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土壤质量数据可视化

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土壤质量数据可视化相关的资讯

  • 位可视化定量研究热带农田土壤重金属微区环境行为方面取得重要进展
    近日,中国热科院环植所农业环境研究团队在热带农田土壤重金属原位微区过程研究方面取得重要进展。创新性的应用X射线显微计算机断层扫描结合扫描电镜-能量色散能谱法,发现了土壤孔隙结构特性影响重金属镉微区分布。该研究结果为揭示土壤结构异质性对重金属环境行为的影响机制提供了新的研究思路和方法。  热带作物受镉(Cd)等重金属的污染已成为制约热区农产品质量安全与农业可持续发展的重要问题。土壤异质性导致重金属环境行为过程复杂,一直是重金属污染治理的难点。传统基于总量和平均量的研究方法难以反映由空间、物理、化学和生物共同作用产生的土壤异质性对重金属环境行为的影响。为突破该问题,研究团队建立了X射线显微计算机断层扫描结合扫描电镜-能量色散能谱土壤重金属微区可视化研究方法,结合全景组织细胞定量分析系统,实现了对土壤孔隙内及周围Cd微区分布的原位定量研究。基于团队前期研究发现的团聚体铁、磷形态影响热带农田土壤Cd固持的重要作用,通过该方法分析得到了原状土壤孔隙及周围Fe、P、Cd的微区分布特性,进一步揭示了热带农田土壤的孔隙特性(包括孔隙大小和持水能力)通过控制Fe、P元素微区赋存,影响土壤Cd微区分布特征的微观机制。  该研究成果以“The role of pores in micro-zone distribution of Cd in a tropical paddy soil: Results from X-ray computed tomography combined energy dispersive spectroscopy analysis”为题发表于《Journal of Hazardous Materials》。中国热科院环植所魏超贤助理研究员和林必桂高级工程师为论文共同第一作者,刘贝贝副研究员为论文通讯作者。该研究得到了海南省自然科学基金、海南省重点研发计划等项目资助及农业农村部热区绿色低碳重点实验室、国家农业环境儋州观测实验站、海南省生态循环农业重点实验室等平台的支持。
  • 智能化管理,实现噪声监测“自动化”与数据“可视化”
    2023年,16部门发布“声十条”,提出2024年底前,设区的市级城市完成功能区声环境质量自动监测系统建设工作,并与省级和国家生态环境监测系统联网。鼓励有条件的县级城市开展功能区声环境质量自动监测;2025年1月1日起,设区的市级以上城市全面实现功能区声环境质量自动监测,统一采用自动监测数据评价。不仅如此,一系列行业领域噪声自动检测技术规范等也陆续发布。据了解,“十四五”期间,国家将实现全国地级及以上的城市建成3800多个自动监测站点,目前,全国噪声领域科研及产业发展已形成一定规模。随着技术的进步,现代噪声监测系统正朝着智能化、网络化方向发展,利用物联网、大数据分析等技术实现远程实时监控和预警,使得噪声管理更加精准高效,市场更加广阔。为了解当前噪声监测技术进展、应用成效、行业状况及挑战机遇,向大家展现当前噪声监测市场现状,仪器信息网开展了“噪声监测现状与市场动态”主题约稿活动,本篇文章为北京爱唯施环境科技有限公司回稿内容。生产生活中工业运营的噪声会导致一系列问题,从居民健康污染到居民不动产贬值等。减轻工业噪音污染的一揽子方法往往导致更大更贵的一揽子工程。那么,运营者在部署噪声管理策略时,首先的难点是如何在最低的投入下减少系统的总监控成本和资源。工程噪音控制、声屏障和限制营业时间只是有效噪音管理实践的几个例子,这些方法通常需要大量投资,而精确智能化部署可以减少超额监测成本,确保更有效地缓解噪音。澳大利亚Envirosuite公司(简称:EVS),旗下子公司爱唯施,有30多年的环境管理经验,以自主开发的智能环境管理软件和噪声监测设备为平台,向客户提供实时及持续的噪声监测,分析报告,溯源预测等功能为一体的专业噪声管理方案。(1)智能噪声监测软件实现环境数据可视化和自动化:EVS 的Omnis和Anoms是基于云的数据管理平台,提供24/7的噪声监测与数据分析,以专用算法和建模将远程设备的数据可视化,实时设定、监控和导出报告,以实现自动管理其辖区的多个环境参数。包括预测潜在的环境噪音问题,跟踪噪音水平随时间的变化,以及环境影响评估等。同时提供噪声事件回放以及噪声阈值警报功能,可用于即时调查违规的噪声事件(频谱图或波形格式),还可以根据导致超标的原因进行噪声分类,帮助了解哪些噪声源不合规,以便进行降噪措施调整以提高噪音合规性。图:EVS 的智能噪声监测软件实现环境数据可视化和自动化(2)适用于任何环境的全天候实时噪声监测设备:EVS 提供专业的全天候噪声监测设备EMU3700 ,可部署在机场、工业、市政运营区内或周边社区的任何场地。EMU3700能够捕获准确的噪音和天气数据,这些数据与EVS噪音监测软件的专有算法相结合。为用户提供可视化的数据分析与见解。用户友好界面可实时查看噪音和天气数据。使操作人员能监控从设备端到远程的数据。包括测量指数,多种标准的报告格式,警报和报告的触发级配置。产品符合AS/NZS 62368-1 CE & FCC等安全性和合规性标准,独立IEC61672:2013 1级型批认证。Envirosuite的NMT 3700系列专门设计用于在恶劣环境中进行永久、移动和便携式的无人值守操作和噪声监测。产品可以安装部署于采矿作业、工业设施,机场,城市环保和建筑工地等各种行业应用。案例1:北京首都国际机场噪声监测项目北京首都国际机场于2005开始使用EVS为其安装25个噪声监测终端NMT和ANOMS 机场噪声管理软件,通过不同站点安装NMT噪声监测设备,实时监测记录站点周边的噪声数据, 并通过ANOMS远程管理软件进行噪声监测与分析报告,管理雷达、飞行计划、天气和投诉等一系列环境管理解决方案。爱唯施对后期运维方面的站点校准、硬件软件使用和技术支持、对硬件故障进行判断和排除、对软件服务进行定期维护和检测。用我们的解决方案跟踪噪声、航班,解决投诉,有效处理了机场与居民、航空公司和其他利益相关者的关系。为机场环境管理和噪声合规提供了稳定而有力的支持。图:Envirosuite 噪声监测智能化管理系统案例2:北京生态环境监测中心 声环境质量自动监测项目北京生态环境监测中心采用EVS噪声管理方案进行城市声环境监测,监测系统于 2007 年安装、2008 年 2 月通过最终验收,已经过多年连续工作,系统在全市包括 1 个监控中心(C/S 架构,服务器及系统软件、客户端软件)、18套噪声监测设备(16套设备在线运行, 2套设备备用),爱唯施提供专业技术人员和团队,对本系统提供运行维护服务保障。为项目提供专业的噪声监测管理和报告,运行多年来以其专业性和运行稳定性为国家站噪声采集和分析提供了重要数据,获得了一致的好评和认可。噪声监测市场在全球范围内呈现出增长的趋势,中国噪声监测系统行业也在不断发展壮大。&zwnj 这些趋势反映了社会对噪声污染问题的关注度提高以及对噪声监测和管理需求的增加。Envirosuite使用专有技术和实时可视化数据来帮助行业和社区的噪声监测管理并保持合规性,EVS的环境智能技术提供灵活和量身定制的解决方案来帮助您应对噪音及振动的挑战,通过改善环境性能使世界变得更加美好。
  • 科学岛团队双模态传感策略用于氨基甲酸酯类农残可视化快速检测
    近期,中科院合肥物质院固体所蒋长龙研究员团队在可视化检测环境中的西维因检测研究方面取得新进展。相关研究成果作为主封面发表在国际著名期刊ACS Sustainable Chemistry & Engineering 上。西维因作为一种有效的广谱氨基甲酸酯杀虫剂,已广泛用于防治农作物害虫。然而,过量使用或错误的使用方式会导致西维因残留,西维因在土壤、水果、粮食等介质中留存时间长,且易通过呼吸道和皮肤接触进入人体内,会对人体造成严重危害。因此,西维因残留的检测研究引起了极大的关注。近年来,农药残留的定性定量检测仍然侧重于仪器检测,如表面增强拉曼光谱、电化学分析、色谱等,但这些技术由于检测耗时长和复杂的样品预处理,不能满足现场快速检测需求,限制了它们的实际应用。因此,开发便携式和可靠的实时分析方法来检测西维因残留,对环境污染物监测和农业食品安全具有重要意义。为此,研究人员利用氨基修饰的金纳米颗粒、硅量子点和碲化镉量子点作为传感中心,设计了一种双模态(比色-比率荧光)传感体系,能够可视化定量检测痕量西维因残留。当西维因进入传感体系后,会通过静电效应触发金纳米颗粒团聚,导致紫外可见吸收光谱变化,伴随着肉眼可观察到的自然光下的溶液颜色变化。同时,金纳米颗粒的团聚引发荧光共振能量转移(FRET)效应,硅量子点的蓝色荧光发射强度逐渐增加,而碲化镉量子点的红色荧光强度显著降低,从而导致体系荧光颜色由红到蓝的显著转换。研究发现,双模态传感体系具有更高的检测灵敏度与准确性,比色模式下检测限为49.6 nM,比率荧光模式下检测限为16.3 nM,实现了对实际样品中痕量西维因残留的高灵敏度、即时可视化检测。此外,结合3D打印技术与颜色识别应用(APP),研究团队还构建了具有高兼容性的便携式智能荧光检测平台,以扩展其实际应用。该工作为氨基甲酸酯类农药残留检测提供新策略,并拓宽了便携式可视化定量检测装置在化学传感中的应用。上述研究工作得到了国家自然科学基金项目、国家重点研发计划以及安徽省重点研究与开发计划项目的支持。图1. 双模态传感体系快速可视化定量检测西维因残留的机理示意图,该工作受邀作期刊封面报道。图2. (A)智能传感平台的检测示意图;(B)智能手机对荧光图像的RGB分析;(C)具有高兼容性的便携式传感平台;(D)紫外光下,荧光传感体系在加入浓度为0至200 μM的西维因后的图像;(E)荧光颜色变化(B值/R值)与西维因浓度的线性关系图。
  • 北京市发布“十四五”时期土壤污染防治规划 强调提升土壤监测能力
    5月10日,北京市生态环境局印发《北京市“十四五”时期土壤污染防治规划》(以下简称《规划》),系统提出了“十四五”时期本市加强土壤污染防治的总体思路、具体目标和主要任务,是指导“十四五”时期深入打好净土保卫战的行动纲领。《规划》强调提升现代化治理能力,推进北京市土壤立法,完善农用地和建设用地相关标准,完善“1+3”监测体系,打好“遥感监测+网格巡查+现场检查”执法组合拳,深化宣传教育,提升适应新形势新要求的能力水平。其中提到提升土壤监测能力,重点内容如下:1.完善综合监测网络增加医院、学校、养老区等区域周边土壤监测点位,建成覆盖“农用地、建设用地、未利用地”的土壤监测网络。加强对历史和现状监测数据的深度挖掘、分析和应用。探索开展土壤中新型污染物监测。开展土壤污染成因分析、土壤环境质量评价体系研究等。2.丰富专项监测网络加快发展各具特色、结构合理的专项土壤监测网络。完善农产品产地土壤环境监测网络,有序增加监测点位,力争做到食用农产品产地全覆盖;建设园林绿化用地土壤环境监测网络,重点在园地和林下种植食用农产品的林地、水源涵养林地布设监测点位;地球化学元素监测网络继续开展长期监测。3.动态共享部门数据以满足农用地分类管理和建设用地准入管理,保障农产品产地环境安全和人居环境安全为需求导向,数据资源的产生和提供部门及时响应、更新共享数据。例如,农业农村、园林绿化部门共享农药、化肥的使用数据,以及农用地、园林绿化用地相关环境监测数据。4.信息化集成应用完善土壤环境管理信息化建设,逐步整合涉及用途变更为住宅、公共管理和公共服务用地的空间国土规划、土地开发、项目建设及各类土壤环境监测、调查和筛查等信息,升级数据管理和分析能力,优化模块设置,探索基于可视化工具实现土壤环境管理直观展示功能,支撑土壤污染防治、监督等工作的智能化管理,支持土壤环境状况综合评价。
  • 古脊椎所等在CT数据三维重建和可视化软件开发研究中获进展
