互作用的能力尤为重要。这些相互作用可能加速或延迟脂质氧化。在油脂中加入两亲性抗氧化剂或表面活性剂会改变反胶束的数量、大小、结构和组成，这也会影响脂质氧化。在某些情况下，表面活性剂引起的结构变化可以产生抗氧化作用，即使表面活性剂分子本身不表现出传统的抗氧化活性。从一个角度来看，表面活性剂可以通过增加反胶束的数量和体积来增加抗氧化剂对活性氧化位点的可用性，从而被视为新一代抗氧化剂。仍然需要更多的研究来更好地理解结构组织的复杂变化和参与脂质氧化反应的不同分子的相互作用。该领域的主要挑战之一是确定合适的分析方法来跟踪脂质氧化过程中发生的成分和结构变化。使用小角x射线散射(SAXS)和光散射方法可以获得油脂中反胶束和其他缔合胶体的大小和结构变化。油水界面的变化可以通过界面张力、石英晶体耗散微天平、核磁共振、分子对接等来研究。胶体体系的结构组织变化和分子交换事件可以通过液相透射电镜(LTEM)和流式细胞仪获得。使用荧光探针方法可以研究界面上抗氧化剂与反胶束之间的相互作用。然而，抗氧化剂究竟位于反胶束的栅栏层、疏水核还是外层，目前仍难以区分。仍然需要更复杂的分析仪器来监测抗氧化剂和其他两亲分子之间的界面相互作用。提高对脂质氧化的理解可能需要开发新的分析方法，包括可以测量系统内不同位置的成分和结构变化的方法。计算机模拟技术对于揭示在纯油体系氧化过程中发生的复杂分子事件以及抗氧化剂和表面活性剂的作用可能特别强大。提高我们对反胶束在脂质氧化中的复杂作用的认识应该有助于设计更有效的抗氧化技术。 图文赏析

近日，国家发展改革委会同有关部门联合印发《关于加快建立统一规范的碳排放统计核算体系实施方案》（以下简称《方案》），针对加快建立统一规范的碳排放统计核算体系进行全面工作部署，对夯实碳排放数据基础、支撑实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。四方面重点任务：《方案》针对区域层面（国家和地方）、行业企业层面、产品层面三类核算对象，同时结合服务于谈判履约的国家温室气体清单编制工作，提出四个方面的重点任务要求。（一）建立全国及地方碳排放统计核算制度。由国家统计局统一制定全国及省级地区碳排放统计核算方法，明确有关部门和地方对能源活动、工业生产过程、排放因子、电力输入输出等相关基础数据的统计责任，组织开展全国及各省级地区年度碳排放总量核算。鼓励各地区参照国家和省级地区碳排放统计核算方法，按照数据可得、方法可行、结果可比的原则，制定省级以下地区碳排放统计核算方法。（二）完善行业企业碳排放核算机制。由生态环境部、市场监管总局会同行业主管部门组织制修订电力、钢铁、有色、建材、石化、化工、建筑等重点行业碳排放核算方法及相关国家标准，加快建立覆盖全面、算法科学的行业碳排放核算方法体系。企业碳排放核算应依据所属主要行业进行，有序推进重点行业企业碳排放报告与核查机制。生态环境部、人民银行等有关部门可根据碳排放权交易、绿色金融领域工作需要，在与重点行业碳排放统计核算方法充分衔接的基础上，会同行业主管部门制定进一步细化的企业或设施碳排放核算方法或指南。（三）建立健全重点产品碳排放核算方法。由生态环境部会同行业主管部门研究制定重点行业产品的原材料、半成品和成品的碳排放核算方法，优先聚焦电力、钢铁、电解铝、水泥、石灰、平板玻璃、炼油、乙烯、合成氨、电石、甲醇及现代煤化工等行业和产品，逐步扩展至其他行业产品和服务类产品。推动适用性好、成熟度高的核算方法逐步形成国家标准，指导企业和第三方机构开展产品碳排放核算。（四）完善国家温室气体清单编制机制。持续推进国家温室气体清单编制工作，建立常态化管理和定期更新机制。由生态环境部会同有关部门组织开展数据收集、报告撰写和国际审评等工作，按照履约要求编制国家温室气体清单。进一步加强动态排放因子等新方法学在国家温室气体清单编制中的应用，推动清单编制方法与国际要求接轨。鼓励有条件的地区编制省级温室气体清单。

“mRNA就像一个电脑程序，你可以对其进行编程以执行所需的任何操作，你甚至都可以变成蝴蝶。医学的未来是mRNA，基本上你可以使用mRNA治愈一切。”在Axel Springer的专访中，新晋世界首富埃隆马斯克给予了mRNA技术超高评价，称它是医学的未来。mRNA（信使核糖核酸）是由DNA的一条链作为模板转录而来、携带遗传信息能指导蛋白质合成的一类单链RNA。mRNA理论上可以表达任何蛋白质，被称为“万能钥匙”，可以探索治疗几乎所有基于蛋白质的疾病。mRNA技术的应用领域包含免疫疗法、蛋白质替换疗法和再生医学疗法等；在新冠疫苗研发中，mRNA技术首次得到产业化验证，推动其在生物制药领域成为极具潜力的技术平台。截至目前，全球mRNA疫苗和药物在研管线已超200条。其中，传染病、罕见病和肿瘤相关管线多达158条，印证了mRNA技术的应用场景在不断拓宽。新冠疫情的爆发无疑大大加速了mRNA技术的商业化进程。随着mRNA疫苗研发管线越来越丰富，其生产工艺也逐渐趋于成熟。mRNA生产工艺主要包括质粒原液生产、mRNA原液生产、mRNA制剂制备与纯化、质检及储存运输。mRNA自身存在精准合成难度高、易降解、难保存等特性，使得mRNA药物在研发生产过程控制、工程保证、大规模制备工艺、质量控制与质量体系等多方面存在复杂挑战。mRNA技术的开发难点和关键技术点在于合成修饰（提高mRNA分子的稳定性，防降解）和递送系统（提高进入人体细胞的效率，产生抗原刺激人体发生免疫反应）。针对mRNA的批量合成，目前较为高效的方式为体外转录（In Vitro Transcription，IVT）。IVT主要是以线性DNA为模板制备mRNA，主要工艺环节包括将线性化质粒DNA转录为mRNA、化学修饰（包含5’端加帽结构（Cap）和3’-polyA加尾结构）、分离纯化等过程。体外转录所用质粒DNA的质量、转录和修饰工艺优化、反应过程控制，都对最终mRNA原液质量至关重要。体外转录合成（IVT）是一个相对复杂的酶催化过程。在合成mRNA的过程中，除DNA模板外，科研人员还需加入所需的酶、核苷酸及其它相关试剂。为了保证工艺稳定性，研发人员通常采用实验设计法(DoE)进行工艺优化和规模逐级放大(比如从1mL-50mL-500mL-5L的放大路径)，以实现产量的稳步提升。尽管酶促合成技术在生化行业是较为成熟的（常用于合成多肽、DNA、RNA、小分子化合物等），但是在mRNA的转录合成中，研发人员仍面临如下挑战：i.合成批次间的不一致性；ii.升温速率、温度控制、加料过程等条件的可重现性；iii.工艺过程中包含多个人工操作步骤，人为误差影响较大。梅特勒托利多全自动合成反应器可智能管理合成过程（包括试剂与原材料识别、加样、混合等）并控制和监测关键过程参数（包括pH，温度等）。i. 精准地控制反应温度、搅拌速率、加料过程等，保证合成批次间的稳定性。体系可迅速达到设定所需温度(如：2˚C、37˚C、70˚C)，并在反应过程中保持±0.1˚C温度稳定。ii. 提供多种不同规格的反应釜选型可以适应多种体积规模的反应，保证了mRNA合成工艺规模放大的可行性。iii. iControl控制软件全程控制并记录所有工艺过程参数，自动保存并生成、导出实验报告，方便批次追溯和数据化管理。iv. iControl控制软件可编辑模板实验方法，调用统一工艺流程模板，运行批次实验，实现批次间的可重复性。v. 合成平台扩展性优良，可搭载原位在线光谱探头设备，深化工艺开发过程监测控制。文末福利 扫描二维码可下载查看《全自动合成反应器EasyMax助力mRNA合成工艺优化及放大》方案。扫码填写信息后我们将从参与的小伙伴中抽取20位送出以下奖品（奖品图片仅供参考，以收到的实物为准）：l 富士instax拍立得（价值379元）1份l 摩飞便携榨汁杯（价值 199元）4份l 哈根达斯代金券（价值50元）15份 活动截止日期：2022年7月31日（通过梅特勒托利多官方微信号公示中奖名单）

