形体采集仪

将纳米尺度结构单元集成为同质异相（多形体）结构不仅能表现优于纯物相的性能，还可以带来奇特的物理化学特性，从而为优化半导体材料的光电化学转化性能提供一种新策略。在过去的几十年里，纳米合成化学的发展促使了一系列组分形貌各异的多形体结构的出现。然而，这类多形体结构受结晶生长规则限制，其材料种类非常有限。近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队设计了一种胶体化学合成法，实现了铜基四元硫属多形体纳米晶的可控制备，这类多形体表现出优于纯物相的光催化产氢性能。相关成果以“A library of polytypic copper-basedquaternary sulfide nanocrystals enablesefficient solar-to-hydrogen conversion”为题于9月15日发表在《自然‧通讯》上（Nature Communications2022, 13 (1), 5414）。论文的共同第一作者是特任副研究员伍亮博士和硕士生王茜。铜基四元硫化物半导体（由地球丰富的元素组成，具有合适的带隙和高的光吸收系数）是一种极具发展前景的光催化材料。然而，单个铜基四元硫化物纳米晶中光生电子与空穴的超快复合速率限制了其光催化析氢应用。由化学性质相同但物相结构不同的材料组成的多形体纳米结构（在界面处匹配良好）能有效避免异质界面处的成分变化和应力带来的不利因素，促进光生载流子分离，进而提高光催化产氢性能。图1. (a-c)单同质结CZTS多形体的HAADF-STEM图、球差校正高分辨率HAADF-STEM图和XRD图； (d-g)双同质结CZTS多形体的HAADF-STEM图、球差校正高分辨率HAADF-STEM图和XRD图；(h)双同质结CZTS多形体的示意图。图a和e中的比例尺代表20 nm，图b和f中的比例尺代表5 nm，图d中的比例尺代表50 nm。研究团队发展了一种通用的胶体化学合成法，通过在纤锌矿（WZ）结构上的外延生长硫铜锡锌矿/闪锌矿（KS/ZB）结构，实现了一系列的铜基四元硫属多形体纳米晶的精准合成，包括Cu2ZnSnS4(CZTS)、Cu2CdSnS4(CCdTS)、Cu2CoSnS4(CCoTS)、Cu2MnSnS4(CMnTS)、Cu2FeSnS4(CFeTS)、Cu3InSnS5(CInTS)和Cu3GaSnS5(CGaTS)。以CZTS多形体纳米晶为例，通过调控KS物相的生长选择性制备出子弹形单同质结多形体（SHP）和橄榄球形双同质结多形体（DHP）（图1）。光催化析氢性能研究表明，CZTS多形体纳米晶的光催化活性高于相同成分的纯物相纳米晶（图2b）。进一步利用密度泛函理论（DFT）计算，研究了CZTS的WZ相和KS相的能带结构。研究表明CZTS多形体中的同质结具有II型半导体的能带排列结构（图2d-e）。因此，光生电子和空穴将分别积累在KS和WZ中，实现电荷的跨同质结分离，从而提高光催化性能（图2f）。此外，双同质结CZTS多形体中两个同质结的协同作用使其光催化性能优于单同质结纳米晶。图2. CZTS纳米晶的光学和光催化性能。(a)紫外-可见-近红外吸收光谱；(b)CZTS纳米晶在可见光下的光催化析氢性能；(c) CZTS多形体的循环光催化产氢性能；(d)多形体结构中WZ和KS相的态密度图；(e)多形体中WZ和KS相带隙排列；(f) 杂化组合的模拟电荷分布。该工作实现了四元铜基多硫化物多形体纳米晶的精准可控合成。这种物相结构的集成为优化光催化剂性能提供了一种新策略，通过构筑同质异相结促进光生载流子的分离，进而提高光催化产氢性能。该项研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、安徽省高校协同创新计划、安徽省科技重大专项等项目资助。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-33065-7#citeas