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "近日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副研究员卢静、澳大利亚国立大学博士生胡雨致,与澳大利亚国家计算中心博士Ajay Limaye,在《皇家学会开放科学》(iRoyal Society Open Science/i)上发表了在三维重建和可视化计算机软件开发方面取得的新进展。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "X射线断层成像扫描技术(X-Ray Computed Tomography,X-CT)能无损获取样本的内部结构形态,在古生物学等领域得到应用,这对CT数据的处理,特别是其三维重建和可视化提出了更高的需求。目前,已有若干商业软件支持对CT数据的三维重建,但价格昂贵,且通常并没有针对古生物学、形态学和比较解剖学教学研究要求的特别优化。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "该研究以一组澳大利亚早泥盆世盾皮鱼化石的CT扫描数据为例,介绍了三维成像数据处理软件Drishti最新版本中的执行数据重建分割iDrishti Paint/i模块,iDrishti/i软件三个模块之间的关系和交互,以及体积探索、体渲染的应用功能等内容。该研究介绍了一种用于对体积数据进行阈值处理(即梯度阈值处理)的新工具,以及使用3D Freeform Painter工具执行三维分割的新方法。这些新工具和工作流程可以实现更准确,更精确的重建,建模和3D打印。该研究为CT数据的分割和重建提供了新的工具和思路,对于精准分割体数据,优化三维重建,三维模型制作、渲染和3D打印效果具有重要意义。 /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "a href="https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.201033" target="_self" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 112, 192) "论文链接/span/a/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/f426dd19-1764-4571-8d53-91cd4d0a6926.jpg" title="图1.jpg" alt="图1.jpg"//pp style="text-indent: 2em "图1.iDrishti paint/i中使用3D Freeform Painter工具对澳大利亚早泥盆世盾皮鱼头部化石执行三维分割/pp style="text-indent: 0em text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/0de4da24-6159-4a47-bfd8-75fc082a4a9c.jpg" title="图2.jpg" alt="图2.jpg"/strongbr//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图2.使用iDrishti Paint/i对澳大利亚早泥盆世盾皮鱼颌骨脉管结构进行三维重建 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "br//p
  • 美方:不会反对中国公布美国城市空气质量数据
    中国环保部指外国使馆发布的中国空气质量数据是不合规定,美国国务院6号回应说,美国发布的数据只是为在中国的美国公民提供信息,没有干涉中国内政,因此不会停止发布相关数据。  环保部:个别驻华使馆应停止发布空气质量信息  所属分类:新闻 新功能放大观看中国环保部副部长吴晓青5号就“外国驻华使领馆开展对中国PM2.5监测并且发布数据”一事指出,“这样做在技术上既不符合国际通行的要求,也不符合中国的要求。根据维也纳外交关系公约和维也纳领事关系公约,外交人员有义务尊重接受国法律法规,不能干涉接受国内政。”对此美国国务院否认美国干涉中国内政,并指出美国公布中国部分城市空气质量数据仅仅是为美国公民提供服务。  记者:你认为发布天气报告没有干涉中国内政?  美国国务院副发言人唐纳:不,我们不这么认为。  记者:你也不认为这违背了维也纳公约?  美国国务院副发言人唐纳:当然不认为。这是为美国人提供的服务,那些在大使馆社区工作和生活在中国的美国人。  唐纳表示,美国不会因为中国的指责就停止发布数据。他还称,如果中国也发布美国城市的空气质量数据,美国不会反对。  美国国务院副发言人唐纳:美国已经开始在一些美国城市公布数据。我们不会反对(中国公布美国城市数据)。  据悉,美国大使馆自2008年起就每小时公布一次北京空气质量数据
  • 岛津成像质谱显微镜应用专题丨米曲可视化
    镜质合璧 还原真实成像质谱显微镜用于米曲中磷脂和葡萄糖的可视化分析 引言米曲是清酒酿造中的关键元素。它在清酒酿造中的主要作用被认为是提供分解淀粉和蛋白质的消化酶。众所周知,米曲成品的成分对清酒的品质(味道和香气)有很大的影响。然而,目前为止对米曲质量的评估经常依赖于首席酿酒师的经验。这意味着此领域相关科学知识的不足,且仍有发展空间。当首席酿酒师评估米曲质量时,米曲的物理结构,即外观和质地似乎是质量指标之一。在过去的研究中利用扫描电子显微镜来研究米曲的内部结构,但直到近几年,评估米曲结构和成分关系的研究仍然进展甚微。由于岛津iMScope成像质谱显微镜可同时观察样品结构和成分分布,在本应用报告中,我们将iMScope应用于发酵领域,并尝试可视化分析米曲结构和成分分布。 如图1所示,质谱成像(MSI)是非常适合观察米曲结构以及决定其有效成分分布的技术。MSI应用于食品的论文,已有芦笋中天冬酰胺和姜黄根中姜黄素分布可视化的应用报告⑴,⑵。本文针对食品科学研究中的“发酵”新应用领域,尝试着将米曲内的结构和成分分布可视化。由于米曲非常易碎,在进行MSI分析时,未经前处理制作米曲切片几乎是不可能的。因此,我们研究了各种切片制备方法,并成功实现从生米到蒸米和米曲过程中的代谢物可视化分析。图1 质谱成像(MSI)工作流程 实验 2-1试剂使用羧甲基纤维素(CMC)(FUJIFILM Wako)为包埋剂,配制浓度为4%的CMC水溶液,并将溶液放入70℃的恒温箱过夜来确保完全溶解。本实验中使用的基质是α-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA)和N-(1-萘基)聚乙烯二胺二盐酸盐(NEDC)(Merck),溶剂为乙腈、异丙醇和甲醇(FUJIFILM Wako)、超纯水。 2-2切片制备使用清酒酿造用的抛光率为70%的山田锦大米(白鹤酒造株式会社)制成的蒸米和米曲。生米可视化研究中使用市售大米。如前所述,这些样品材料极其脆弱。因此,采用冷冻切片机制备切片并使用粘性冷冻膜(cryo-lab)回收获得的切片。将米粒包埋在上文所述的4%羧甲基纤维素溶液中,在-80℃冷冻。切片厚度为20 μm,获得的薄膜利用导电双面胶带(3M公司)固定在ITO涂层玻璃载玻片上(无MAS涂层,表面电阻:100 Ω/m2)(松浪玻璃工业株式会社)(图2)。图2 米曲切片制备 2-3基质涂敷在检测米粒切片和米曲切片中的磷脂时,使用岛津iMLayer基质升华系统将CHCA沉积在样品表面(图3),接着喷涂CHCA溶液(3)。基质升华的膜厚度为0.5 μm。利用由乙腈、异丙醇、超纯水(3: 1: 6)构成的含0.1 %甲酸的混合溶剂溶解CHCA,调节其浓度为10 mg/mL。已知可以有效电离葡萄糖的基质NEDC,利用iMLayer进行升华,升华时设置温度为220℃、时间为10分钟。NEDC基质升华后,利用5%甲醇溶液进一步进行重结晶。图3 iMLayer基质升华系统 2-4质谱成像MSI检测使用岛津iMScope成像质谱显微镜进行。激光照射次数为100次/点。正离子模式检测磷脂,空间分辨率为25 μm,负离子模式检测葡萄糖,空间分辨率为50 μm。检测范围:正离子模式m/z 400-800,负离子模式m/z 180-230。在所有检测中,激光强度均设置为45,检测器电压为2.1 kV。 2-5构建MS图数据分析和MS图像构建采用岛津MSI分析软件Imaging MS Solution和IMAGEREVEAL MS进行。IMAGEREVEAL MS是通过统计学功能实现非靶向分析的软件。它拥有卓越的校正函数(图像过滤、像素插值),并含有“相似图片提取”功能。本文后半部分所示的葡萄糖可视化数据是利用IMAGEREVEAL MS软件进行分析。 结果 3-1生米、蒸米和米曲中磷脂的分布图4显示了生米、蒸米和米曲切片中胆碱的分布。胆碱是一种在米曲制作过程中分布和数量会发生巨大变化的典型成分。生米的结果在碾米之前测得,且结果表明胆碱累积在大米胚芽中。在碾碎后的蒸米中,来自胆碱的峰急剧下降,但在米曲的内部则观察到极强的峰。这表明胆碱在米曲发酵过程(即米曲制作过程)形成。因此,使用MSI 可以观察到米曲制作过程中胆碱数量和空间分布发生急剧变化的现象。图4 生米、蒸米和米曲中胆碱的分布 在米曲的内部还观察到各种磷脂(包括溶血磷脂)的累积(图5)。尤其是溶血磷脂酰胆碱LPC(16:0),m/z 496.34和LPC(18:2),m/z 520.34显示这一趋势(4)。而磷脂m/z 748.35和786.30的MS图像显示出其在米曲中的不均匀分布。这种异质性被认为由曲霉(米曲霉,Aspergillus oryzae)侵入蒸米中生长出雾状菌丝导致,这个过程就被称为“hazekomi”。下一部分我们将介绍一种将hazekomi过程可视化的方法开发以及将这种方法与MSI结合使用的结果。图5 米曲(山田锦,稻米抛光率:70 %)中溶血磷脂和磷脂的分布 3-2hazekomi可视化及其与MSI的配合使用⑸,⑹haze指的是米曲霉菌丝在蒸米表面扩散时呈现的白点,在首席酿酒师进行米曲目检时被作为一个结果指标。在早期的hazekomi可视化研究中,Yoshii等人发表了一篇基于扫描电子显微镜(SEM)观察的报告,他们通过将米曲霉传播过程直接可视化的方式成功观察到了米曲中米曲霉的生长,该结果有助于改善制曲过程(7)。 利用SEM将hazekomi过程可视化时,观察微观区域的能力是一个重要特征。不过,我们认为将整个米曲hazekomi过程可视化的方法以及可获取成分分布信息的技术也是有用的。为了解决这一问题,我们引入了采用β-葡萄糖醛酸酶(GUS)作为标志基因的GUS报告系统用于hazekomi可视化。具体来说,通过构建米曲霉GUS表达株以及生产使用该菌株的米曲(以下称为GUS米曲)来实现对制曲过程中米曲霉生长的清晰观察。GUS米曲的使用实现了通过颜色反应来可视化米曲霉位置,而当这种技术和MSI配合使用时,可获取关于成分分布的信息。这两种技术的结合同时实现了整个米曲的hazekomi可视化以及成分分布的可视化研究。 在此我们将对这种旨在把GUS报告基因系统应用于米曲的创新研究进行阐述。GUS报告基因系统最初是为了将植物组织中菌丝体的可视化而开发的。在植物组织中,常见做法是将样品浸泡在5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-葡萄糖苷(X-Gluc)溶液中,这是一种用于着色的显色底物。拥有极硬细胞壁的植物组织即便是长期浸泡在X-Gluc溶液中,也能够毫无问题地维持样品观察所需的形态。 不过,如前所述,米曲非常脆弱,且其性状和植物组织完全不同。这意味着采用现有的着色方案将极为困难。事实上,我们证实了在米曲浸泡在X-Gluc溶液中固定着色所需时间内,样品的形态由于吸水而发生了很大的改变。为了避免这一问题,必须改变添加X-Gluc的方式。因此,我们构思了一种通过将X-Gluc溶液喷洒在GUS米曲切片上的方法来可视化分析hazekomi过程。 图6显示了采用这种方法得到的结果。这里制曲使用的是抛光率为70%的抛光白鹤锦稻米(白鹤酒造株式会社的酒米),并在制曲开始24h、31h以及43h后取样。随着制曲的进行,可以观察到靛蓝色从曲的表面渗透到内部。尤其是在43小时之后、制曲完成时,不仅在曲的表面,在内部也能检测到浓烈的靛蓝色,表明米曲霉已经到达了稻米内部。 曲的一个主要作用是在酿造(发酵)阶段提供各种酶,以便形成酵母菌所需的营养。观察到的主要酶为α-淀粉酶或葡萄糖淀粉酶,这两者会形成作为酵母生长所需的葡萄糖。此外,也有报道表示α-淀粉酶可能是影响曲霉菌丝体侵入性生长的非常重要的酶。图6 GUS米曲中hazekomi过程的可视化分析(比例尺:1 mm(插入图片:200 μm)) 尽管既往研究中报道了制曲后葡萄糖的增加,但hazekomi和葡萄糖分布之间的关系尚未明确。在制曲过程每个阶段的米曲质谱图中,确实观察到了葡萄糖峰强度的升高(图7)。已有报道表明NEDC可以增加癌组织中葡萄糖检测的灵敏度(8)。因此,当使用NEDC作为葡萄糖MSI的基质时,[M+Cl]-= m/z 215.02在负离子模式下被检测到。 为了研究GUS米曲的hazekomi过程和葡萄糖分布之间的关系,使用GUS染色切片相邻的切片进行了MSI,比较获得的葡萄糖离子强度和GUS染色图像的分布,图8显示其结果。 观察葡萄糖分布及与GUS染色图像的叠加可以了解到从制曲初始阶段到后期阶段,葡萄糖从外到内增加。这一结果表明hazekomi和葡萄糖分布之间存在相关性。 另外,有些区域由于X-Gluc为深色且葡萄糖强度很高而成像为蓝色(黑色箭头显示),同时在本实验中也能看到有些部分虽然也观察到了hazekomi,但葡萄糖强度低,例如以黑色圆圈表示的区域。这些结果表明位置不同,hazekomi产生的葡萄糖量存在差异性。今后,可以通过包含各种代谢物(例如氨基酸、糖类、糖醇)分析的探讨来实现从化学角度更好地了解hazekomi现象。 虽然目前的考察着重于葡萄糖并解释了伴随hazekomi过程葡萄糖分布的变化,但可以想象,形成的酶的扩散范围和活性也会受到诸如米粒特征等其他因素的影响。