2014年5月，上海同田生物技术股份有限公司顺利通过中国质量认证中心（CQC）审查组在对公司进行ISO9001的认证审核.所有审核人员均为国家高级审核员，审核范围囊括内部管理制度、产品研发质量控制、以及售后技术服务等项目。回顾本次ISO9001质量管理体系认证，不仅是对公司内部操作规范的认证，亦是对产品质量的一次审验。上海同田生物技术股份有限公司作为一家老牌研发型企业，其自身已建立了符合行业标准、贴近国际化规范的咨询、研发、实施、售后等标准，通过此轮的整理勾勒出了清晰的作业体系，以适应国际标准。在高速逆流色谱技术的开发上，公司所研制并批量生产拥有自主知识产权的新型多分离柱高速逆流色谱仪，性能稳定可靠，市场反响良好，已成为全球高速逆流色谱仪产品最多的厂家。 TBE 系列高速逆流色谱仪集提取、分离、纯化、制备于一体，能为各高等院校、科研院所、医药企业的抗生素分离、天然产物有效成分单体提取、化学合成物质分离提供先进的分离纯化设施。在中药对照品的研发上，作为国内对照品行业领导者，通过ISO 9001: 2000 质量管理体系认证的产品种类近3000种。长达14年对照品的专业研发及标准制定 ，严格的质量控制，通过全面的检测（1HNMR 13CNMR MS HPLC） ，部分对照品已获得国家质量监督检验检疫总局颁发的标准物质证书 。同田拥有完善的库存及供应体系，所有产品均能现货供应 。高效的销售团队，99%的咨询可即时回复。 目前已在瑞士、新加坡、泰国、韩国、比利时、西班牙等十三个国家设立代理商 。同田始终以推动中药现代化为己任，我们将组建国内乃至国际上第一个天然药物有效成分单体资源库，并着手筹建国家中草药标准物质重点实验室。经过长时间的试运行、不断完善及公司各部门的积极配合，公司顺利通过了ISO9001质量管理体系认证。值此契机，同田将再接再厉，奉行“天然 科技 先锋”的企业口号，秉承“与人为善 诚信服务 开拓创新 追求卓越”的经营理念，以 “ 励志、奋发、开拓、创新 ” 的精神，我们将朝着生化技术领域更高层次迈进，我们期望广泛地与国内外同行合作，用现代先进技术发扬传统中药，促进中医药尽快走向世界，为人类健康事业作出贡献。

01 摘要通过使用手性催化剂对烯丙醇香叶醇进行环氧化反应，可以通过夏普莱斯不对称合成法选择性地制备出（2S,3S）-环氧香叶醇。合成后的（2S,3S）-环氧香叶醇通过自动化 Flash 色谱法和手动玻璃柱色谱法进行了纯化。为了确定哪种纯化方法对化学家在专业和教学环境中更有益处，我们对每种纯化方法的成功率、效率、质量和经济性进行了分析和比较。结果发现，使用 Teledyne ISCO CombiFlash® NextGen 300+ 系统的自动化色谱法在成功率、效率和成本效益方面均优于传统的手动玻璃柱色谱法。02 背景 Flash 色谱法通常作为本科生实验室实验的一部分而被广泛使用。在研究生研究中，由于需要对合成化合物进行纯化，它也是常规使用的技术。Flash 色谱法是一种简单、低成本的色谱技术入门方法，它在纯化化合物方面非常有效。 开放柱的优点开放柱的缺点 尽管自动化 Flash 色谱系统的出现，开放柱在大学中仍然非常流行。它们的初始资金成本很低，因此可以同时使用多个。它们还提供了一种直观的感受，展示了 Flash 色谱是如何进行的。 开放柱由易碎的玻璃制成，一旦破损，需要清理尖锐的碎片和松散的硅胶。在实验结束时，需要对玻璃柱进行填充和拆卸，这会使学生们接触到硅胶粉尘、溶剂以及柱子上残留的任何化合物。开放柱只能使用等度或阶梯梯度。柱子运行需要更多时间，并且需要持续监控，管理溶剂和组分。由于缺乏任何检测器，需要大量的 TLC 板来识别感兴趣的组分。 自动化 Flash 柱的优点自动化 Flash 柱的缺点自动化 Flash 柱是自成一体的，因此在实验完成后，不会接触到硅胶或柱子上残留的任何产品或溶剂。这些柱子填充得当，提高了分辨率，减少了共洗脱峰的可能性。尽管这些柱子是用塑料包装的，但由于检测器可以显示哪些组分应该合并，而不是使用薄层色谱（TLC）板来观察化合物何时被洗脱，因此减少了固体废物。自动化系统允许对梯度进行实验（以梯度冲洗进行纯化测试），并且比开放柱更好地展示了梯度改变与分辨率之间的关系。由于无需填充或清洁柱子，而且纯化过程更快，所以在给定时间内可以处理更多样本，开放柱可同时运行的优势因此被抵消了。 自动化系统的主要缺点是 Flash 色谱设备的初始投资较高，因此与开放的玻璃柱相比，可用的色谱系统数量更少。此外，还需要持续投资预装填的柱子，以及与设备相关的任何维护成本。 03 结果与讨论测试编号 手动（管柱）纯化回收率或产率（%）自动（管柱）纯化回收率或产率（%）#429.0452.85#549.7356.14产率和时间分析成功合成了(2S,3S)-环氧香叶醇，并通过手动与自动化 Flash 色谱法进行了纯化。为了评估两种方法的优劣，我们对比了它们的成功率、效率、产物质量和成本。 通过分析产率，我们发现自动化纯化的产率较高，实验显示分别为 52.85% 和 56.14%，而手动纯化产率仅为 29.04% 和 49.73%。自动化纯化使用预装填柱，紧实充填的硅胶提高了分离效率，减少了样品在柱中的停留时间，避免了环氧环的潜在不稳定。 从纯化质量来看，自动化纯化也表现更佳。NMR 谱图显示，自动化纯化的产物杂质和溶剂残留较少。尽管两种方法都去除了大部分杂质，但自动化技术在纯化效果上更为出色。 在时间效率方面，自动化纯化显著优于手动纯化。自动化过程仅需 26 分钟，而手动纯化需 135 分钟，大大节省了时间和劳力，并减少了操作错误的风险。自动化系统还提供用户友好的操作界面，减少了人为错误并提高了重现性。 经济效益分析表明，自动化纯化的总成本低于手动纯化，为教学实验室提供了一种经济有效的解决方案。此外，自动化纯化减少了对环境的负担，使用了更少的一次性材料，更易于处理废物，并且更安全，因为操作人员无需直接接触硅胶。 综上所述，自动化 Flash 色谱法不仅提高了纯化效率和产物质量，而且更加经济和环保，是化学家们在专业及教育环境中的理想选择。 04 经济分析 平均来说，每个手动玻璃柱纯化所需的材料如表 1-3 所示，用量一致。而自动 Flash 色谱纯化的溶剂用量则根据所选参数和柱子大小（在本例中为 12 克和 4 克柱子）而定。以下是每次纯化所用的材料和溶剂详情。需要注意的是，初始需要的可重复使用设备未包含在价格明细和比较中，如手动纯化用的玻璃器皿和自动纯化用的 Teledyne ISCO CombiFlash NextGen 300+，未包含在价格明细和比较中。 以下比较中使用的化学产品供应商是 Sigma Aldrich；因此，列出的所有价格都基于这家供应商。 