基因转录产生的mRNA前体可以通过可变剪接产生不同的mRNA剪接异构体，这些mRNA可以翻译成序列不同的蛋白质，即蛋白质异形体。蛋白质异形体与许多疾病的病理机制密切相关，如癌症、多发性硬化症、心肌肥大、自身免疫病、糖尿病等，蛋白质异形体还被用作生物标志物和疾病治疗的靶标1，因此，开展针对蛋白质异形体的研究有着重要意义。蛋白质异形体的发现、注释与验证是其功能研究的基础，得益于高通量转录组深度测序技术以及可变剪接分析技术的迅速发展，人类基因组编码的蛋白质异形体已经得到了较充分的注释，但由于大多数基因都有一个主要的编码产物，而与疾病发生和蛋白功能调节密切相关蛋白质异形体往往表达量较低，所以，一部分低丰度的蛋白质异形体仍然可能没有被注释。　　近日，北京大学医学部精准医疗多组学研究中心黄超兰团队针对蛋白质新异形体的鉴定开发了整合新连接肽段鉴定策略的蛋白质基因组学分析流程，并应用于深度覆盖的人蛋白质组质谱数据集的分析，成功发现并验证了分别来自2个功能重要的基因NHSL1(编码NHS样蛋白1)和EEF1B2(编码真核翻译延伸因子eEF1B的亚基eEF1β)的3个新蛋白质异形体。该研究以“Proteogenomics integrating novel junction peptide identification strategy discovers three novel protein isoformsof human NHSL1 and EEF1B2”为题于2021年8月21日线上发表在Journal of Proteome Research期刊上。　　本研究首先聚焦了“新连接肽段”这一概念，即被内含子分隔开的新外显子和已注释外显子共同编码的肽段，新连接肽段可提供关于新可变剪接位点的信息，对于鉴定新蛋白质异形体至关重要。目前从质谱数据中挖掘新蛋白质异形体，主要是通过搜索转录组数据的三框翻译库。由于漏注释的蛋白质异形体往往缺少已知转录本和同源蛋白，传统的基于全基因组六框翻译库的蛋白质基因组学策略不能鉴定到新连接肽段，无法获知新可变剪接位点。因此，研究者首先提出了一种鉴定新连接肽段的策略，基本思路为：①假设一个基因可以编码一个新的蛋白质异形体，那么就意味着该基因中存在一个新的蛋白质编码区(CDS)，这个CDS的具体位置是未知的，它可能出现在任意一个已注释CDS的5’端或3’端 ②通过理论酶切的方式枚举所有可能的由新CDS与已注释CDS共同编码的新连接肽段，对于枚举出来的新连接肽段，由新CDS编码的氨基酸序列是未知的，用“X”表示 ③对所有的人类已注释基因都做同样的处理，从而构建一个理论新连接肽段数据库 ④对质谱数据集，采用多参数下的从头测序获取每张二级谱图的所有候选肽段，用以与理论新连接肽段数据库进行匹配，如果候选肽段在理论新连接肽段数据库中存在，那么它就被认为是该谱图对应的可能的连接肽段 ⑤通过这种方式，可以将质谱数据中存在的所有可能的连接肽段枚举出来，然后可加入到已注释蛋白质组数据库中进行搜库，以进一步排除假阳性结果，鉴定高可信新连接肽段 ⑥新连接肽段的来源分析，溯源新可变剪接位点。作者已将上述策略写成自动化软件CJunction，并上传至GitHub (https://github.com/CProteomics/CJunction)，供广大读者直接使用。 　　图1. CJunction枚举质谱数据中可能存在的新连接肽段的原理图随后，研究者建立了针对新蛋白质异形体发现的整合新连接肽段鉴定策略的人蛋白质基因组学分析流程，并应用于一组深度覆盖的HeLa质谱数据集的分析，成功鉴定并验证了1个新连接肽段和2个由外显子单独表达的新肽段。通过生物信息学分析，最终发现并验证了分别来自2个基因NHSL1和EEF1B2的3个新的蛋白质异形体，依次命名为：NHS-like protein 1 isoform X15、NHS-like protein 1 isoform X16和elongation factor 1-beta isoform X2。值得注意的是，上述2个基因的新蛋白质异形体相较经典的编码产物分别有一个96个氨基酸和60个氨基酸长的新N端，这种序列差异暗示它们可能发挥着重要的不同功能，值得进一步探究。本文所提出的策略可应用于更多深度覆盖的蛋白质组质谱数据集中，未来有助于发现更多新的蛋白质异形体。　　图2.基因NHSL1表达的新蛋白质异形体的鉴定　　北京大学医学部精准医疗多组学研究中心、北大-清华生命科学联合中心黄超兰教授为本文的通讯作者，北大-清华生命科学联合中心博士研究生何崔同为本文的第一作者。　　原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jproteome.1c00373

p　　“车上面那个圆坨坨是啥子哦?”8日，武侯区永顺路上的城管执法车成了明星，省市多家媒体记者及部分市民纷纷要探个究竟。/pp　　走近一看，球形体下面写着“可视化人居环境监控监测仪”。成都市城管委相关负责人介绍称，该仪器是车载扬尘信息采集系统，是成都市“扬尘治理和建筑垃圾处置监管信息系统平台”的监测哨兵，“设备会自动采集PM10、PM2.5以及声音分贝，工地附近的指标如果超过其他区域的均值，我们就会对相关公司提出警告。”/pp　　“近年，随着成都市城市建设的飞速发展，扬尘污染也在同步增加。同时，生产过程中产生的废弃渣土、废旧砖瓦、混凝土等建筑垃圾，已成为成都市单一品种排放量最大、消纳处置最困难的固体废弃物。”8日，成都市城管委相关负责人对构建“扬尘治理和建筑垃圾处置监管信息系统平台”的原因作出解释。/pp　　目前，该平台一期项目的硬件设备采购已全部完成，“具体包括，车载视频显示30台、车载球机30台、移动监测设备30套。这些设备已下发并部署到位。”/pp　　那么，车载扬尘信息采集系统到底如何发挥作用呢?该负责人介绍，移动式车载球机通过车载扬尘、噪声监测系统收集数据，监测结果可以通过视频数据传输显示一体机展示并传输，“如果PM2.5达到80以上，会警示相关企业。同时，在重污染天气应急管理和扬尘污染监控方面也有重要作用。”/pp　　据记者了解，各区(市)县安装车载扬尘信息采集系统的城管执法车已经到位，“白天随时巡查，晚上一般是9点到凌晨2点。”系统中已经接入地理信息，工地、运输企业等数据同步更新，随时供查看。/p