这种新的可视化技术(GUS米曲和MSI的融合)预期可以改进米曲和其他曲衍生产品的制曲流程。图7 利用NEDC基质获得的葡萄糖峰的时间依赖性变化图8 GUS米曲中葡萄糖([M + Cl]–)的可视化(比例尺:1 mm) 结论 在本研究中,分析了磷脂在山田锦大米(清酒酿造米)中的空间分布,并利用白鹤锦米(白鹤酒造株式会社的专有清酒米)可视化分析hazekomi过程和葡萄糖分布之间的关系。同时还利用白鹤锦米制备了一种表达GUS的米曲品系,并用于揭示hazekomi过程和葡萄糖分布之间的关系。这种新的可视化技术利用了GUS米曲和MSI相结合,可有助于更好地了解米曲和其他曲衍生产品的制曲流程并改进制曲方法。由于本实验中采用的岛津iMScope成像质谱显微镜能同时实现微观区域的光学显微镜观察以及显微镜下的质谱分析,将iMScope应用于各种酒曲和其他麦芽的分析,可以获得发酵领域相关新科学知识。 iMScope QT(图9)是iMScope的新一代产品,于2020年6月发布。在延续iMScope TRIO卓越的显微镜观察功能和空间分辨率的同时,新的iMScope QT提供了更高的质量分辨率、检测灵敏度和分析速度,让分析变得更轻松。同时,由于能够分析更宽的质量范围,期待MSI技术可以进一步扩展在不同研究领域应用的可能性。图 9 iMScope QT 参考文献(1) K. Miyoshi, Y. Enomoto, E. Fukusaki, and S. Shimma, Shimadzu Application Note (No. 57).(2) S. Shimma and T. Sagawa, Shimadzu Application Note (No. 63).(3) S. Shimma, Y. Takashima, J. Hashimoto, K. Yonemori, K. Tamura, and A. Hamada, J. Mass Spectrom., 2013, 48, 1285(4) N. Zaima, N. Goto-Inoue, T. Hayasaka, and M. Setou, Rapid Commun.Mass Spectrom., 2010, 24, 2723.(5) A.P.Wisman, Y. Tamada, S. Hirohata, K. Gomi, E. Fukusaki, S. Shimma, J. Biosci.Bioeng., 2020, 129, 296(6) A.P.Wisman, Y. Tamada, S. Hirohata, K. Gomi, E. Fukusaki, and S. Shimma, J. of Brew.Soc.Japan (in press).(7) M. Yoshii and I. Aramaki, J. of Brew.Soc.Japan, 2001, 96, 806.(8) J. Wang et al., Anal.Chem., 2015, 87, 422. 文献题目《成像质谱显微镜用于米曲中磷脂和葡萄糖的可视化分析》 使用仪器岛津iMScope TRIO 作者Shuichi Shimma *1, 2, Yoshihiro Tamada *3, Adinda Putri Wisman *1, Shuji Hirohata *3, Katsuya Gomi *4 Eiichiro Fukusaki *1,2*1 大阪大学工程研究生院生物技术系*2 大阪大学岛津组学创新研究室*3 白鹤酒造株式会社*4 日本东北大学农学研究生院未来生物产业的生物科学与生物技术系
  • 土壤污染源头防控行动计划(征求意见稿)发布,定期开展地下水与土壤监测工作
    为加强土壤污染源头防控,生态环境部组织起草了《土壤污染源头防控行动计划(征求意见稿)》。有关情况摘录如下:《计划》提出,到 2027 年,土壤污染源头防控取得明显成效,土壤污染重点监管单位隐患排查整改合格率达到90%以上,受污染耕地安全利用率达到 94%以上,建设用地安全利用得到有效保障。到2030年,各项指标进一步提升。其中,要强化重点单位环境管理。严格环境监管重点单位名录管理,确保土壤污染重点监管单位和地下水污染防治重点排污单位应纳尽纳。加强排污许可管理,督促土壤污染重点监管单位按照排污许可证规定和标准规范落实控制有毒有害物质排放、土壤污染隐患排查、自行监测等要求。完善重点场所和设施设备清单,全面查清隐患并落实整改,优化提升自行监测工作质量,积极推进防腐防渗改造、存储转运密闭化、管道输送可视化等绿色化改造。已造成土壤和地下水污染的企业在实施改建、扩建和技术改造项目时,必须采取有效措施防控污染。持续推进重点行业防渗、隐患排查、周边监测等技术规范制修订。涉镉等重金属排放环境监管重点单位,依法对排放口和周边环境进行重金属定期监测。其中,涉大气重金属排放且周边5公里范围存在农用地的,开展大气重金属沉降及下风向农用地土壤重金属含量监测;涉废水重金属排放且排污口下游有农用地的,开展水体底泥重金属含量监测;发现农用地土壤存在重金属累积性风险的,要及时采取防控措施。严防污水废液渗漏。全面推进工业园区污水管网排查整治,减少管网漏失,提升工业园区污水收集处理效能。鼓励有条件的化工园区开展初期雨水污染控制试点示范,实施规模以上化工企业污水“一企一管、明管输送、实时监测”。深入推进园区突发水污染事件环境应急三级防控体系建设。持续推进涉重金属行业水污染物排放标准制修订。对化工、医药等行业企业已投产的晾晒池、蒸发塘等重点设施开展排查,发现措施不到位、运行管理不规范的,督促企业采取有效措施封堵漏点。减少涉重金属废气排放。持续高质量推进钢铁、水泥、焦化行业和燃煤锅炉企业超低排放改造工作,推动已完成超低排放改造的企业及时变更排污许可证。开展重点行业废气排放标准制修订。有色金属矿产资源开发活动集中区域和受污染耕地安全利用、严格管控任务较重区域,执行颗粒物和镉等重金属特别排放限值。在受污染耕地集中县(市、区),耕地土壤污染重金属含量呈上升趋势的地区,经排查主要由大气污染源输入造成的,采取相应的污染源头管控措施。推动有色金属矿采选、冶炼行业颗粒物深度治理,实施颗粒物治理升级改造工程,加强除尘工艺废气、生产车间低空逸散烟气收集处理。强化受污染耕地溯源整治。推动受污染耕地县(市、区)应查尽查,分阶段应治尽治。2027 年底前,受污染耕地10万亩以上的县(市、区)基本完成耕地污染源排查并建立清单。优化土壤污染修复技术路线,注重节能减污降碳,对于耕地周边涉重金属历史遗留矿山,协同开展矿山生态修复与污染治理。推进能力建设。完善全国土壤和地下水环境监测网络并定期开展监测。开展卫星遥感常态化监测和预报预警技术应用。2025 年底前,启动全国地下水污染调查评价;2027年底前,启动第二次全国土壤污染状况普查。强化科技创新。持续强化土壤污染源头防控科技支撑,开展多污染物协同控制、土壤和地下水协同防治、污染物生物可利用性与生物累积效应评价、污染物健康风险评估、降阻产品的重金属土壤污染风险、新污染物治理等相关研究。加强泄漏快速检测、无损渗漏探测、低扰动低成本风险管控和绿色低碳修复等新技术、新材料、新装备研发应用。附:1、编制说明.pdf2、土壤污染源头防控行动计划(公开征求意见稿).pdf
  • 三维表面模型可视化软件Vayu 1.0发布
    包括古生物学在内,众多科研领域已经在前所未有的精度和广度上大规模应用X射线计算机断层扫描以及三维重建技术,随之对生成的三维表面模型的可视化效果方面也提出了更高的需求。目前大部分三维重建处理软件在处理三维表面模型方面能力较弱,已有的三维表面模型软件通常未对生物学三维表面模型数据作相应的优化,且在使用上往往存在上手困难,操作复杂,无法处理大数据文件等问题。 Vayu 主界面与部分案例展示针对以上问题,为了提升化石和现代生物成像数据的可视化效果,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所卢静研究员团队自主研发了专门用于处理三维表面模型的新的免费软件Vayu 1.0,并在《古脊椎动物学报》上详细介绍了该软件的基本功能、操作流程以及相关案例展示。Vayu 1.0主要针对化石及现代生物成像数据可视化需求进行优化,可以广泛应用于古生物、生命科学、医学、考古等多学科领域三维表面模型的可视化乃至虚拟空间交互等方向。Vayu 1.0软件提供了一整套针对三维表面模型的编辑、渲染、标注、分析等可视化工具,同时自带VR模式以及快捷的动画制作方法,让使用者能在最短时间内掌握对三维表面模型进行快速渲染和动画制作,为三维表面模型的可视化提供了新工具。Vayu 1.0还包含虚拟现实(VR)模式和一站式动画制作平台等多种可视化工具,为各领域的三维表面模型渲染与可视化提供了新发展方向和思路。除此以外,Vayu 1.0在博物馆科普教育与学校教育等领域也可以提供广泛的应用场景。 Vayu 三维可视化渲染动画展示Vayu 现代鲨鱼身体内部三维结构VR动画该研究得到了中国科学院院战略性先导科技专项(B类)、国家自然科学基金优秀青年基金等项目的资助。论文链接:http://www.vertpala.ac.cn/CN/10.19615/j.cnki.2096-9899.221020软件下载链接: http://admorph.ivpp.ac.cn/download.html
  • 高质量数据新标准,Cytek谱写45色全光谱流式方案二重奏(分析+分选)
    亮点一览2020年Cytek发表的OMIP-069全光谱流式40色文章1让超多色实验的梦想照进现实,4年之后,文章的同一作者再次分享了一个高质量的45色方案,全景式描绘了人外周血单个核细胞的免疫图谱,同时深入挖掘了记忆T细胞的免疫表型。该45色方案采用Cytek全光谱流式分析平台进行优化,随后无缝衔接到Cytek全光谱流式分选平台--方案不仅在分析平台上呈现出高质量的数据表现,在分选平台也以高度一致的数据分辨率实现结果的平移,并成功完成稀有细胞的分选且保持了细胞功能性。这一方案续写经典,再创突破,有望被普及应用于肿瘤免疫、自身免疫、药物研发、感染性疾病、神经退行性疾病等诸多领域。研究方案方案设计起点基于OMIP-069的40色文章,保留了原方案37个指标,新加入8个指标。考虑部分试剂的可用性及数据表现的可优化性,对原方案的部分荧光试剂进行了替换。借助Cytek Cloud工具设计并审阅方案,绿色框表示与原40色方案不同的指标或荧光素。45色方案横向评估了T、B、NK、NKT、单核、嗜碱性粒、先天淋巴样(ILCs)、树突状(DCs)等细胞,纵向剖析了T细胞活化、抑制、归巢、组织驻留、记忆和效应分化等指标,勾勒出人外周血免疫表型的精细图谱。45色全光谱流式方案信息表结果赏析45色全光谱流式方案门控策略在排除细胞黏连体和红细胞后,圈选活的CD45+细胞,基于FSC/SSC分成淋巴/DCs/NK和单核细胞群。单核细胞以CD14/CD16的表达区分出非经典、中间与经典亚群。淋巴/DCs/NK细胞圈走CD14+之后,CD3-TCRγδ-CD19+CD20+识别B细胞,借助IgD/CD27/CD20区分出Naï ve、浆母细胞与IgD-记忆B细胞。CD14-CD3-CD19-CD20-CD56-HLA-DR+表征为DCs,并细化了CD123+ pDCs和CD11c+ DCs的功能性表达。CD14-CD3-CD19-CD20-HLA-DR-定义为NK细胞,根据CD56/CD16的表达丰度可分为早期、成熟与终端NK细胞。CD14-CD3-CD19-CD20-HLA-DR-CD56-CD16-圈出CD123+的嗜碱性粒细胞与CD123-的ILCs。CD3+TCRγδ-CD56+表征为NKT样细胞。CD3+CD56-中区分CD4+、CD8+、CD4-CD8-三群,CD4+ T细胞进一步细分为Naï ve、TSCM、TCM、早期类TEM、早期TEM、中期TEM、晚期TEM、TEMRA各类亚群,并平行对比各自功能性指标的表达。45色方案分析人PBMCs手动圈门策略荧光试剂数据性能对比由于OMIP-069文章发表于2020年,在此之后,试剂厂家陆续研发出新型染料,为高维方案的优化和拓展带来了更丰富的选择。40色方案的部分荧光试剂存在货期问题,亦或是出现了数据表现更优的平替试剂。图中呈现的6种试剂,均与原方案的荧光素相似度较高,替换时无需对方案做出额外调整。其中cFluor系列试剂来源于Cytek公司,染色指数与原方案相当甚至更优。CD24 cFluor YG610优化了对于蓝激光激发的荧光素的spread,也改善了针对非B细胞的非特异性结合的问题(图1D)。CD57 cFluor B532替换FITC,染色指数显著提升,同时还可优化与BB515的spread(相似指数:BB515/FITC 0.98;BB515/cFluor B532 0.89)荧光试剂数据性能对比分析分选双平台实现方案一键式转移Cytek Aurora&trade 分析系统和Aurora&trade CS分选系统搭载专利的全光谱分析技术(Full Spectrum Profiling&trade , FSP&trade ),实验方案可以在双平台间实现无缝衔接,高质量结果仅需“复制粘贴”,大大简化了分选实验的流程。