表 1：一次手动玻璃柱纯化所用材料的价格细目Materials UsedPrice per quantity used (£ ) 70% hexane/30% EtOAc (600 mL)49.59230-400 mesh Silica Gel (100 g)10.90Dust mask2.37Sand (5 g)0.39TLC plates (7 total)11.48Pipette tips (26 total)0.39KMnO4 (100 mL) (TLC plate detection)4.39一次纯化的总材料成本：79.51£ 表 2：使用 4 克柱进行一次自动 Flash 纯化所用材料的价格细目Materials UsedPrice per quantity used （£ ） Hexane (100 mL)9.80EtOAc (100 mL)4.694 g RediSep Gold silica column5.00Hexane chaser (1 mL)0.0981 mL Syringe (2 total)0.22一次纯化的总材料成本：19.81£ 表3：使用12克柱进行一次自动 Flash 纯化所用材料的价格细目Materials UsedPrice per quantity used（£ ）Hexane (300 mL)29.40EtOAc (200 mL)9.3812 g RediSep Gold silica column500Hexane chaser (3 mL)0.291 mL Syringe (1 total)0.1110 mL Syringe (1 total)0.52一次纯化的总材料成本：44.70£ 05 实验步骤 将粉末状分子筛（0.28克）和无水二氯甲烷（15毫升）一起加入并混合，同时冷却至 -10°C。然后在前述混合物中加入 L-(+)-二乙基酒石酸酯（0.13毫升）和钛（IV）异丙醇盐（0.15毫升），随后再加入叔丁基氢氧化物的癸烷溶液（5.5 M，约3毫升）。混合物在 -10°C 下搅拌 10 分钟，然后冷却至 -20°C。将香叶醇（1.54克）溶解在无水二氯甲烷（1毫升）中，并确保温度不超过 -15°C 的情况下加入到混合物中。加入后，混合物在 -15 至 -20°C 下搅拌 60 分钟。然后将混合物升温至 0°C，并加入水（3毫升）。当溶液升温至室温时，加入饱和氯化钠的氢氧化钠溶液（30%，0.7毫升）。混合物搅拌 10 分钟。然后用二氯甲烷（2 × 10毫升）萃取水层。合并的有机层用 MgSO4 干燥，并在减压下浓缩以得到粗制的（2S,3S）-环氧香叶醇。 表4：实验 4（使用4克柱）的固定参数项目所用参数 Wavelengths254 nm (red)280 nm (purple)Mobile phasesSolvent A: HexaneSolvent B: Ethyl acetateFlow Rate13 mL/minEquilibration Volume7.0 CVGradient% Solvent B0.00.0100.0100.0100.0MinuteInitial0.510.03.52.8Run Length11.4 min, not includingequilibration timeNotesELSD used表5：实验 5（使用12克柱）的固定参数项目所用参数Wavelengths254 nm (red)280 nm (purple)Mobile phasesSolvent A: HexaneSolvent B: Ethyl acetateFlow Rate30 mL/minEquilibration Volume6.0 CVGradient% Solvent B0.00.0100.0100.0MinuteInitial0.510.03.5Run Length8.3 min, not includingequilibration timeNotesELSD used 06 结论 通过手动和自动 Flash 色谱法纯化了合成的（2S-3S）-环氧香叶醇。研究发现，与手动纯化相比，自动 Flash 纯化在纯化合成的粗产品方面更为成功，因为它能从产品中去除更多的杂质和残留溶剂峰。这一点通过分析获得的 NMR 光谱得以证实。此外，通过分析获得的产量比较了每种纯化技术的效率。结果表明，自动纯化的产量更高。此外，自动柱纯化比手动柱纯化耗时少得多，从而蕞大化了实验室的时间利用。这消除了采用手动玻璃柱纯化所需的劳动力投入，并避免了可能发生的高风险错误。与自动纯化相比，手动纯化成本更高、对环境更不友好，并且对用户的危险更大。因此，可以得出结论，自动纯化仪器（如Teledyne ISCO CombiFlash NextGen 300+）是一项值得投资的设备，因为它效率更高，能更成功地纯化合成产品，并且是一种更经济、对环境更有意识的投资。这一结论适用于专业环境中的化学家，如研究或工业领域，以及本科化学教学设施中的化学家。07 补充信息 实验4 手动纯化使用的粗产品 = 1.000 g获得的纯手动纯化产品 = 0.2933 g产率 = 0.2933/1.000 × 100 = 29.33 %自动纯化使用的粗产品 = 0.4 g获得的纯自动纯化产品 = 0.2114 g产率 = 0.2114/0.4 × 100 = 52.85 % 实验5 手动纯化使用的粗产品 = 1.0441 g获得的纯手动纯化产品 = 0.2855 g产率 = 0.2855/1.0441 × 100 = 49.73 %自动纯化使用的粗产品 = 1.0 g获得的纯自动纯化产品 = 0.5614 g产率 = 0.5614/1.000 × 100 = 56.14 % 自动 Flash 管柱纯化结果：实验4（上图，4克柱）和实验5（下图，12克柱）参考文献1. Purification of Delicate Compounds with RediSep Gold® Diol and Cyano Columns Retrieved 19 Nov 2021

瑞士步琦合成生物学整体解决方案合成生物学”合成生物学是在工程学思想指导下，按照特定目标理性设计、改造乃至从头重新合成生物体系，其本质是让细胞为人类工作生产想要的物质，用以解决人类食品缺乏、能源紧缺、环境污染、医疗健康等各方面的问题。它把“自下而上”的“建造”理念与系统生物学“自上而下”的“分析”理念相结合，利用自然界中已有物质的多样性，构建具有可预测和可控制特性的遗传、代谢或信号网络的合成成分，是现代生物学最具发展潜力的领域之一。其具体流程大致如下：▲ 合成生物学整体解决方案流程步琦公司作为先进的仪器设备供应商，拥有丰富的产品线，在合成生物学方面也为用户在发酵产物的后处理提供完善的解决方案。其中包括： 菌株/底盘细胞的保存合成生物学中常常需要保存和运输各种微生物菌种或底盘细胞，而冷冻干燥可以有效地保持微生物的活性和稳定性，延长其保存时间，并且便于长途运输。步琦公司在冷冻干燥领域拥有性能卓越的冷冻干燥仪 L-200/L-300▲ L-200产品特点：冷凝器温度 -55°C or -105℃捕冰能力：6kg or 无极限无需待机等待除冰灵活搭配组合，经久耐用 发酵过程的监控与调控通过将近红外光谱与计算模型相结合，可以实时监测反应过程中的代谢产物积累和底物消耗情况，优化如 pH 值、温度和氧气浓度等参数。通过实时监测这些参数，并对发酵系统进行反馈控制，可以提高生产过程的稳定性和产物质量。步琦公司在发酵监控领域拥有精准稳定的旁线近红外和在线近红外系统。▲ 在线近红外产品特点：多探头系统串联并联并行，灵活布局，节约光纤双灯源设计 发酵产物的浓缩处理发酵产物的浓缩对于后端的研究至关重要，通过旋转蒸发仪可以快速、高效地去除溶剂，使得样品浓缩，有利于后续的实验操作。此外，旋转蒸发仪还可以用于制备生物活性物质的溶液，如药物、酶等，以便进行生物学实验或应用。作为世界上第一台商用旋转蒸发仪的发明者，步琦公司在样品浓缩领域有着非常丰富和领先的经验。▲ R-300产品特点：防爆沸/自动蒸馏功能全自动操系统220℃ 加热 / 5L 水浴锅隔膜变频泵，节能安静浓缩样品的分离纯化合成生物学中合成的化合物往往需要进行分离和纯化，以获取目标产物。