文章使用5激光的Aurora&trade 和Aurora&trade CS平台,采用相同的增益条件、参考对照、数据采集与实验分析模版,同一样品在3台分析仪与1台分选仪上分别进行获取,从降维可视化结果来看,4台仪器呈现的结果高度重叠,这为实现多中心标准化打造了一体化的平台。全光谱流式分析和分选平台无缝衔接高维方案应用于Aurora&trade CS分选平台,能够高精度地分辨细胞亚群,尤其是聚焦低比例细胞,并且一管样本可以实现6路同时分选,节省了时间和资源。从CD45+CD3+CD19-CD56-CD14-CD4+CD8-细胞群中,同时分选以下6群细胞:A. TSCM: CCR7+CD45RA+CD27+CD28+CD127+CD95+B. TEM early effector: CCR7-CD45RA-CD27+CD28+KLRG1+TIGIT-CCR6-DNAM-1+C. TEM early effector: CCR7-CD45RA-CD27+CD28+KLRG1+TIGIT-CCR6+DNAM-1+D. TEM early effector: CCR7-CD45RA-CD27+CD28+KLRG1-TIGIT-CCR6+DNAM-1+E. TEM early effector: CCR7-CD45RA-CD27+CD28+KLRG1-TIGIT-CCR6-DNAM-1+F. TEMRA: CCR7 -CD45RA+CD27+CD28+CD127+CD95+随后,将分选收集到的细胞在37℃, 5% CO2培养箱中静置过夜,次日用PMA和离子霉素刺激,再用胞内标志物IFNγ、IL-2、TNF-α、IL-17进行染色,配色时选择分选的细胞上非共表达指标的荧光素。6种细胞呈现出截然不同的细胞因子表达趋势,阐明在免疫反应中各自可能扮演着不同的角色。6路分选细胞并进行功能性验证总结展望众所周知,OMIP-069是第一篇将40种荧光素合为一管的具有里程碑意义的文章。本文的45色方案不仅实现了“复刻经典”,并且进一步提升标准,开创性地在全光谱分析和分选流式双平台,平行展现了45色方案的高质量数据,也实现了6路分选高维方案中低比例细胞的技术突破。该方案基于健康人PBMCs优化,可以进一步拓展应用到病人血样或者组织样本,为免疫疗法、癌症监测、药物研发、靶标筛查等领域开拓更多元的思路。参考文献1Park, L. M., Lannigan, J. & Jaimes, M. C. OMIP-069: Forty-Color Full Spectrum Flow Cytometry Panel for Deep Immunophenotyping of Major Cell Subsets in Human Peripheral Blood. Cytometry. Part A : the journal of the International Society for Analytical Cytology 97, 1044-1051, doi:10.1002/cyto.a.24213 (2020).2Bonilla, D. L., Park, L., Low, Q., Lannigan, J. & Jaimes, M. J. b. 45-Color Full Spectrum Flow Cytometry Panel for Deep Immunophenotyping of the Major Lineages Present in Human Peripheral Blood Mononuclear Cells with Emphasis on the T cell Memory Compartment. 2024.2004. 2027.591472 (2024).关于CytekAbout Cytek /Cytek Biosciences, Inc.(Nasdaq: CTKB)作为一家全球技术领先的生命科学技术公司,通过其受专利保护的全光谱分析(Full Spectrum Profiling&trade ,FSP&trade )技术,提供高分辨率、高参数和高灵敏度的新一代细胞分析工具。Cytek的创新技术通过检测荧光信号的完整光谱信息,以实现更高水平更高灵敏度的多参数检测。Cytek的FSP&trade 平台包括其核心仪器 ——Aurora和Northern Lights&trade 分析系统、Aurora CS分选系统,Amnis和Guava品牌下的流式细胞仪和成像产品,以及试剂、软件和服务,为客户提供全面和完整的解决方案。Cytek总部位于美国加利福尼亚州Fremont,在全球设有分部和分销渠道。更多的相关信息,请登录Cytek的官方网站:www.cytekbio.com和www.cytekbio.com.cn。注:Cytek, Tonbo Biosciences, cFluor, Full Spectrum Profiling&trade , FSP&trade 和Northern Lights&trade 是Cytek Biosciences, Inc. 的商标或注册商标。Cytek全光谱检测技术相关专利包括但不限于:US10739245B2,US11169076B2,US10788411B2。
  • 美国务院:美国会坚持发布中国空气质量数据
    针对中国的空气质量问题,美国国务院14号表示美国一直在监测北京的雾霾浓度,并且在网上公布结果。同时也称赞中国政府对回应人民要求公布监测数据, 迈出重要的一步。  美国国务院发言人纽兰14号在记者会上表示,美国一直在监测北京的雾霾浓度,并且在推特网上公布结果。去年12月开始中国政府决定在74个城市自行监测雾霾浓度,美国认为这对关心人民健康是一个好的开始。  美国国务院发言人纽兰:“我认为我们乐见的一件事是,去年12月中国政府自行决定检测雾霾浓度,并在74个城市公布监测结果。这是一个很有意义的开端,来关心自己人民的健康福祉。”  去年6月,中国环保官员曾经要求美国驻中国使领馆停止公开发布美国自行监测的空气质量数据,并质疑美国使馆的监测不符合国际标准。纽兰表示中美双方在此议题上保持沟通,美方会坚持发布中国的空气质量数据,这不仅有利于驻华美国外交官,也方便在华的美国公民出行。  美国国务院发言人纽兰:“我们对于如何得到我们感兴趣的数据是信息公开的。中国对于相关数据已问了很多问题,但是美国会继续公布(空气质量)数据。”
  • 微纳塑料光学与质谱检测技术发展期望:微观化、可视化——访南开大学汪磊教授
    十八年前,英国普利茅斯大学研究人员发表在《Science》上一篇的文章,让“海洋微塑料”进入人们的视野。海洋微塑料是典型的人类污染物,任何一个海洋国家都存在着海洋微塑料的污染,南北极也不例外。这与地区的经济发展程度和人类活动密度直接相关,我国沿海地区多为人口密度大、经济较发达的地区,也不可避免地存在海洋微塑料污染。如今,微塑料已经成为我国乃至全球环境领域的研究热点,而且随着研究的深入,微塑料的介质、粒径以及研究方向均有了进一步的发展。近日,仪器信息网采访了南开大学汪磊教授,就环境微塑料研究现状、痛点和瓶颈及其对生态和人类健康造成的危害等话题进行了深入交流。汪磊教授 南开大学微塑料研究进一步发展:介质、粒径、研究方向微塑料的研究语境不再仅限于海洋,其介质已从海洋环境拓展到淡水环境、陆地环境及大气环境。如大量使用农膜,造成土壤环境出现微塑料;日常洗衣服时,涤纶和尼龙等材质的衣服释放出来的纤维也属于微塑料,进入淡水水环境,造成淡水环境的污染;空气环境中,微小的塑料颗粒通过扬尘进入大气环境,一些更小的颗粒可能会长期悬浮于大气当中,甚至会进一步向大气层上层迁移,并随着气团进行长距离的迁移。这些都是已经有科学证据的环境行为。因此,整个地球面临广泛的微塑料污染。随着微塑料研究的持续开展,研究方向和粒径方面也都有了更进一步的发展。研究方向从最开始的环境调查逐渐深入到毒理学效应和机制的研究;研究对象的粒径也越来越小,从最早微塑料定义的粒径5mm以下,到后来欧洲科学家提出的2mm以下,如今,动物实验发现亚微米级和纳米级的颗粒物更有可能在环境暴露后被吸收并进入到内循环,从而带来更大的健康风险,这引起科学家更为广泛的关注。微塑料研究难点:样品检测和源解析目前,微塑料研究的难点和瓶颈主要在于样品检测。实验室里对纯的化学品、塑料聚合物开展研究相对容易,因为这些物质在检测时加入的成分和剂量都是可控的,甚至还可以用一些染色或同位素标记的方法进行示踪。但环境里的微塑料本身表面粒径很小,比表面积很大,发生同质和异质聚集的能力较强,且有时易在环境中发生老化而与初始状态不同,给检测带来困扰。环境微塑料源解析也是一大瓶颈问题。微塑料的源头和归趋永远是大家关注的问题,由于塑料聚合物本身结构往往是由简单的碳氢结构组成的,很难建立特征性的指纹图谱去分析不同地域环境微塑料到底有哪些差别,所以常规通过化学成分指纹图谱进行污染物溯源的方法不一定适用于微塑料的污染研究。因此,找到合适的、能够对环境微塑料进行科学源解析的方法,也是目前研究当中的瓶颈问题。此外,亚微米级和纳米级别的颗粒已经成为研究人员关注的重点,同时,更小的粒径也使它们的检测难度也非常大,需要科学家和仪器公司技术人员共同努力来实现突破。首创化学解聚质谱检测技术 获学术界认可由于自身具有痕量污染物的环境行为和环境检测研究背景,汪磊自2015年开始关注环境微塑料,当时国内已经有许多团队在开展相关研究工作,但这其中环境分析化学领域的团队还不多。起初,环境生物学专家研究塑料污染时采用的检测技术仍以显微镜下对颗粒观察计数为主,汪磊认为镜检方法虽然可以满足部分实验要求,但由于偶然因素干扰较多,且受前处理过程和操作人员的限制,该方法不适用于痕量微塑料和亚微米尺寸的塑料颗粒检测,也难以实现方法的标准化,且其检测结果也难以用于环境微塑料的释放和迁移通量计算。结合自身研究专长,汪磊团队以将塑料聚合物通过化学解聚的手段解聚成具有特异性的单体化合物,以质谱对单体化合物进行分析检测,进而回溯到聚合物本身的质量思路,开发出聚酯、聚碳酸酯、聚乳酸、尼龙等微塑料的质谱检测技术,搭配镜检技术一起使用,具有更好的准确性和灵敏度。采用该方法,汪磊团队进行了包括污染调查和微塑料环境行为方面的研究,相关检测方法分别发表在美国化学会刊物Environmental Science & Technology Letters(EST Lett)、和Analytical Chemistry上,并被EST Lett杂志评为2017年年度最佳论文。采用质谱检测-镜检结合方法,汪磊团队对一些典型塑料污染场景进行了研究,如提出以质谱检测配合光学显微方法能更准确地评估洗衣废水对污水处理厂进水中微塑料污染的贡献;评估了大气沉降与剩余污泥再利用对陆地环境中微塑料污染的输入通量;发现了垃圾填埋场矿化垃圾土中微塑料和它的前体物以及塑化剂在成分分布上的变化与填埋时间存在相关性;并结合环境微生物学技术,揭示了室内灰尘中较高浓度的微塑料特别是生物可降解塑料微粒会影响室内环境中微生物的群落结构,这些研究成果于在EST、科学通报等刊物上连续发表。此外,汪磊还对微塑料的长距离迁移、“双碳”战略背景下生物质塑料和可降解塑料等新课题进行了一些初步的探索。由于从事环境微塑料技术的研究,2021年,汪磊团队获得安捷伦公司的全球开放型课题的支持,汪磊表示:“我很感谢安捷伦,我们很多研究工作都是用安捷伦的仪器完成的,如Agilent 8700 LDIR激光红外成像系统,以及LC/MS/MS产品。安捷伦特别关注微塑料方面的技术开发,也愿意与科研单位合作,因此我们双方一拍即合。”汪磊团队合影质谱技术在反映聚合度和粒径方面存在局限性当前,环境微塑料研究主要用到光学和质谱学两种技术手段,光学手段包括普通光学显微镜和结合聚合物特征光谱开展的显微光学技术,后者如显微红外、显微拉曼等,实验室研究还可用到电镜、原子力显微镜等。大部分微塑料研究工作只会采用两种手段中的一种。在微塑料检测中,光学手段使用更为广泛,该技术简单直接,对研究条件要求较低,方便使用。光谱学手段可以识别塑料聚合物,因此红外光谱在微塑料检测中迅速成为主流技术。质谱学方法在采用不同解聚或裂解处理后,以液质或气质联用仪对相对完整的聚合物功能单体化合物或聚合物的分子碎片进行检测,再回溯聚合物质量。微塑料的质谱检测技术还存在一定局限性,如热裂解技术在产生碎片时一些环境基质会产生同类碎片,对样品分析造成干扰。而相对温和的化学解聚手段也并不能有效解聚所有塑料聚合物,且如果产生的功能单体不具有特异性,该方法将同样面临基质干扰的问题,这些问题限制了质谱技术的应用发展。质谱分析样品解聚手段的另一大局限性是无法有效区分不同聚合度的聚合物,低聚物也会产生相同的碎片和功能单体,因而会对微塑料的定量产生干扰。“在研究过程当中,我们也不断地被要回答编辑和审稿人提出的这类问题,尽管这些低聚物相对于高聚物来说体量常常微小到可以忽略不仅,但它总归是一个客观存在的误差。”汪磊讲到,“但低聚物本身是否也有环境风险和研究的意义呢?”光学技术需更微观 质谱技术期待原位可视化当前,两种主要的微塑料检测技术都存在一定的局限性,汪磊详细讲述了局限问题并提出了对微塑料分析技术的发展期许。