通过先进的色谱分离技术，可帮助用户更加快速的提纯合成产物，帮助去除杂质，得到纯净的目标物质。步琦公司拥有智能且卓越的中高压制备液相色谱 Pure 系列以及更加快速高效且绿色环保的超临界流体色谱。▲ Pure产品特点：中高压一体色谱封闭式馏分收集器双检测器系统智能化方法开发功能▲ SFC产品特点：高效快速的叠加进样功能封闭式馏分收集器独立的 GLS 气液分离器环保且经济的使用成本 极具创意的工艺开发根据生产数据和产物质量，不断优化工艺参数，提高生产效率和回收率，为后续大规模商业化生产做准备是必不可少的，而通过喷雾干燥的形式被广泛的应用于产物的连续生产与保存，并且与传统的离心或过滤方法相比，喷雾干燥通常能更有效地回收溶剂，降低能耗。而目标产物的微胶囊化的工艺模式也为未来的商业化提供灵感。步琦公司在这两方面也具备相当闻名且优异的喷雾干燥仪 S-300 以及微胶囊造粒仪 B-395。▲ S-300产品特点：智能自动化功能多参数严格控制高样品回收率防静电涂层设计▲ B-395产品特点：全自动样品微球化无菌卫生环境我想大家不难发现，在合成生物学整体流程中，步琦公司能够在多数阶段为科研人员提供强有力的设备，助力实验过程“万无一失”！

素有“植物大熊猫”之称的红豆杉是我国一级珍稀濒危保护植物，其生长速度极慢，一般成树需要几十年甚至上百年，人工种植也非常不易。但这一树种却是全球知名抗癌药物紫杉醇的提取来源。中国农业科学院深圳农业基因组研究所闫建斌团队近日牵头发现紫杉醇生物合成途径中关键的未知酶，设计并重构了紫杉醇生物合成新路线，为开发我国自主的紫杉醇提取生产技术提供重要抓手，从而为中国的紫杉醇绿色制造产业化铺平道路。相关研究成果于北京时间1月26日在国际期刊《科学》上发表。中国科学院院士赵国屏对此评价：该研究成功解析了紫杉醇合成途径中尚未被发现的若干关键催化酶，并利用植物底盘实现了合成路线的人工重构，结束了阐明紫杉醇生物合成途径的漫长研究历史，也生动代表着我国一批中青年科学家，在合成生物学领域探索奋斗近二十年所达到的里程碑式新高度。闫建斌研究员介绍，紫杉醇是一种结构异常复杂且独特的四环二萜类天然产物，由红豆杉中提取，在世界上被广泛应用于多种癌症的临床治疗。在我国，紫杉醇原料药主要依靠从人工种植的红豆杉中提取紫杉醇前体分子——巴卡亭Ⅲ，再通过简单的化学合成修饰，实现大规模生产。但这高度依赖于珍稀而有限的红豆杉资源，使得紫杉醇药物生产成本高昂，还可能引发生态破坏和耕地占用等问题。因此，如何提高紫杉醇的生物合成效率、开发绿色可持续的新型生产策略，以替代天然提取，成为亟待解决的焦点、难点问题。长期以来，世界各国都在积极推动紫杉醇相关研究与产业发展。特别是美国，自20世纪60年代开始至今，一直主导着紫杉醇的科技前沿。当前，最先进的紫杉醇前体巴卡亭Ⅲ等的提取技术、核心的红豆杉细胞生产技术和基因工程技术等，依然掌控在欧美制药公司手中。中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）组织国内外多家单位，开展了多年攻关。研究人员从58个关键候选基因中，发现了一个关键的蛋白酶。这种酶的发现与反应机制的阐明，重塑了科学界对于紫杉醇内部独特结构的分子反应机制的理解。随后，研究团队证明了巴卡亭Ⅲ分子可由9个核心基因合成，绘制出了巴卡亭Ⅲ的完整生物合成过程。以上发现突破了合成生物学技术实现紫杉醇绿色可持续生物制造的关键瓶颈，将为紫杉醇合成生物学制造提供关键基因。

外尔半金属（Weyl semimetal）是一类重要的拓扑物态，其能带中的外尔点结构具有许多奇异的性质：它是一种拓扑磁单极子，且总是成对出现，在其附近的低能激发的运动模式符合“外尔费米子”的方程，最早于1929年由德国科学家赫尔曼外尔提出。有且仅有两个外尔点的外尔半金属—理想外尔半金属，是外尔半金属“家族”中最为基础的一员，由其衍生的有相互作用关联相总是拓扑非平庸的。在凝聚态材料中，尽管近几年外尔半金属材料取得诸多重要进展，这种仅有两个外尔点的外尔半金属尚未实现。图一A:三维自旋轨道耦合装置示意图。B:实验构造的三维拉曼势结构，导致原子在格点之间的自旋翻转隧穿。超冷原子体系具有环境干净，高度可控等重要特性，通过超冷原子研究拓扑量子物态目前是量子模拟领域中一个活跃的方向，其中人工合成自旋轨道耦合是实现拓扑物相的一项重要技术。实现外尔半金属等高维拓扑物态的模拟，三维自旋轨道耦合是其必要条件。这意味着需要构建更加复杂的三维非阿贝尔规范势，一直是超冷原子量子模拟领域的重大挑战。在超冷原子自旋轨道耦合的研究方面，中国科大通过和北大合作一直处于研究前沿。2016年，实验团队就和北大理论组合作，提出并构建了二维拉曼耦合光晶格，实现了二维自旋轨道耦合拓扑量子气[Science 354,83-88, (2016)]。近期，北大的理论团队在原二维系统的基础上提出了三维自旋轨道耦合和理想外尔半金属的新型拉曼光晶格方案[Science Bulletin 65, 2080-2085 (2020)]。实现三维自旋轨道耦合和理想外尔半金属能带，实验上面临两个技术难题，一是怎样把二维形式的拉曼耦合拓展到三维结构；二是怎样利用传统的二维成像进行三维动量空间的探测。为此，联合研究团队设计了巧妙的光路，通过将光晶格“旋转”45°，并将相位锁定，准确构造出理论方案中三维结构的拉曼势，合成三维自旋轨道耦合(图一)，同时通过调节实验参量合成了有且仅有两个外尔点的能带结构。图二 A:通过虚拟断层成像法重构三维自旋纹理，找到两个外尔点的位置。B:通过量子淬火动力学对外尔点位置的标定。在探测方面，研究团队借鉴了北大组和香港科技大学G.-B. Jo组合作提出的虚拟断层成像法[Nat. Phys. 15, 911 (2019)]，并应用到当前的三维光晶格体系。利用体系的对称性，通过调节拉曼失谐等效得到z方向不同动量平面上的自旋纹理，再重构出三维动量空间的自旋纹理，找到外尔点；随后利用量子淬火动力学提取出该平面能带的拓扑特征，进而确定外尔点的位置。两种方法互相佐证，印证了理想外尔半金属能带的实现。实验中所使用的CCD(如图一)为牛津仪器ANDOR的iKon CCD相机，在动态模式下连续拍摄三张照片，通过对三张照片的处理得到原子的时间飞行吸收成像照片。图三iKon CCD相机iKon CCD相机真空密封，制冷温度可以低至 -100℃。采用BEX2-DD芯片抑制近红外干涉条纹，全波段量子效率达 90%，动态模式下具有微秒级时间分辨率。《科学》杂志的审稿人对这一工作给予高度评价，认为这项工作“为冷原子体系研究外尔物理中的新奇现象打开了新的方向”(...a very interesting work which opens a new direction of investigating exotic phenomena associated with the Weyl physics for ultracold atoms)“作为三维自旋轨道耦合在冷原子体系的首次实现，是领域中的重要进展，并为冷原子研究提供了新的工具”(...this is the first time that 3D spin-orbit coupling was ever achieved in a cold atom experiment. This, in itself represents a significant progress and an important addition to the cold atom toolbox.)“对理想外尔点的实现是非常有价值的结果，为固体系统提供了起到互补作用的研究方向”(Realizing ideal Weyl cones in cold atom systems is thus an extremely valuable objective and will provide an angle of attack that is complementary to solid-state systems.)在该研究工作的基础上，研究团队将进一步开展外尔半金属中更奇特的现象和物理过程的探索。本工作的技术方案也可以推广到费米子体系，开展强关联拓扑物理的研究。该成果有望极大推动量子模拟领域的发展。