光学技术最大的局限性体现在更小粒径的微塑料检测灵敏度不足。目前市场上常见显微红外技术产品灵敏度多在10~20微米左右,这个尺度以下的环境微塑料很难被识别;显微拉曼技术灵敏度相对较高,但对5微米以下的样品也很难检测。因此,光学技术,需要在灵敏度方面进一步发展,使分析更加微观化。质谱方面,希望能发展对高分子聚合物直接进行检测的质谱技术,虽然据悉已有相关技术,但尚未能应用到塑料聚合物的检测上;另外,现有质谱方法分析塑料聚合物时,只能间接证明它的存在,不能实现微塑料的直接原位检测,说服力不足,期待适用于微纳塑料的质谱成像检测技术出现,从而更直观地揭示这些人造高分子聚合物的生物富集行为和毒理学作用机制。政策监管尚空白 制定相关标准应考虑多技术结合目前,在政策方面,针对塑料本身的地方性和行业性的约束,如各类“限塑令”时有颁行,但目前尚未出台针对微塑料的监管或污染治理标准。据悉,国家海洋监测中心编制了《海洋微塑料监测评价技术规程(试行)》。全球公认的环境微塑料污染监测标准技术尚未形成,各国和各团队使用的方法不同程度上存在差别。“因为环境微塑料的检测本身有很大的困难,同时又要考虑到自身的污染现状、科研能力和软硬件条件,因此构建科学、实用的监测和检测标准方法十分具有挑战性。”汪磊解释。汪磊认为,在制定环境微塑料相关监测法规或标准时,应考虑多种技术结合,例如光学检测的计数结果不利于数据之间的比较,质谱学技术无法直接反映颗粒形态和聚合度,两种技术的结合可以提高检测结果的准确性和科学性。大众应正确面对微塑料危害 减少环境中的微塑料排放微塑料对于生态环境和人类健康都存在一定的风险。较大粒径的微塑料易被动物摄食,导致海洋生物食道阻塞、厌食甚至死亡;附着到珊瑚礁表面的微塑料会引起珊瑚病变,而由于珊瑚礁对于海洋环境调节十分重要,珊瑚礁的死亡会引起一系列不良海洋环境生态效应的出现;也有研究表明,土壤环境中,微塑料会影响营养物质的传质,导致植物对营养物质的吸收障碍;浮萍类水生植物容易与悬浮的微塑料结合在一起,影响生物表面膜的通透性;微塑料表面普遍具有疏水性,其负载的内生和外源污染物对生物也可能存在毒性,这些都反映了微塑料对生态环境的潜在风险。同时,微塑料的人体暴露广泛存在,由于微塑料中存在未聚合的单体化合物、及其含有的添加剂和吸附的其他污染物,人体摄入微塑料后,这些物质可在人体内释放,造成人类对这些化学品的额外摄入;微塑料表面微生物的特异性定植可能形成独特的微生物 “塑料域”,在致病菌和抗性基因传播方面可能导致新的风险。此外,塑料纳米颗粒本身也可能对人类健康产生危害,这方面的研究仍“在路上”。但由于人体摄入微塑料的机会和剂量都不大,微塑料对人体健康的已知影响并不显著。塑料是人造高分子聚合物,而自然界中动物、植物、微生物也都在制造高分子聚合物。人们每天都可能摄入木质素颗粒,这些植物聚合物颗粒无法被消化吸收而会自行排出体外,所以对人造聚合物也没必要过分紧张。汪磊认为,对于大众来说,还应正确面对其对健康产生的潜在影响。最后,汪磊建议,减少微塑料的污染,应该从减少塑料的污染。“塑料作为20世纪最伟大的发明之一,给人类带来了巨大的便利,减少塑料污染并不等于放弃使用塑料,而是增加其循环使用和回收再生,从而减少环境中的塑料排放,这对我们每一个人或者说对每一个消费者来说是最容易做到的事情。”人物简介:汪磊,南开大学教授、博士生导师,环境科学系系主任,“环境污染过程与基准”教育部重点实验室副主任。主要研究领域为新型污染物的环境行为与环境暴露。曾获得国家海洋科技进步二等奖、天津市科技进步一等奖、教育部高等学校科学研究优秀成果奖自然科学二等奖;首届全国环境化学青年奖。获得国家基金委优青基金项目、天津市杰青项目,入选天津市中青年创新领军人才、131创新人才第一层次,并担任Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology亚洲副主编、Ecotoxicology and Environmental Safety编委、环境科学学会环境地学分会、环境化学分会委员。
  • 东方德菲新品推荐---微观可视化驱油工作站
    化学驱油技术是一项比较大的系统工程,涉及高分子化学、油田化学、地质、油藏等多个学科,比注水开发研究要复杂的多, 针对微观可视化驱油机理研究问题,北京东方德菲仪器有限公司与中石油勘探开发研究院提高采收率国家重点实验室共同研发生产了系统集成型可视化驱油系统,即VMF100微观可视化驱油工作站。 VMF100微观可视化驱油工作站,通过可视化的微流控技术,记录和分析驱替液在微纳尺度通道芯片中的驱油过程。VMF100是定量描述不同化学驱油体系微观驱油机理的实验工作站,高效识别剩余油,并表征高含水期微观剩余油的渗流特征,VMF100工作站具有高集成化、高操控精度、芯片多样化、 分析可视化等特点,是微观驱油机理研究必不可少的设备之一。微观可视化驱油工作站由原油注入系统、驱替液压力注入系统、压力监测系统、芯片密封系统、微纳孔道芯片,微观视频系统、操作分析软件组成。该工作站可以完美记录和控制饱和油及驱替的动态过程,评价剩余油再启动能力,并分析剩余油的渗流特征。 微观可视化驱油工作站的功能 1、精密控制和记录饱和油的动态过程原油注入系统采用精密注射泵恒流控制模式,将原油注入微孔道芯片内形成饱和油。微观视频系统可以记录整个饱和油的动态过程。如下图2、精密控制和记录驱油的动态过程驱替液注入系统采用压力恒流模式,将驱替液注入饱和油芯片形成动态驱替。微观视频系统可以详细记录整个驱替的动态过程,如下图:3、剩余油分类识别统计剩余油识别分类统计软件可以定量处理石英芯片的驱替实验视频以及 数值模拟水驱油实验视频,分析整个实验过程中各种类型(膜状流、滴状流、柱状流、多孔状和簇状流)剩余油的数量、面积分布随含水饱和度的变化情况等,结果数据可做进一步处理。 VMF100的性能指标:1.原油注入系统驱动方式:微步进处理器驱动设置方式:彩色LED触屏设置注射范围:0.5ul-50ml直接推力:16kg流速范围:1.28pl/min-88.28ml/min稳定精度:0.05%最小推进速度:0.18um/min2.驱替液注入系统驱动方式:压力驱动方式压力流量设置方式:软件程序控制及本机独立控制压力流量显示方式:彩色LED显示屏通道数量:双通道或三通道zuida压力:200Bar流速范围:7.5nl/min-5ml/min流速精度:7.5nl/min3.压力监测系统压力传感器:全氟油压力传感器压力数据显示及输出:实时显示/输出压力数据压力测量范围:0-115PSI压力测量精度:0.0007PSI4.芯片密封系统密封方式:强磁性密封zuida耐压:500PSI密封尺寸:1/16 peek 管密封5.微纳孔道芯片芯片材质:石英玻璃刻蚀方式:湿法刻蚀模型类别:仿真均质模型、非均质裂缝模型、平行通道模型、环道模型模型尺寸:1.5cm×1.5cm ,可根据客户要求定制孔道尺寸:20um×7um ,可根据客户要求定制芯片尺寸:6cm ×6cm6.显微视频系统主机:体式显微镜采集系统:2000万像素彩色CMOS相机放大范围:3.75×-67.5×工作距离:71mm物镜:0.5平场复消色差物镜光源:LED光源实验平台:强磁实验台7.系统集成1)内置部件:流量剂专用支架流量池专用通孔压力监测系统安装板内置多孔电源2)外置部件:仪器箱体配有24寸触控电脑8.软件功能1)基础功能-剩余油分析:视频记录饱和油的动态过程视频记录驱油的动态过程实时记录驱油压力的动态变化分析不同类型剩余油的数量分布分析不同类型剩余油的面积分布2)拓展功能1-孔道参数:孔道配位数分布孔道孔喉比分布孔道等效半径分布孔道最窄半径分布3)拓展功能2-微观接触角:自动识别微观孔道接触角孔道微观接触角概率密度曲线
  • 岛津成像质谱显微镜应用专题丨板蓝根可视化
    质谱成像技术揭示板蓝根中化学成分的空间分布 板蓝根(Isatidis Radix)为十字花科菘蓝属植物菘蓝(Isatis indigotica Fortune)的干燥根,具有清热、解毒、凉血、利咽等功效。作为清热解毒类的代表药物,板蓝根与广泛用于各类感冒的预防和治疗,在严重急性呼吸综合征(SARS)、甲型H1N1流感等疾病的防治中发挥了积极作用。新型冠状病毒肺炎(COVID-19)爆发以来,各版《诊疗方案》和“三药三方”中也不乏板蓝根的身影。板蓝根的抗病毒抗炎药效显著,但化学成分复杂,质量评价难度较高,因而一直是国内外研究的热点。 目前研究学者已经从板蓝根中分离得到近400个化合物,综合文献报道主要可归纳为生物碱、含硫化合物、苯丙素、核苷、氨基酸、有机酸、酚、黄酮、蒽醌、萜、醇、醛、酮、腈、酯、糖、甾醇、肽、鞘脂等19大类。研究药用植物化学成分的空间分布,有助于了解其形态学结构和功能。尽管板蓝根的化学成分研究已经十分深入,但其分子空间分布鲜见报道。质谱成像(mass spectrometry imaging,MSI)技术是近年新兴的分子成像技术,通过直接测定样品表面的离子信号获得其空间分布信息,具有非靶向、无需标记和多成分同时检测的优势。与光学图像采集技术结合后,既可观察到高分辨率的形态图像,又可对特定的分子进行鉴定和可视化分布分析,在生命科学领域显示出巨大的应用前景。本文首次采用高分辨质谱成像技术对板蓝根化学成分的空间分布进行分析。利用大气压基质辅助激光解吸电离-离子阱-飞行时间质谱(atmospheric pressure matrix assisted laser desorption combined with ion trap-time-of-flight mass spectrometry,AP-MALDI-IT-TOF/MS)扫描不同产地药材横切面,鉴定所含化合物,并观察化合物空间分布模式和富集位置,结合偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)算法,对不同样品进行分类。研究思路见图1。 图1 AP-MALDI-IT-TOF/MS成像技术揭示板蓝根中化学成分的空间分布 1. iMScope TRIO 成像质谱显微镜测试条件质谱成像技术在植物、动物、人体组织中的内源性成分和药物代谢组分的可视化检测方面发展迅猛,但在中药分析领域的应用才刚开始起步,且多用于新鲜采集的原植物或中药材。而真正用于市场流通和临床应用的中药材为干品,制备满足MSI测试需要的切片比较困难,故相关研究鲜见报道。在制备板蓝根干品冰冻切片时,其干燥、坚硬、易碎的结构带来了极大的挑战,故对冷冻切片的厚度、温度,切片固定方式,基质种类和添加方式等进行了详细的优化。板蓝根药材经明胶包裹冷冻后,先用双面碳导电胶贴牢后,再用冰冻切片机切制40 μm的组织切片,分别喷涂2, 5-DHAP溶液和1, 5-DAN溶液作为正、负离子的基质。主要质谱条件如下:激光照射直径:40 μm,像素间隔80 μm,扫描范围:m/z 100-500,m/z 500-1000。 2. 板蓝根中化合物的AP-MALDI-IT-TOF MSI可视化分布根据离子的准确质荷比、同位素丰度比,与对照品和液质一、二级数据比对,并结合文献检索和数据库搜查,初步鉴定了多个化合物类别118个质谱峰(见图2)。成像质谱显微镜将光学显微镜和质谱仪的优势整合,既可观察到形态图像,又可对分子进行鉴定和可视化分布分析,在软件上可简便且高精度地重叠观察光学显微镜图像与质谱分析图像,详细解析感兴趣区域。本文采用AP-MALDI-IT-TOF MSI技术首次揭示了板蓝根中化合物的空间分布, 图3和 图4展示了板蓝根横切面的木栓层、皮层、韧皮部、形成层、木质部及部分化合物在特定空间区域的分布。综合分析,板蓝根中化合物大多富集于营养储存的组织韧皮部,与之相比,水分输送组织木质部中集中分布的成分较少。 图2 板蓝根MALDI-IT-TOF MS成像化合物鉴别结果图3 板蓝根横切面光学图 (a) 和oxindole (b)、3-[2' -(5' -hydroxymethyl) furyl]-1(2H)-isoquinolinone-7-O-β-D-glucoside (c)、coniferin (d)、guanine (e)、histidine (f)、 proline (g)、arginine (h)、cyclo(L-Phe-L-Tyr) (i)等成分正离子质谱成像图 图4 板蓝根横切面光学图 (a) 和 isatindigoside F (b)、clemastanin B (c)、maleic acid (d)、malic acid (e)、citric acid (f)、sucrose (g)、isovitexin (h)、vanillin (i) 等成分负离子质谱成像图 3. PLSR法区分不同产地板蓝根药材将4个产地的各3批板蓝根药材分别划分到4个组。以样品横切面的AP-MALIDI-IT-TOF MSI数据为Y值,组别为X值,在正、负离子模式和m/z 100-500、m/z 500-1000两个扫描范围内,分别建立PLSR回归模型。由图5可见,在4个模型中,样品规格的预测值和实际值均呈现良好的相关关系,说明采用PLSR法可对不同产地的板蓝根进行准确的区分。 图5 MALDI-IT-TOF MS成像结合PLSR回归区分不同产地板蓝根样品 正离子m/z 100-500范围 (A)、负离子m/z 100-500范围 (B)、正离子m/z 500-1000范围(C)、负离子m/z 500-1000范围 (D) 本文相关内容由中国食品药品检定研究院的聂黎行研究员提供,详细研究内容已正式发表于Frontiers in Pharmacology - Ethnopharmacology, 2021, https://doi.org/10.3389/fphar.2021.685575。 文献题目《Microscopic Mass Spectrometry Imaging Reveals the Distributions of Phytochemicals in the Dried Root of Isatis indigotica》 使用仪器岛津iMScope TRIO 作者Li-Xing Nie1,2, Jing Dong3, Lie-Yan Huang2, Xiu-Yu Qian2, Shuai Kang2,4*, Zhong Dai2 and Shuang-Cheng Ma1,2*1 Chinese Academy of Medical Science & Peking Union Medical College, Beijing, China2 National Institutes for Food and Drug Control, National Medical Products Administration, Beijing, China3 Shimadzu China Innovation Center, Beijing, China4 College of Pharmacy, Hebei University of Chinese Medicine, Shijiazhuang, China