1. 文章信息标题：Single Pd-Sx Sites In Situ Coordinated on CdS Surface as Efficient Hydrogen Autotransfer Shuttles for Highly Selective Visible-Light-Driven C-N Coupling页码：4481-4490（2022），DOI：https://doi.org/10.1021/acscatal.2c004332. 文章链接Single Pd-Sx Sites In Situ Coordinated on CdS Surface as Efficient Hydrogen Autotransfer Shuttles for Highly Selective Visible-Light-Driven C-N Coupling3. 期刊信息期刊名：ACS CatalysisISSN：2155-54352021年影响因子：13.084分区信息：中科院1区Top；JCR分区（Q1）涉及研究方向：光催化4. 作者信息： 首要作者是香港中文大学（深圳）理工学院博士后钮峰。通讯作者为香港中文大学（深圳）理工学院涂文广教授、周勇教授和邹志刚院士。文章简介： 随着工业的发展与进步，有机胺广泛应用于农业、医药、家居、军工等领域，其合成在工业生产中有着越来越明显的重要性。基于“借氢机制（氢转移）”，通过胺与醇的C-N偶联被认为是一种较为绿色的合成有机胺的理想路径。这一过程主要包含醇的脱氢、亚胺的生成以及亚胺的加氢这三个主要步骤。其中醇的脱氢是整个反应的决速步骤。然而，基于这一机制，在热催化合成有机胺的过程中存在一些缺点：（1）醇的脱氢决速步骤需要较苛刻的条件（高温高压）；（2）易发生过度偶联，使得产物分布广，不利于分离；（3）反应中使用的催化剂多为高负载量的负载型贵金属催化剂（如Ru/Al2O3、Pd/Al2O3、Rh/Al2O3等），成本较高。因此，开发出高效低成本的催化剂具有一定的挑战性。近年来，利用光氧化还原技术实现常温常压条件下有机胺的合成引起了广泛的关注。研究者们通常采用一些贵金属有机配合物分子进行均相催化反应，但反应后催化剂难以进行分离，在实际工业生产中难以大规模应用。而采用传统的半导体光催化剂进行多相催化反应，则可以有效解决这一难题。然而仅仅依靠半导体本身的催化能力，很难达到较高的催化活性，实际应用过程中往往需要通过负载一些助催化剂或表面修饰来提高催化性能。近些年，单原子催化被认为是较有前景的领域。单原子催化剂由于其独特的电子结构和较高的原子利用效率而表现出优异的催化活性，被广泛应用于光催化水分解制氢、二氧化碳还原、固氮和有机物降解等领域。因此，我们课题组设计开发了一种单原子光催化剂CdS-Pd，该催化剂可以有效地用于可光催化苯甲醇和苯胺的C-N偶联反应，获得具有工业应用价值的二级胺。同时反应过程中释放出清洁能源氢气。这一工作将为温和条件下实现C-N偶联反应提供一种新的途径。文章DOI : https://doi.org/10.1021/acscatal.2c00433原文链接：Single Pd-Sx Sites In Situ Coordinated on CdS Surface as Efficient Hydrogen Autotransfer Shuttles for Highly Selective Visible-Light-Driven C-N Coupling

日前，环境保护部印发了《石化行业挥发性有机物综合整治方案》的通知，通知要求2017年7月1日前，建成全国石化行业VOCs监测监控体系 各级环境保护主管部门完成石化行业VOCs排放量核定。 　　方案摘要如下： 　　为贯彻落实《大气污染防治行动计划》，大力推进石化行业挥发性有机物(VOCs)污染治理，制定本方案。 　　一、工作思路和目标 　　全面开展石化行业VOCs综合整治，大幅减少石化行业VOCs排放，促进环境空气质量改善。严格控制工艺废气排放、生产设备密封点泄漏、储罐和装卸过程挥发损失、废水废液废渣系统逸散等环节及非正常工况排污。通过实施工艺改进、生产环节和废水废液废渣系统密闭性改造、设备泄漏检测与修复(LDAR)、罐型和装卸方式改进等措施，从源头减少VOCs的泄漏排放 对具有回收价值的工艺废气、储罐呼吸气和装卸废气进行回收利用 对难以回收利用的废气按照相关要求处理。 　　到2017年，全国石化行业基本完成VOCs综合整治工作，建成VOCs监测监控体系，VOCs排放总量较2014年削减30%以上。 　　二、主要任务 　　本方案中的石化行业包括以原油、重油等为原料生产汽油馏分、柴油馏分、燃料油、石油蜡、石油沥青、润滑油和石油化工原料等的石油炼制工业生产性企业，以及以石油馏分、天然气为原料生产有机化学品、合成树脂原料、合成纤维原料、合成橡胶原料等的石油化学工业生产性企业。有机液体储运、煤化工、其他化工等相关企业可参照本方案有关要求开展工作。 　　(一)开展VOCs污染源排查。地方各级环境保护主管部门应组织本行政区内的石化企业，开展VOCs污染源摸底排查工作，采用实测、物料衡算、模型计算、公式计算、排放系数等方法，重点对企业原辅材料和产品、主要生产工艺、VOCs排放环节、治理措施和效果、VOCs排放量和VOCs物质清单等开展排查，摸清企业的VOCs排放状况。排查结果按《环境信息公开办法(试行)》要求向社会公开，并作为VOCs排污收费、总量控制和危险化学品环境管理等的依据。 　　(三)完善VOCs监督管理体系。各级环境保护主管部门应对行政区内石化企业进行全面监管，以企业为单元，通过统一的VOCs信息管理平台做好统计、审核与监管工作，不定期对企业申报情况进行抽查和评估，逐级上报上一年企业VOCs排放清单及减排效果等。加强VOCs监测能力建设，建立本行政区内企业的VOCs监测监控体系，定期向社会公布监测体系的运行情况及监测结果。建立重点监控企业名单，将污染扰民严重、环境风险大、跑冒滴漏严重、环保管理差、生产使用重点环境管理危险化学品的企业作为重点整治和监管对象，提出限期整治要求 设备、装置不符合产业政策和清洁生产要求的企业，也应纳入重点监控名单，限期淘汰相关设备、装置。 　　(四)实施VOCs全过程污染控制。企业应结合污染现状和生产管理水平，以工艺废气排放、生产设备密封点泄漏、储罐和装卸过程挥发损失、废水废液废渣系统逸散等环节及非正常工况排污为近期VOCs控制工作重点，科学制定VOCs综合整治工作方案，明确工作进度和完成时限。 　　全面推行&ldquo 泄漏检测与修复&rdquo 。企业应建立&ldquo 泄漏检测与修复&rdquo 管理制度，细化工作程序、检测方法、检测频率、泄漏浓度限值、修复要求等关键要素，对密封点设置编号和标识，泄漏超标的密封点要及时修复。建立信息管理平台，全面分析泄漏点信息，对易泄漏环节制定针对性改进措施，通过源头控制减少VOCs泄漏排放。企业可通过自行组织、委托第三方或两者相结合的方式开展工作。 　　(五)建立VOCs管理体系。企业应将VOCs的治理与监控纳入日常生产管理体系。建立基础数据与过程管理的动态档案、VOCs污染防治设施运行台账，制定&ldquo 泄漏检测与修复&rdquo 、监测和治理等方面的管理制度，制定突发性VOCs泄漏防范和处置措施，纳入企业应急预案。有组织废气(如工艺废气、燃烧烟气、VOCs处理设施排放废气和火炬系统等)排放应逐步安装在线连续监控系统，厂界安装特征污染物环境监测设施，并与当地环境保护主管部门联网。 　　企业应在污染源归类的基础上对VOCs排放和削减情况进行统计，按年度估算各类污染源排放量，通过现场监测或物料衡算等方法分析各类污染源VOCs物质成分，定期向当地环境保护主管部门报送VOCs排放和削减情况。VOCs排放和削减情况暂以总挥发性有机物计，并附VOCs和有毒有害物质清单 自2017年起应分别明确VOCs和有毒有害物质每种物质的排放量。有组织排放应明确排气筒(烟囱)数量、位置，污染物种类、排放量、浓度、排放规律和估算方法、达标排放情况等基本信息 无组织排放应明确排放位置、排放规律、排放量估算方法、厂界监测数据及达标排放情况等基本信息。 　　三、进度安排 　　(一)部署阶段(2015年7月1日前)。地方各级环境保护主管部门组织企业开展VOCs污染源排查工作，结合实际情况，确定范围和企业名单，细化整治工作内容，分解落实责任。各省级环境保护主管部门应制定石化行业VOCs综合整治实施细则，于2015年7月1日前上报环境保护部。 　　(二)实施阶段(2017年7月1日前)。2015年底前，全国石化行业全面开展LDAR工作 完成VOCs排放量和物质清单信息申报 初步具备VOCs监测监控能力 环境保护部建立统一的VOCs信息申报和管理平台 京津冀、长三角、珠三角等区域石化行业完成VOCs综合整治工作，其他区域石化行业全面开展VOCs综合整治工作。 　　2017年7月1日前，全国石化行业全面完成综合整治工作，达到《石油炼制工业污染物排放标准》、《石油化学工业污染物排放标准》、《合成树脂工业污染物排放标准》等相关标准和要求，位于重点区域的石化企业应按规定达到特别排放限值要求 建成全国石化行业VOCs监测监控体系 各级环境保护主管部门完成石化行业VOCs排放量核定。 　　四、保障措施 　　(三)完善配套政策措施。环境保护部研究制定石化行业VOCs污染控制标准、监测标准、估算方法，确定行业VOCs污染防治基准水平，指导地方各级环境保护主管部门开展企业VOCs监督管理。 　　(四)强化信息公开和社会参与。鼓励企业选择第三方环境服务公司参与VOCs污染防治工作，为企业提供VOCs治理方案、排放量申报以及监测等环保服务。 　　(五)加强科技支撑和培训。加大对石化行业VOCs污染控制标准、监测标准、估算方法、优先控制物质清单、清洁生产工艺、污染防治技术、危险化学品生产使用风险评估等科研工作的支持力度 鼓励企业技术中心、科研院所等单位，开发高效实用的VOCs污染控制与监控技术和设备，推进技术成果的转化应用。 附件：《石化行业挥发性有机物综合整治方案》

Angewandte chemie影响因子：16.6设计Ir-C4单原子催化剂，实现了超低电位( 1.23V)，以生产氢气和其他增值化学品，同样需要克服高过电位。近期，团队通过在高温聚合物电解质膜电解槽（HT-PEME）中将热催化与电催化相结合，开发了集成式热催化-电催化耦合反应体系，通过将醇类热化学脱氢与电化学氢泵相结合成功实现了热电耦合催化乙醇脱氢制备乙醛（PNAS., 2023, e2300625120）、热电耦合催化甲醇脱氢制备高纯氢气和CO（JACS., 2024, 146, 14, 9657-9664）以及低电位甲醇。相关研究表明，在HT-PEME中将热催化与电催化相耦合能够有效增强催化反应的速率和选择性，热电耦合能够相互协同促进。由于反应体系复杂，缺乏直接表征手段，目前缺乏直接证据证明热催化与电催化的相互协同。基于这一挑战，项目团队设计了Ir-C4单原子催化剂，实现了超低电位(图2. 热-电耦合催化甲醇氧化反应制氢体系的具体催化路径在HT-PEME中，施加电位之后甲醇在Ir-C单原子催化剂上由电促进热催化反应生成H2和CO，之后H2和CO在Ir-C单原子发生氧化反应，阴极发生氢析出反应生成H2。图3 Ir-C相关催化剂的EXAFS表征图4. Ir-C单原子催化剂、Ir颗粒催化剂XPS谱学测试通过EXAFS、XPS分析测试表明，Ir-C催化剂中的Ir主要是以单原子的形式存在，无Ir纳米颗粒。同时由于Ir原子与C载体之间的强相互作用，使Ir原子的电子结构发生了很大的变化，从而出现缺电子性质(Ir+)。特殊的几何结构和电子结构可能赋予Ir-C SACs具有优异的甲醇反应性。图5.Ir-C SACs和参比样品的甲醇氧化性能测试及在线产物分析如图5所示，当电解槽加热到80/100℃时，MOR的起始电压已低至0.4 V，随着温度的升高，MOR的起始电压逐渐降低。在160℃时，起始电压低于0.1 V，与理论平衡电位非常接近。研究结果表明，由于热和电化学耦合催化，甲醇可以被Ir单原子催化剂在超低电位( 0.1 V)下氧化。然而，同样条件下的Pt/C和Ir-C NP，其起始电位仍然很高，分别为0.3 V和0.4V。Ir-C SACs相比Pt位点和Ir颗粒位点的优异性能，证明了在热电化学耦合作用下IrC4位点独特的低电位甲醇氧化能力，表明其有巨大的Pt基催化剂替代能力。Ir(0.3)-C SACs在0.4 V(200℃)下的质量活度达到1.8 A mg-1Ir，比Ir-C NP和Pt/C分别高出约52倍和40倍。阴极HER对Ir(0.3)-C SACs(比Ir-C NP高3.3倍)的产氢率为0.2 ml min-1。质量比产氢速率最高达到18.3 mol H2h&minus 1gIr-1，与Ir-C NP和Pt/C相比，分别高出54倍和31倍。上述结果表明，得益于热学和电化学的耦合催化，Ir-C SACs的MOR和相应的产H2速率都表现出了显著的活性。阳极可以检测到CO、CO2、CH4和少量的H2证实热化学过程CH3OH → CO + 2H2，此外，超高的HOR和COOR活性证明了电化学氧化过程。本文的研究为热电耦合催化反应过程中热场-电场相互协同作用提供了直接证据，突破了以往关于MOR在Ir SACs上无活性的结论。该工作为设计高效催化反应和新型催化剂提供了指导。相关工作得到了岛津-KRATOS公司相关设备的大力支持。文献题目《Ultra-low-Potential Methanol Oxidation on Single-Ir-Atom Catalyst》使用仪器岛津AXIS SUPRA作者Liyuan Gong, Xiaorong Zhu, Ta Thi Thuy Nga, Qie Liu, Yujie Wu, Pupu Yang, Yangyang Zhou, Zhaohui Xiao, Chung-Li Dong, Xianzhu Fu, Li Tao*, Shuangyin Wang*State Key Laboratory of Chem/Bio-Sensingand Chemometrics, College of Chemistry and ChemicalEngineering, Hunan University, Changsha, Hunan 410082, P.R. China 全文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202404713