  • FEI 5500万美元收购3D可视化软件公司VSG
    2012年8月1日,FEI宣布其已经收购法国VSG??集团(Visualization Sciences Group),收购价格为4480万欧元,约5500万美元。 VSG提供高性能的三维可视化软件产品和工具,其客户包括石油和天然气、地质、采矿、生命科学、材料科学和工业检测等。  &ldquo 我们的战略是为我们的客户提供完整的成像和可视化解决方案,而收购VSG是加速和延伸了该战略,&rdquo FEI总裁兼首席执行官Don Kania说。&ldquo VSG的产品和开发能力与我们的目标市场非常契合,尤其是在我们高增长的自然资源和生命科学业务方面。我们的客户对成像系统创建数据的分析需求不断增加。与此同时,FEI打算继续发展VSG的不断增长的软件业务。我们对VSG的解决方案留下深刻印象,包括先进的3D渲染、开放的应用程序框架、面向对象的三维数据库和强大的三维数据管理能力。VSG拥有强大的管理团队和优秀的员工。&rdquo   &ldquo 与FEI相结合,使我们增加了广度和实现继续增长的分销??能力,&rdquo VSG总裁兼首席执行官Jean-Bernard Cazeaux评论到。&ldquo 我们期待着为FEI在高增长的市场的机会贡献力量,在那些市场FEI有坚实的客户基础,如生命科学和自然资源,并期待着在所有FEI的应用市场贡献我们的专业力量。&rdquo
  • 全国土壤墒情培训班在杭举办,托普云农大力推动节水农业
    3月19-20日,全国农业技术推广服务中心在杭举办全国土壤墒情监测技术培训班,培训围绕规范墒情监测体系建设、数据采集和信息发布、农业用水效益评价方法、墒情监测技术现场教学等内容展开,还对全年墒情监测和节水农业工作作了重要部署。全国土壤墒情培训班在杭举办 土壤墒情是重要的农业基础工作,通过监测指定期测定不同层次土壤含水量,结合作物长势长相等,建立墒情评价指标体系,综合判定和评价土壤墒情级别,提出相应技术措施建议,指导和服务农业生产。墒情监测是节水农业的基础职能和核心支撑,是公益性技术推广服务的具体体现。 传统方法采集墒情数据,费工费力、时效性差,难以满足现代农业决策及时性、准确性和科学性需求。强化墒情监测自动站点建设,加快应用智能感知、物联网、大数据、移动互联等现代信息技术,提高数据获取、传输、处理和分析能力,是墒情监测工作的迫切需求。 为进一步做好墒情监测工作,强化墒情监测网络和信息平台建设,全面提升服务能力,3月19-20日,全国农技中心在杭州市举办了全国土壤墒情监测技术培训班。来自各省、自治区、直辖市、计划单列市、黑龙江省农垦总局土肥水技术推广部门的代表80多人参加了培训。培训班讲解了墒情监测新技术和新方法,培训了全国土壤墒情监测系统使用方法,交流了各地墒情监测工作开展情况,开展了现场教学,安排部署了全年墒情监测和节水农业工作。全国农技推广中心杜森处长、吴勇副处长、浙江省耕地质量与肥料管理总站虞轶俊副局长、陈红金副局长出席指导工作,托普云农作为行业代表作会议支撑。 培训班指出,要进一步理清发展思路、明确目标任务。建好“全国土壤墒情监测系统”信息平台,加快墒情监测自动站点建设和数据入网。强化对政府农业生产决策部门的服务,及时准确提供墒情信息和生产建议;强化对新型经营主体和农民的服务,科学指导适墒播种、因墒施肥、测墒灌溉,推广应用水肥一体化、集雨补灌等新技术。以自动化为重点,加快墒情监测自动站点建设;以信息化为核心,完善全国土壤墒情监测管理系统平台,构建全国墒情监测大数据;以智能化为目标,加强墒情监测数据分析和区域会商,强化生产指导和信息发布。培训班会议现场萧山临浦基地有效实现示范作用 会议期间,培训班一行实地参观了萧山区农科所临浦基地,并现场学习了标准化的田间监测点建设、现代化土壤墒情监测传感设备、全自动化托管式水肥一体化等内容。萧山区农科所临浦基地是由萧山农科所与托普云农联合打造的现代化农业产业示范园,园区通过顶层规划、科学部署,有效实现了土壤墒情监测和节水提效的示范作用。托普云农副总经理陈曦向培训班介绍托普智能终端 设立在基地东南角的土壤墒情监测点,能够实时监控基地内的土壤墒情数据,将数据传输至云端。通过云平台的数据整合与可视化处理,将能为土壤墒情监测预警工作提供时间、空间的多维支撑,为节水农业的落实提供重要的数据推演依据。 在基地的物联网智能大棚内,培训班见证了全自动化托管式水肥一体化系统的管理流程,对托普云农搭建的如此高效便捷精准的灌溉管理方式表达了充分认可。据了解,托普云农全自动化托管式水肥一体化系统基于物联网、云计算、人工智能等技术,可实现无人自动式精准灌溉。托普云农技术专家为培训班介绍水肥一体化系统托普云农让土壤墒情监测与节水农业有机结合 截至目前,托普云农已在全国30多个省份,共450余个县,建设780余个监测点,累计采集数据达18672000余次。基于这些数据,托普云农进行了技术革新与应用优化,利用土壤墒情监测与水肥一体化方案的结合,形成以赣南脐橙、德清早园笋、新余柑橘等为代表的高度适配的产业服务模式。 在德清山伢儿早园笋项目当中,通过土壤墒情监测系统,托普云农帮助早园笋实现节水增效、增产增值,还结合托普云农创新式的产供销一体化运作模式,为山伢儿早园笋实现了日销50吨的销售成绩,有效助推当地农业信息化改革与产业化发展。 未来,托普云农还将结合过往成功案例,凝练、锻造更多产业端应用场景,推动土壤墒情监测工作的开展与节水农业的建设,进而推动藏粮于地、藏粮于技战略的深入落实,为实现乡村振兴战略而贡献力量。
  • 肿瘤演进与诊疗的分子功能可视化研究重大研究计划2022年度项目指南
    关于发布肿瘤演进与诊疗的分子功能可视化研究重大研究计划2022年度项目指南的通告国科金发计〔2022〕40号 国家自然科学基金委员会现发布肿瘤演进与诊疗的分子功能可视化研究重大研究计划2022年度项目指南,请申请人及依托单位按项目指南所述要求和注意事项申请。国家自然科学基金委员会2022年8月15日肿瘤演进与诊疗的分子功能可视化研究重大研究计划2022年度项目指南 肿瘤演进与诊疗的分子功能可视化研究重大研究计划旨在通过对肿瘤演进和诊疗的关键分子功能可视化,形成对恶性肿瘤本质的新认识。  一、科学目标本重大研究计划的总体科学目标:揭示肿瘤演进过程的关键调控分子与功能甄别、分子信息网络与病理表型以及基于分子功能可视化的肿瘤诊断、疗效评估和预后判定,阐述肿瘤发生的分子基础、肿瘤异质性的演化规律以及肿瘤微环境的特征构成,明确肿瘤各演进阶段的生物学表征和恶性本质及影像-病理-组学融合诊断意义。二、核心科学问题本重大研究计划的核心科学问题:肿瘤演进过程中关键分子的信息提取、特征确定、功能可视化及其诊疗意义。三、2022年度资助研究方向根据本重大研究计划总体布局,2022年度拟资助以下研究方向,鼓励申请人采用多学科交叉的研究手段,注重与信息科学、化学科学、数理科学等领域的合作。(一)重点项目和培育项目。1.恶性肿瘤演进过程中肿瘤异质性和微环境功能可视化。针对肿瘤异质性和肿瘤微环境主要组分,进行肿瘤组织类型、分子分型与组学信息的功能关联,分析和可视化解析恶性肿瘤演进过程中肿瘤微环境功能与肿瘤异质性形成的关系及调控机理,为创建原创性可视化技术奠定基础。2.恶性肿瘤影像、病理与多组学融合的智能诊断与疗效评估。根据肿瘤治疗临床需求,利用影像、病理和多组学信息的交叉和融合技术,探索人工智能(AI)辅助的肿瘤精准诊断和治疗新理论和新策略,建立肿瘤智能诊断、演进预测、疗效评估与预后判断的技术规范和应用模式。3.恶性肿瘤临床诊疗相关关键分子功能可视化新方法和新技术的初步转化应用。围绕恶性肿瘤演进中关键分子功能的可视化,将原创性的原理和技术转化应用于恶性肿瘤临床诊疗流程中的一个或多个环节,开展前瞻性临床试验,研究其安全性和有效性,并推动临床应用。(二)集成项目。1.恶性肿瘤演进过程中肿瘤异质性和微环境可视化智慧诊断。基于恶性肿瘤演进过程中肿瘤异质性和肿瘤微环境形成与功能调控机理的可视化解析,集成创新理论;利用影像、病理和多组学信息融合的创新技术,实现AI辅助的肿瘤异质性和微环境的功能可视化智慧诊断。2.恶性肿瘤临床诊疗关键分子功能可视化技术创新及临床研究。围绕恶性肿瘤临床诊疗相关的关键分子功能可视化诊疗技术开展研究,并转化应用于恶性肿瘤临床诊疗流程中的一个或多个环节,开展多中心临床试验,证明其有效性、临床收益和风险,形成临床诊疗原创技术。四、项目遴选的基本原则围绕核心科学问题,本重大研究计划强调和鼓励:(一)对实现总体科学目标的贡献率。(二)促进科学问题解决的新思路、新方法。(三)学科交叉,多组学、病理和影像信息的融合。 (四)促进我国相关领域发展的国际合作与共享。五、2022年度资助计划2022年拟资助集成项目2-4个,直接费用资助强度约为350万元/项,资助期限为4年,集成项目申请书中研究期限应填写“2023年1月1日-2026年12月31日”;拟资助重点支持项目3-5项,直接费用资助强度约为260万元/项,资助期限为4年,重点支持项目申请书中研究期限应填写“2023年1月1日-2026年12月31日”;拟资助培育项目3-5项,直接费用资助强度约为60万元/项,资助期限为3年,培育项目申请书中研究期限应填写“2023年1月1日-2025年12月31日”。具体资助项目数和资助经费将根据申请情况和申请项目研究工作的实际需要而定。六、申报要求及注意事项(一)申请条件。本计划项目申请人应当具备以下条件:1.具有承担基础研究课题的经历;2.具有高级专业技术职务(职称);在站博士后研究人员、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的人员不得作为申请人进行申请。(二)限项申请规定。执行《2022年度国家自然科学基金项目指南》“申请规定”中限项申请规定的相关要求。(三)申请注意事项。申请人和依托单位应当认真阅读并执行本项目指南、《2022年度国家自然科学基金项目指南》和《关于2022年度国家自然科学基金项目申请与结题等有关事项的通告》中相关要求。1.本计划项目实行无纸化申请。申请书提交时间为2022年9月15日-9月21日16时。(1)申请人应当按照科学基金网络信息系统中重大研究计划项目的填报说明与撰写提纲要求在线填写和提交电子申请书及附件材料。(2)本重大研究计划将紧密围绕核心科学问题,对多学科相关研究进行战略性的方向引导和优势整合,成为一个项目集群。申请人应根据本计划拟解决的核心科学问题和本指南公布的拟资助研究方向,自行拟定项目名称、科学目标、研究内容、技术路线和相应的研究经费等。(3)申请书中的资助类别选择“重大研究计划”,亚类说明选择“集成项目”、“重点支持项目”或“培育项目”,附注说明选择“肿瘤演进与诊疗的分子功能可视化研究”,根据申请的具体研究内容选择相应的申请代码。培育项目和重点支持项目的合作研究单位不得超过2个,集成项目的合作研究单位不得超过4个。(4)申请人应当按照重大研究计划申请书的撰写提纲撰写申请书,突出有限目标和重点突破,应在“立项依据与研究内容”中首先论述与本指南最接近的研究方向的关系,以及对解决核心科学问题和重大研究计划总体科学目标的贡献。如果申请人已经承担与本重大研究计划相关的其他科技计划项目,应当在申请书正文的“研究基础与工作条件”部分论述申请项目与其他相关项目的区别与联系。(5)由于医学科学研究对象的特殊性,涉及人和动物的生物医学研究,请申请人和依托单位注意在项目申请及执行过程中严格遵守针对相关医学伦理和患者知情同意等问题的有关规定和要求,包括在申请书中提供所在单位或上级主管单位医学伦理委员会、实验动物伦理委员会的审核证明(电子申请书应附扫描件),未按要求提供上述证明的申请项目将不予资助。(6)涉及病原微生物研究的项目申请,应严格执行国务院关于《病原微生物实验室生物安全管理条例》和有关部委关于“伦理和生物安全”的相关规定;涉及人类遗传资源研究的项目申请应严格遵守《中华人民共和国人类遗传资源管理条例》相关规定;涉及高致病性病原微生物的项目申请,应具备生物安全设施条件,随申请书提交依托单位或合作研究单位生物安全保障承‍诺,未按要求提供上述证明的申请项目将不予资助。2.依托单位应当按照要求完成依托单位承诺、组织申请以及审核申请材料等工作。在2022年9月21日16时前通过信息系统逐项确认提交本单位电子申请书及附件材料,并于9月22日16时前在线提交本单位项目申请清单。3.其他注意事项。(1)为实现重大研究计划总体科学目标和多学科集成,获得资助的项目负责人应当承诺遵守相关数据和资料管理与共享的规定,项目执行过程中应关注与本计划其他项目之间的相互支撑关系。(2)为加强项目的学术交流,促进项目群的形成和多学科交叉与集成,本计划将每年举办1次资助项目的年度学术交流会,并将不定期地组织相关领域的学术研讨会。获资助项目负责人有义务参加本计划指导专家组和管理工作组所组织的上述学术交流活动。(四)咨询方式。国家自然科学基金委员会医学科学部七处联系电话:010-62329157