概述制备色谱（Prep-LC）以其高分离效率，重现性和低溶剂消耗而闻名，是一种纯化技术。来自中国的色谱专家团队应用了传质动力学建模和吸附等温线，以改善该技术的缺点之一，即超载导致的非线性，这是纯化工艺发展的重要问题。保持直率对于药物提取，纯化仍然是一个巨大的挑战，因为结构相似的化合物可以共存于基质中，特别是对于从生物发酵或多肽合成中获得的药物而言。Prep-LC广泛用作分离和纯化技术，但是由于过载导致的非线性（用于提高通量）对于开发高效的纯化过程一直存在问题。为了克服这个问题，来自中国西南医科大学的一组研究人员选择了羟基酪醇（与橄榄果和叶片中橄榄苦苷水解产生的其他成分同时生成）作为模型化合物，用于系统地开发纯化方法。甲醇和乙醇用作有机改性剂，并在三种商用色谱柱C8TDE，C18ME和C18TDE上确定了最佳流速。曲线用van Deemter方程拟合，并对A，B和C项进行了全面分析。然后研究了吸附等温线，并提出了最合适的基于制备液相色谱的羟基酪醇纯化方法。纯化方法的开发与优化使用Shimadzu Prominence-i9（LC-2030）系列仪器进行HPLC分析，该仪器配备有脱气器，低压梯度仪，混合器，自动进样器和柱箱，并与UV检测器相连。在配备P680A泵，低压梯度仪，带有500μL样品定量环的手动进样器，TCC 100柱温箱和PDA 100检测器的Dionex P680A系列仪器上进行馏分收集。色谱条件为5％甲醇或乙醇水溶液。进样量5μL 柱温40°C 检测波长为280 nm。使用三根色谱柱（C8TDE，C18ME和C18TDE）在0.1至1.5 mL/min的15种不同流速下以0.1 mL/min的增量比较羟基酪醇的传质动力学。为了精确确定变量对等效于理论塔板（HETP）的高度的影响，使用van Deemter方程，Gidddings方程，Horvath和Lin方程以及Knox方程计算了羟基酪醇的传质动力学。 van Deemter方程的三个项，即涡流扩散（A项；由于固定相色谱柱的存在而导致的峰展宽，与流动相的速度无关），分子扩散（B项）和传质阻力（C项） ），确定了三列中的两种有机改性剂。随后研究了吸附等温线，以探讨溶质在固定相和流动相之间处于平衡状态的分布。将浓度较高的羟基酪醇（10–160mmol/L）的标准溶液泵入C18TDE色谱柱，并记录穿透时间。在这项工作中，发现在5％甲醇-水条件下C8TDE和C18ME色谱柱的最佳线速度为6.37 mm/s（0.3 mL/min），在5％乙醇条件下为4.24 mm/s（0.2 mL/min）。以水为流动相。对于C18TDE色谱柱，发现5％甲醇-水的最佳线速度为14.85 mm/s（0.7 mL/min），而5％乙醇-水的最佳线速度为4.24 mm/s（0.2 mL/min）。发现C18TDE柱是最高效的色谱柱，传质动力学分析表明，乙醇是分离羟基酪醇的合适溶剂，因为带有甲醇流动相的B项极其敏感，因此在改变其他条件时很难稳定其性能。由于C18TDE的最小A项以及可接受的B和C值，因此它是最佳选择。因此，选择C18TDE和乙醇纯化羟基酪醇是因为这种组合对变化不敏感，具有最佳的A，B和C项，并且符合Langmuir等温线模型。羟基酪醇已成功纯化，样品量为1.6％，回收率为90.98％，纯度为98.01％，以5％乙醇-水为流动相，采用了优化的分馏方法，流速为0.2 mL/min。动力学使其线性在制备型液相色谱中，传质动力学建模和吸附等温线的使用证明对开发和优化羟基酪醇纯化方法非常有帮助。此方法应适用于其他制药和生物技术产品的纯化。未来将如何在行业中采用这种方法将是很有趣的。（编译：符斌 北京中实国金国际实验室能力验证研究中心研究员）根据下列两篇文章编写1. Nonlinear behavior in preparative liquid chromatography: A method-development case study for hydroxytyrosol purificationPublished:Dec 22, 2020Author: Ruting Xiao2. LEGO MINDSTORMS fraction collector: A low-cost tool for a preparative high-performance liquid chromatography systemPublished:Dec 20, 2020Author: Marco Caputo

中国修订法规 新型污染物将纳入空气质量监控体系 　　城市灰霾：温柔地杀你 　　中国大城市的灰霾天气越来越成为一种常态 大气污染问题逐渐由单个城市向区域复合型污染转变。现行《大气污染防治法》正在修订当中，一些新型污染物将被纳入空气质量监控体系。 　　“公布的空气质量监测结果达标了，为什么还是灰蒙蒙的，看不见蓝天?”在很多城市，公众对空气状况的直观感觉，往往与环保部门公布的结果并不一致。 　　对此，中国环境科学院副院长柴发合解释说，当前造成城市灰霾天气的，主要是一种不被大家所熟悉的污染物——“细微颗粒物”，而这种大气污染物并不在法定的监测范围之内。依据现行的《大气污染防治法》(下称《大气法》)，大气污染物监测只包括二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物三项指标。 　　现行的《大气法》颁布于1987年，至今已有20多年。其间经历过1995年和2000年的两次修订。柴发合在NGO组织“北京地球村”近日召开的对“大气污染记者论坛”上透露，现行的《大气法》正在修订当中，新法律将完善空气质量评价标准体系，增加细微颗粒物、臭氧等指标，更加客观地反映空气质量，并在此基础上，协同控制多种大气污染物。 　　目前，灰霾天气已成为中国大城市空气污染的突出问题。监测数据显示，上海、广州、天津、深圳等大城市的灰霾天数，已占全年总天数的30%〜 50%。灰霾不仅造成大气能见度下降，看不见蓝天，而且直接危害人体健康。 　　“紧盯”细微颗粒和臭氧 　　据柴发合解释，与直径小于10微米的“可吸入颗粒物”不同，“细微颗粒物”是一类更小的污染物，“它们的直径一般不超过2.5微米，因此对光的散射作用更强，在不利的气象条件下很容易导致灰霾的形成”。 　　根据世界卫生组织的《空气质量准则》，细微颗粒污染物的年均浓度限值为每立方米10微克，如果年均浓度达到每立方米35微克，人的死亡风险就会增加15%左右。 　　据中国环境监测总站原总工程师魏复盛介绍，直径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻腔外面 直径在2.5〜 10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道 而直径在2.5微米以下的细微颗粒物，则可以通过支气管和肺泡进入血液。 　　由于细微颗粒物可以进入肺部，所以也被称为“可吸入颗粒物”。一方面，这些颗粒物本身很可能就是有害气体或重金属，对人体造成伤害 另一方面，它们还可成为病毒和细菌的载体，为呼吸道传染病的传播推波助澜。 　　科学研究发现，和直径2.5〜 10微米的可吸入颗粒物主要来自道路扬尘不同，细微颗粒物则来源于燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)和挥发性有机物。 　　柴发合说，细微颗粒物的产生过程非常复杂。它是燃烧废气中的氮氧化物、挥发性有机物等污染物在大气中相互反应后形成的。“因此，治理细微颗粒物不能只关注单一的污染物，而应该对多种污染物进行协同控制。” 　　除了细微颗粒物之外，臭氧是另一种新的大气污染物。 　　自然界中的臭氧，绝大部分存在于距离地面15〜 5公里的平流层中，是氧气经太阳紫外线照射形成的。这些臭氧可以吸收紫外线的辐射，对人类是有益的。