  • 海光助力首届全国土壤分析技术研讨会
    为推动现代分析技术在土壤学研究中应用与理论研究,促进土壤分析检测行业发展与技术创新,由中国土壤学会土壤分析技术工作委员会主办的首届全国土壤分析技术研讨会于2019年11月27~29日在江苏南京成功举办。本次会议主题为“现代分析技术在土壤学研究与实践中的应用”,邀请了相关领域学者作大会特邀报告。 海光公司在本次交流会上展示了HGF-V9原子荧光光度计和直接进样测汞仪两款产品,两项创新技术引起了诸多代表的关注,纷纷到海光展台前咨询交流。HGF-V9原子荧光光度计基于全新的四通道九灯位光学系统,引入了高度集成三维集成流路、百万次免维护点火、双区温控原子化器、水冷式自排废气液分离器、自动对光等核心技术;开发了汞灯自激发及漂移自动校准技术、三通道高精度数字化气路、原子化区域可视化系统等关键技术,实现了原子荧光分析的高度自动化与智能化,显著提升仪器可靠性和长期稳定性。原子荧光4.0时代的新技术备受参会代表关注。 相比较汞常规分析手段,HGA-100直接进样测汞仪免化学前处理、固/液/气体样品直接进样检测的独特优势备受参会代表关注。HGA-100直接进样测汞仪,采用全程温控系统、催化体系、自动进样系统、长短吸收池、绿色环保尾气净化体系等一系列设计,确保仪器性能稳定可靠,满足土壤等环境样品检测要求。分论坛上,还为大家带来HGA-100直接进样测汞技术特点及在土壤环境监测中的应用方案,可帮助分析工作者更加便捷的检测汞元素。 随着国家对于土壤环境质量调查的需求日益突出,相关检测行业蓬勃发展,土壤分析检测越来越受到了土壤与环境科技界、政府、行业、企业等各界的关注和投入。海光公司始终秉承“保障食品,让人类更健康;保护生态环境,让生活更美好”的使命,一如既往根据客户需求不断推出新技术、新产品,满足用户更广泛的需求。
  • 探索风味分析方法数字化、可视化新思路
    探索风味分析方法数字化、可视化新思路海能仪器携GC-IMS(气相离子迁移谱)技术参加第二届风味科学国际学术研讨会 5月28日上午,由美国化学学会(ACS)发起,江南大学、北京工商大学、上海应用技术大学、中山大学联合主办,江南大学承办的第二届风味科学国际学术研讨会(The 2nd International Flavor and Fragrance Conference,IFF2018)在江苏无锡召开。会议为期四天,来自17个国家和地区的高校、科研院所、企业,共计350余名代表参加了本次会议。本届会议汇聚了国际一流的风味研究学术大咖、知名学者,四天的学术交流包括7个主题报告,47个大会报告和132个学术海报展示,设置了风味与香气感知、风味化合物合成、风味分析技术等多个研讨主题。 随着中国经济和社会的发展,人民生活水平不断提高,人们对食品的要求不再只是营养,日益凸显的是对风味的追求。传统的分析仪器已经无法满足科研工作者对风味分析可视化、差异化、直观化、在线化的要求,此时需要有新的分析方法和技术的引入,用于捕捉关乎风味的痕量小分子化合物,帮助科研工作者们更好的分析和研究风味。气相离子迁移谱(GC-IMS)作为一款无需样品前处理、专注捕捉与风味相关的痕量(ppb级)小分子VOCs的仪器,经气相色谱柱和离子迁移管的二次分离,再通过软件处理可将样品之间风味物质形成指纹谱图,差异可视化、非常直观形象,软件自带的PCA同时可对样品进行聚类分析。更重要的是GC-IMS技术将风味物质的研究细化到分子级别(定性分析),进一步帮助科研人员研究风味差异源于哪些成份。 FlavourSpec风味分析仪 值此时机,海能仪器携旗下的GC-IMS(气相离子迁移谱)产品技术参会,并派出Hans Ruedi Gygax(Flavour/Fragrance Science Expert香精/香料科学专业)带领的工程师团队。会上由Hans做了专业的技术与学术报告,向大家介绍分享了GC-IMS技术及相关应用方案。 会议期间,曾与我们共同合作开发过应用方法的导师们也将GC-IMS技术作为报告主题和墙报内容,并分享了他们使用该技术在各自科研领域所取得的成果。 会上,来自高校的教授专家及相关领域专业人员参观了我们的展位,并就GC-IMS技术应用问题与在场工程师团队进行了交流与探讨,为后续的风味方法的开发与研究奠定了合作的基础。 通过此次会议,我们看到气相离子迁移谱作为感官评价及风味分析领域中的新技术,正得到越来越多科研工作者的认可和肯定,这使我们深有感触。相信在未来的日子里,气相离子迁移谱技术会为广大的科研工作者和行业专家解决更多感官评价及风味分析的应用问题。我们会以此为已任,在GC-IMS技术上不断推出更多的应用方案,为风味研究的发展贡献自己的一份力量!
  • 便携式土壤重金属分析仪获得国家发明专利授权
    由市农科院农产品质量检测与农田环境监测中心、信息中心联合设计研制的“便携式土壤重金属分析仪”,日前获得国家发明专利授权。  该发明集成了重金属X射线荧光检测、GPS定位和上位机软件空间分析功能,不仅可以在田间原位快速同步检测20多种重金属,而且使重金属定量信息与取样点的位置信息在米级精度上实时匹配,还可以对重金属含量进行插值、空间分布特征分析、污染原因查找、污染等级评价评价和专题图可视化表达等。  此前,该项成果已经获得一项实用新型专利授权,并被农业部推荐在“国家级农产品产地安全数据库建设”中使用。
  • 南宁市“十四五”土壤污染防治:完善监测网络,配备便携仪器和技术人员
    为进一步深化土壤、地下水生态环境保护工作,助力污染防治攻坚战由“坚决打好”向“深入打好”的根本性转变,实现生态环境保护和经济高质量发展双赢,广西省南宁市制定《南宁市土壤污染防治“十四五”规划》(以下简称“《规划》”)。《规划》明确了七大主要任务,其中提到提升生态环境监管能力,主要内容如下:提升环境执法与应急能力:建立健全土壤、地下水环境执法工作机制。其中提到,加强土壤、地下水生态环境执法,提升执法装备水平,配备便携式污染检测仪器、无人机、探地雷达等设备。完善土壤和地下水环境监测网络:完善市级土壤和地下水环境监测网络。优化调整土壤环境监测点位,并与自治区监测网络联网,强化农产品产地土壤和农产品协同监测,对土壤污染重点监管单位周边土壤和地下水至少完成一轮监测。建立区域监管和 “双源”监控相结合的地下水环境监测网。建立统一的土壤、地下水生态环境监管信息平台,建立数据共享与动态更新机制。按照国家标准配备土壤、地下水环境监测所需仪器设备和人员。强化科技支撑:进一步加强土壤、地下水生态环境保护科技支撑能力建设,优化和整合污染防治专业支撑队伍,开展污染防治专业技术培训,提高专业人员素质和技能。整合高校、科研机构人才资源,建立充实土壤、地下水污染防治专家库。依托相关科技计划(专项、基金),推进土壤、地下水污染源头预防和管控、污染地块风险管控与治理修复、效果评估、后期管理等共性关键技术研究及成果转化。鼓励设立土壤、地下水生态环境监管技术支撑团队,提升土壤、地下水环境监管水平。此外,《规划》明确了土壤污染防治七大重点工程,其中,基础能力建设提升工程重点强调:1)实施执法能力与信息化建设工程。逐年配备便携式污染检测仪器、无人机、探地雷达等设备,提升执法水平。开展土壤和地下水生态环境数据库建设,补充完善业务功能与模块,形成统一的土壤、地下水生态环境监管信息平台。2)开展生态环境监测和污染监测预警网络建设工程。完善并优化土壤、地下水环境质量监测网络。开展涉化工项目等重点工业园区地下水污染监控及预警网络建设示范试点,合理布设监测点位,开展园区及其周边地下水环境质量自动监控信息管理、污染研判、潜在风险变化与预警预报等技术集成,构建园区尺度同步可视化监控预警系统,实现园区数据信息立体化监管新模式。从南宁市土壤污染防治“十四五”规划重点工程项目表中,我们可以看到,17个重点工程项目总投资约8亿元,其中“土壤环境状况调查工程”和“土壤环境监管能力提升工程”两个项目总投资1800万元。17个重点工程项目详情可于南宁市生态环境局查看。
  • 自带“可视化功能”的成像技术,让你的分析更有“深度”
    仪器信息网讯 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱成像技术(MALDI-TOF Imaging),作为直观反映组织器官中分子水平化合物的空间分布与变化的可视化方法,目前已在基础与临床医学研究中受到广大科研工作者的关注。   岛津的成像质谱显微镜(Imaging Mass Microscope, iMScope TRIO ),前端是搭载高分辨光学显微镜的大气压基质辅助激光解吸电离源(Atmospheric Pressure -MALDI),后端配置离子阱和飞行时间串联质谱仪(IT-TOF)。iMScope TRIO 是光学与成像质谱分析完整融合的独特技术,拥有领先的5μm高空间分辨率,可进行高精度多级质谱结构解析,为未知物的结构解析提供丰富的碎片信息,是具备高端性能的革新性分析系统。   成像质谱分析保留样品组织的位置信息的同时,可以直接使用质谱仪测定生物体分子和代谢物,既可以对样品进行形态学上的细微观察,也可以得到样品上特定部位的化学信息。因此,除了在医学和药学领域中的应用外,近年来在农业、食品安全、中药、环境以及特殊类型样品中也得到了广泛的应用。   岛津公司于2014年推出成像质谱显微镜 iMScope TRIO 以来,在诸多领域发挥其独有的高清晰度成像、光学图像融合、定性定位分析的特长。本文介绍了岛津日本合作实验室大阪大学Shimma教授基于iMScope TRIO 在领域拓展方面开展的部分工作。   1.姜黄素在姜黄干样品中分布的可视化分析:通过观察轴向和径向切片,对姜黄素的分布进行了详细的分析。发现姜黄具有非常规则的内部结构,而姜黄素就被封闭在管状结构中。 轴向切片中姜黄素具有线性分布特征,具有管状结构分布在植物体内的可能性   2.芦笋中抗高血压有效成分Asparaptine的分析:使用iMScope TRIO 对芦笋中的Asparaptine 进行了定位分析。Asparaptine的分布方式是从中心向外扩展,从下端向尖端扩展。同时在鳞片和维管束周围分布有大量的Asparaptine。通过借助MALDI-MSI技术,我们成功实现了对一种此前尚不明晰其分布的物质的详细定位信息的分析和确认。 芦笋的尖部、中部、下端和鳞片中的Asparaptine 分析   3.果蝇质谱成像方法建立以及脑部GABA成分的空间分布:首次对果蝇这种特殊样品建立了成像方法,可应用于昆虫体内杀虫剂成分可视化分析。使用上述方法,对果蝇脑部的γ─氨基丁酸(GABA)分布进行可视化,为神经递质的研究提供更可靠的空间分布信息。给药后的果蝇腹部检测出大量吡虫啉成分果蝇脑部GABA成分的分布   4.马毛中药物成分的直接检测:通过负离子模式分析,成功在马毛中检测出目标药物。给药后的马毛样本中,在距毛囊16.48 mm 位置处观察到较强的药物信号。根据马毛的平均生长速度。可推算出给药时间,大约在24-25天前。由于磷酸酯可在体内迅速代谢,直接在毛发中检测到未变化药物同样是一项十分重要的成果。 给药后的马毛中DexaSP 分布检测结果   iMScope TRIO 通过叠加不同检测原理的图像进行分析,为成像分析提供了强大的工具,并提高研究水平。   基于此,2020年7月9日,岛津“镜质合璧,还原真实”新品发布会将在仪器信息网举办,届时岛津将携新一代iMScope 成像质谱显微镜产品首次与中国用户见面。   届时尽请关注!