但在贴近地面的低空中，臭氧则对人体极为有害。 　　低空中的臭氧，不仅对眼睛和呼吸道有刺激作用，而且可以与细微颗粒物、挥发性有机物等污染物相互耦合，经过二次反应后形成高浓度细粒子污染，造成空气能见度降低、地面臭氧浓度升高、大气氧化性增强，是产生灰霾、光化学烟雾的主要原因。 　　柴发合说，与二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物三种传统大气污染物直接来源于工业生产、居民生活和机动车尾气排放不同，低空中的臭氧主要是排入大气中的一次污染物氮氧化物和挥发性有机物在太阳光和热的作用下，经过化学反应形成的二次污染物。生成臭氧的氮氧化物和挥发性有机物，目前主要来源于火电、钢铁和水泥等行业以及机动车尾气、加油站等。 　　环境保护部环境规划院副总工程师杨金田说，电力行业排放的氮氧化物约占全国排放总量的45.5%。有统计显示，仅2003〜 2007年，中国火电厂的氮氧化物排放量就增加了四成多，导致中国的酸雨类型已开始从硫酸型向硫酸、硝酸复合型转变。 　　“如果不解决氮氧化物的问题，要想解决灰霾、酸雨以及其他大气污染问题，几乎不可能。”杨金田说。 　　由“城市污染”转向“区域复合型污染” 　　在此次“大气污染记者论坛”上，杨金田提出，当前中国区域性大气污染问题已日趋明显。“大气污染问题逐渐由单个城市向区域复合型污染转变。比如珠三角地区的烟尘、粉尘和二氧化硫等城市大气污染物指标，出现同时上升或降低的现象，联动特点明显。” 　　“由于细微颗粒物、臭氧及形成臭氧的物质容易在大气中的输送、扩散，使得光化学烟雾往往成为一个区域性问题，其覆盖范围可达几十甚至数百公里以上。”柴发合说，近年来，全国特别是珠三角、长三角和京津冀地区的灰霾天气有所增加，尤其是珠三角地区，灰霾天气已占到了全年天数的一半或一半以上。 　　统计显示，长三角、珠三角和京津冀三大城市群虽然仅占全国6.3%的国土面积，但消耗了全国40%的煤炭，生产了50%的钢铁，大气污染物排放集中，已经出现了严重的区域复合型大气污染问题，并呈现出煤烟型污染和机动车污染相结合的特征。这些地区大气污染物在不同城市间的传输扩散和相互影响十分严重。 　　与此同时，在辽宁中部城市群、湖南长株潭地区以及成渝地区等城市密度大、能源消费集中的区域也出现了类似的区域性大气污染问题。 　　“区域性的大气污染，单纯依靠单个城市是不可能解决的，任何城市也都无法独善其身。”杨金田说，但目前城市大气污染治理“各自为战”，尚未建立有效的区域空气联防联控机制，难以从根本上解决区域和城市的大气环境问题。 　　据悉，修订后的《大气法》将强调大气治污的区域联防联控机制，协调解决区域和城市大气污染防治的重大问题。“区域联防联控还要求成立专门机构来进行协调管理，做到统一规划、统一管理、统一标准、统一监控、统一评估。”杨金田说。 　　据柴发合透露，新修订的《大气法(修订草案)》，2009年12月30日已经通过了环保部的审议，现在正在进一步修改，之后将提交国务院法制办和全国人大环境与资源保护委员会。

仪器信息网讯 2020年5月9日上午10时，国务院新闻办公室于举行国务院政策例行吹风会，请科技部副部长李萌、文化和旅游部副部长李金早、国家卫生健康委副主任李斌、人民银行副行长陈雨露和国务院新闻办新闻发言人袭艳春介绍2019年国务院部门办理人大代表建议和政协委员提案情况，并答问。国务院政策例行吹风会（2020年5月9日）问答中，针对中国日报记者提问：“基础研究是创新之源，也是科学技术进步的关键。我想请问2019年代表委员关注了哪些基础研究方面的问题？在加强基础研究方面，科技部又是如何具体落实的？” 科技部副部长李萌做了解答，包括全面加强基础研究，大幅度提升原始创新能力，组建若干国家实验室，同时重组国家重点实验室体系等，解答文字实录如下： 2019年，人大代表、政协委员围绕基础研究提出了47件建议和提案，包括人才培养、基础研究的投入、长期稳定支持的环境、基础平台建设，这些都是代表委员比较关心的。我们按照代表委员的建议，全面加强基础研究，大幅度提升原始创新能力。做了几方面工作，有针对性进行了部署。第一，制定了《加强“从0到1”基础研究工作方案》，对整个基础研究进行了系统安排，从优化原始创新环境、强化国家科技计划项目的原创导向、加强基础研究人才培养、创新科学研究方法和手段、提升企业的自主创新能力这些方面进行了具体的部署。第二，持续加强前瞻性重大科学问题的研发部署。包括对干细胞、纳米、蛋白质、合成生物学、病原学、全球变化及应对、量子信息、量子计算、脑科学等方面，加大了支持力度。第三，对数学、物理学等基础学科进行了倾斜性支持，发布了《关于加强数学科学研究工作方案》，已批准在北京、上海、广东、天津、山东等地首批建设13个国家应用数学中心。通过这些数学研究中心，凝聚起全球高端的数学人才进行长期数学研究。第四，加快国家实验室建设。围绕国家长远发展的重大创新领域，组建若干国家实验室，使他们成为引领基础研究的战略力量。同时正在重组国家重点实验室体系，围绕原始创新和关键核心技术领域突破，建设一批国家重点实验室，使国家实验室和国家重点实验室形成基础研究的梯次布局。第五，提高基础研究投入在整个研发投入中的比重。2019年，整个国家的基础研究经费是1209亿元，比2018年增长了10.9%。还引导地方结合自身优势加大基础研究的投入，现在很多地方科学研究的水平很高，他们也愿意投入基础研究。加大落实研发费用加计扣除力度，主要是激励企业加大对基础研究的投入。探索共建新型研发机构，联合资助等措施来引导社会力量加强基础研究，通过中央财政投入、地方财政投入、企业投入和社会力量投入来共同提高基础研究投入在全社会研发投入中的比重。第六，完善符合基础研究规律的分类评价体系，包括注重新发现、新观点、新原理、新机制等标志性成果，弘扬科学家精神，倡导“十年磨一剑”的专注精神，支持更多科研人员特别是青年科技人员勇闯科研“无人区”。

为加快建立碳足迹管理体系，形成绿色低碳供应链和生产生活方式，推动新质生产力发展，助力实现碳达峰碳中和目标，生态环境部会同国家发改委、工信部、财政部、人力资源社会保障部、住建部、交通运输部、商务部、中国人民银行、国务院国资委、海关总署、市场监管总局、金融监管总局、中国证监会、国家数据局制定并印发《关于建立碳足迹管理体系的实施方案》。《方案》提出，到2027年，碳足迹管理体系初步建立。制定发布与国际接轨的国家产品碳足迹核算通则标准，制定出台100个左右重点产品碳足迹核算规则标准，产品碳足迹因子数据库初步构建，产品碳足迹标识认证和分级管理制度初步建立，重点产品碳足迹规则国际衔接取得积极进展。到2030年，碳足迹管理体系更加完善，应用场景更加丰富。制定出台200个左右重点产品碳足迹核算规则标准，覆盖范围广、数据质量高、国际影响力强的产品碳足迹因子数据库基本建成，产品碳足迹标识认证和分级管理制度全面建立，产品碳足迹应用环境持续优化拓展。产品碳足迹核算规则、因子数据库与碳标识认证制度逐步与国际接轨，实质性参与产品碳足迹国际规则制定。《方案》优先聚焦电力、煤炭、天然气、燃油、钢铁、电解铝、水泥、化肥、氢、石灰、玻璃、乙烯、合成氨、电石、甲醇、锂电池、新能源汽车、光伏和电子电器等19个重点产品，制定发布核算规则标准。这些重点产品将按照团体标准先行先试、逐步转化为行业标准或国家标准的原则，研制重点产品碳足迹核算规则标准。《方案》提出四项主要任务，包括建立健全碳足迹管理体系、构建多方参与的碳足迹工作格局、推动产品碳足迹规则国际互信、持续加强产品碳足迹能力建设等，并分解成22项具体工作。全文可见：关于建立碳足迹管理体系的实施方案.pdf