  • 微生物代谢的原位拉曼可视化定量分析成功实现
    记者21日从中科院海洋研究所获悉,该所研究员张鑫课题组和孙超岷课题组共同合作,基于共聚焦显微拉曼技术,通过三维定量成像实现了长期、近实时、非破坏性的微生物监测,对微生物生长和代谢情况进行可视化及定量分析,为未来分析微生物原位生物过程提供了新思路。研究成果近日发表于《微生物学谱》上。固体培养基培养的菌落的三维定量成像示意图 课题组供图记者了解到,张鑫课题组在之前的工作中,观测到我国南海冷泉环境中单质硫含量丰富。随后,孙超岷课题组发现了冷泉细菌Erythrobacter flavus 21-3可以高效氧化硫代硫酸钠生成单质硫,张鑫课题组通过拉曼光谱鉴定后发现单质硫结构为环状S8,研究成果发表在生物学领域权威期刊《国际微生物生态学会杂志》。后续两个课题组合作将E. flavus 21-3及其突变株布放到深海冷泉喷口附近进行原位培养,证实该菌株在深海原位环境中也能形成硫单质,相关成果发表在国际生物学期刊《微生物学》,为解释我国南海冷泉喷口广泛分布硫单质的成因提供了重要理论依据。E. flavus 21-3在高氧条件下的三维拉曼成像分析 课题组供图由此可见,微生物是深海硫形成和循环的重要贡献者,其介导的硫代谢的研究对于了解深海硫循环至关重要。然而,由于深海环境极端复杂,采样困难、微生物难于分离培养等因素,以及缺少对硫元素的形成的近实时无损的监测方法,深海微生物的原位探测面临巨大挑战。目前,主要通过经典的生物和化学方法研究硫元素的生成过程,例如X射线吸收近边结构、高效液相色谱、透射电子显微镜、离子色谱法或化学计量法等。但是,这些方法主要通过取样来获知特定时间点的微生物代谢情况,不能在不破坏样品的前提下连续监测其在时间尺度上的代谢过程;并且,其中一些方法样品制备复杂,会破坏细胞的原位真实性;也可能会出现取样不均匀及污染的情况,导致难以实现连续的原位观察。因此,亟需新的方法突破此瓶颈。低氧条件下E. flavus 21-3的三维拉曼成像分析 课题组供图共聚焦显微拉曼三维成像技术拥有低成本、快速、无标签和无破坏性的优势,具有将定性、定量和可视化完美结合的潜力,为我们解决相关问题提供了新的思路。因此,为证明此技术的潜力,研究团队构建了一套固态基底上微生物群落拉曼三维定量原位分析方法,将光学可视化与拉曼定量分析相结合,可在时间和空间两个维度上无损定量表征微生物群落代谢过程。该技术已成功应用到深海冷泉细菌E. flavus 21-3硫代谢过程的原位监测。据介绍,基于拉曼三维成像进行体积计算和比率分析,课题组对不同环境下的菌落生长和代谢进行了量化,发现了生长和代谢方面不为人知的细节,为厘清深海冷泉生物群落中广泛分布的硫单质成因提供了重要技术支持。“据我们所知,这是首次尝试长期监测菌落在固体培养基中生长的原位无损技术。我们能够快速确定代谢产物,推断反应发生的途径,并快速筛选产硫细菌。由于这一成功的应用,不仅证明了该方法在未来对微生物原位过程的可视化及定量分析的潜力,也为研究深海中附着在岩石沉积物等固体表面上的微生物提供了新的思路。”张鑫对《中国科学报》表示。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院A类战略性先导专项、中国科学院海洋大科学研究中心重点部署项目、泰山青年学者计划等项目联合资助。
  • 新疆理化所基于探针结构精细调控实现高氯酸盐可视化检测
    高氯酸盐具有强氧化性和高稳定性,是广泛应用于固体推进剂、军工生产、航天器材、烟花爆竹等领域的重要含能材料之一。据美国爆炸数据中心统计,以高氯酸盐/氯酸盐作为原料直接或间接参与的爆炸案达全球爆炸案总量的63.4%。因此,开展对痕量高氯酸盐固体的高灵敏、准确的现场检测对保障国家公共安全具有重要的现实意义。中国科学院新疆理化技术研究所爆炸物传感检测团队长期致力于痕量危化品检测方法研究,在危爆品、特别是非制式爆炸物的高灵敏、快速、识别检测原理和器件设计方面发展了系列新的解决方案(Adv. Mater. 2020, 32, 1907043、Adv. Sci. 2020, 2002991、Angew. Chem. Int. Ed. 2022,DOI: 10.1002/anie.202203358等)。近期在高氯酸盐现场可视化检测方面取得进展,提出了一种基于自组装配合物探针与水凝胶耦合作用协同调控的超高灵敏比色-荧光双模可视化传感新策略,成功实现了超痕量高氯酸盐的现场双模可视化检测。该团队以三联吡啶铂(II)辅助配体为切入口,结合量子化学计算,系统研究了不同辅助配体对水溶液中三联吡啶铂(II)自组装产物Pt-Pt金属作用导致的MMLCT态光谱能量和发光稳定性的影响,阐明了辅助配体调控高氯酸根诱导聚集产物发光性质的一般性规律。研究发现,异硫氰酸根为辅助配体时,高氯酸根诱导聚集的三联吡啶铂(II)自组装产物具有能量最低且最稳定的MMLCT吸收/发射光谱,而溴为辅助配体时,自组装产物的MMLCT发生强度最高。因此,结合反阴离子调控,获得了具有良好水溶性的三联吡啶铂(II)配合物高氯酸盐比色-荧光双模可视化探针,实现了对高氯酸盐的高灵敏、高特异、快速、双模可视化传感。在此基础上,该团队提出了利用水凝胶反应介质与探针之间的耦合效应对传感材料发光信号局域增强的提升策略。通过将该铂(II)配合物探针与具有均一网络结构的PVA水凝胶耦合,利用自组装生成的微米级一维纤维状聚集体与水凝胶网络的相互作用,实现了对发光产物的完全锚定,实现了对0.75 μm(0.73 fg)高氯酸盐单颗粒的比色-荧光双模传感信号的直接观测,对空气中高氯酸盐悬浮微粒的检测限低至0.02 fg。该研究提出的辅助配体精细调控提升自组装阴离子探针双模可视化传感性能的策略,不仅可为具有特异双模光学响应信号的阴离子探针设计提供指导,还发展了基于单颗粒响应信号直接观测的超灵敏嗅觉传感方法,可为其他超痕量难挥发化学物质传感提供借鉴。此外,爆炸物传感检测团队以该研究为核心,与新疆公安厅共同发布自治区地方标准1项(DB 65/T 4451-2021《氯酸盐和高氯酸盐的检测目视化学比色法》),为相关行业提供了高氯酸盐检验鉴定操作规范。系列研究成果分别发表在《Journal of Materials Chemistry A》(杂志封底)和《Sensors and Actuators B: Chemical》上,博士研究生苏珍为第一作者,导师窦新存研究员和李毓姝副研究员为共同通讯作者,相关理论计算部分与太原科技大学李坤教授合作完成。研究工作得到国家自然科学基金委、中国科学院及自治区相关项目的资助。论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ta/d2ta00843bhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400521002975封底链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ta/d2ta90087d
  • 关于土壤普查,来点“硬核”干货!
    土壤三普,既是农业的,也是环境的。关于这一点,在2月17日发布的《第三次全国土壤普查工作方案》中,可见一斑。从农业角度,三普聚焦于土壤理化性质指标检测,如土壤酸碱度、阳离子交换容量、有效金属元素检测等方面,围绕土壤质量检测展开,旨在收集当前土壤质量数据。从环境角度,三普聚焦于土壤污染物检测,包含了重金属、有机物(如农药、多环芳烃)等环境污染物,涉及精密的分析仪器,如质谱、色谱、光谱等,旨在查清土壤污染现状。(十余位专家,在线答疑,点击图片报名)基于此,“第三届土壤检测技术与应用”网络研讨会应运而生,本届会议将于5月10日开播,为期2天,近二十余位专家齐聚,分设4大专场,预期参会1000+人!大咖专家,权威解读农业领域、环境领域专家“首次集结”!围绕“土壤质量检测”,大会邀请到农业农村部、中国农业大学专家,进行专业技术讲解;围绕“土壤污染物检测”,则邀请到国家环境测试中心、国家地质实验测试中心、监测中心权威专家,从污染物角度进行汇报。高度聚焦,紧追热点内容设置上,基于土壤普查的基本流程,即采样、制样、样品前处理、分析检测、质量与过程控制,本届会议分设4大专场,预计耗时2天,针对性地为各类专项检测技术提供展示机会,满足各类听众需求。专场名称专场看点土壤质量检测农村农业部环境监测所专家讲解土壤检测技术;监测中心高工讲解土壤三普全流程质控土壤样品前处理多种样品前处理技术在土壤检测中应用;土壤重金属、有机物前处理技术重难点解析土壤有机污染物检测质谱技术检测土壤有机物最新研究成果;农大教授专业讲解农田土壤农药残留检测技术土壤无机污染物检测聚焦土壤重金属形态分析,涵盖类金属、非金属检测会议日程持续更新中,点击下方图片免费报名:
  • 广东省强化土壤普查试点内业质量控制着力提升检测分析数据精准度
    近日,广东省第三次全国土壤普查试点内业测试化验质量控制工作基本完成,此项工作从8月开始,统筹发挥省级质量控制实验室、省土壤普查内业技术指导组专家作用,着力保障土壤普查试点检测数据的准确性和可比性,为提高土壤普查质量夯实基础。一是加强培训指导。8月1日,省土壤普查办组织质控专家举办土壤普查内业测试化验技术培训班,强化技术规范要求,同时主动加码,对29家检测实验室进行能力验证考核,进一步提高检测实验室的能力水平。二是落实专家轮值制度。每天安排土壤学、检测分析两种类型的专家共同值班,对检测分析过程中的疑难问题实时提供咨询诊断或会诊,每天将问题和答复整理汇总公布,提高检测工作效率和质量。三是推动内业工作有效衔接。8月29日至9月23日,督促省级质量控制实验室对高州试点的2181个样品分52包及时进行转码,并在添加质控样品和密码平行样品后,分发流转至广东省科学院测试分析研究所(中国广州分析测试中心)、广州市谱尼测试技术有限公司、农业农村部食品质量监督检验测试中心(湛江)3家检测实验室,保障内业检测工作有序推进。四是多次开展现场检查。8月29日-10月12日,对制备、检测实验室先后开展8次现场检查,同时围绕存在的四分法缩分、温湿度记录、制样在线监控措施、保存区域标识等问题以及检测技术、样品细磨、数据处理与平台导入等环节进行深入交流与探讨并提出改进意见。五是科学审核数据。在省级质量控制实验室严格按照规程规范落实检测质量要求的基础上,组织土壤学专家对检测数据的逻辑性、准确性进一步严格把关。目前已完成高州试点2269个样品的所有检测数据审核,并组织对异常值进行一一排查和复检。下一步,广东省将全力配合做好国家级能力验证考核、留样抽检、飞行检查等工作,保障按时高质量完成土壤普查内业检测分析和数据汇交汇总工作。
  • 生态环境部就《关于促进土壤污染绿色低碳风险管控和修复的指导意见》公开征求意见
    6月26日,为贯彻落实党的二十大精神,加快土壤污染风险管控和修复领域绿色化低碳化发展,生态环境部发布了关于公开征求《关于促进土壤污染绿色低碳风险管控和修复的指导意见(征求意见稿)》意见的通知,征求意见截止时间为2023年7月10日。《意见》指出,强化全过程质量控制与监管,全面提升土壤污染状况调查评估水平,推进多学科、多方法、多手段调查技术的融合,精准刻画污染范围和污染程度。建立动态工作策略,基于现场检测数据,及时优化调查工作计划。借助现场快速筛查技术,提高调查精准度和效率。对大型复杂污染地块,可根据污染物迁移转化规律及有效暴露剂量,科学选用风险评估方法和参数,合理确定修复、管控目标,避免过度修复。要攻关关键技术材料和装备研发。聚焦绿色低碳修复中的关键问题,加快绿色低碳修复关键共性新材料和新装备等的科技攻关。研发应用环境友好型风险管控与修复材料,提升材料的长效性、高效性和安全性。研发推广低排放、低能耗的新型修复装备,提高装备数字化、可视化、智能化水平。对未达到能耗标准的传统修复设施进行清洁能源替代和升级改造,鼓励将绿色低碳修复相关内容纳入国家重点推广的低碳技术目录。全文如下:关于公开征求《关于促进土壤污染绿色低碳风险管控和修复的指导意见(征求意见稿)》意见的通知为贯彻落实党的二十大精神,加快土壤污染风险管控和修复领域绿色化低碳化发展,按照《中华人民共和国土壤污染防治法》《“十四五”生态环境保护规划》《减污降碳协同增效实施方案》要求,我部组织起草了《关于促进土壤污染绿色低碳风险管控和修复的指导意见(征求意见稿)》,现公开征求意见。征求意见稿及其起草说明可登录我部网站(http://www.mee.gov.cn/)“意见征集”栏目检索查阅。各机关团体、行业协会、企事业单位和个人均可提出意见和建议。有关意见和建议请书面反馈我部,电子文档请同时发至联系人邮箱。征求意见截止时间为2023年7月10日。联系人:生态环境部土壤生态环境司 任静、常方方电话:(010)65645698、65645693传真:(010)65645732邮箱:wrdk@mee.gov.cn地址:北京市东城区东长安街12号邮政编码:100006附件:1.征求意见单位名单 2.关于促进土壤污染绿色低碳风险管控和修复的指导意见__(征求意见稿) 3.《关于促进土壤污染绿色低碳风险管控和修复的__指导意见(征求意见稿)》起草说明  生态环境部办公厅2023年6月24日附件2关于促进土壤污染绿色低碳风险管控和修复的指导意见(征求意见稿)为贯彻落实党的二十大精神,坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深刻把握习近平生态文明思想,按照党中央、国务院关于深入打好污染防治攻坚战决策部署的总要求,积极推动减污降碳协同增效,切实推进土壤污染绿色低碳风险管控和修复(以下简称绿色低碳修复),深入打好净土保卫战,建设美丽中国,提出如下意见:一、理念先行加快土壤修复绿色低碳转型(一)大力培育绿色低碳修复理念坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针,大力宣传和培育绿色低碳修复理念,鼓励土地使用权人、行业协会、从业单位和个人、公益组织积极参与绿色低碳修复。倡导建设用地土壤污染治理率先践行绿色低碳修复理念,在确保达到土壤污染风险管控修复目标的前提下,土壤污染修复过程更加注重能源资源节约高效利用,实现环境净效益最大化和碳排放量最小化。(二)系统推进减污降碳协同增效以减污降碳协同增效为导向,以加强系统谋划、优化监管机制为重点,以强化科技支撑、完善保障措施为手段,强化降碳、减污、扩绿、增长的目标协同、机制协同、任务协同,推进绿色低碳修复全过程减污降碳协同增效,提高土壤污染风险管控和修复的绿色化、低碳化水平。(三)持续推动绿色低碳修复实践坚持精准治污、科学治污、依法治污,积极借鉴国际先进经验,鼓励先行先试,聚焦突出问题和薄弱环节,探索形成可复制、可推广的绿色低碳修复典型经验和案例。不断探索创新管理模式,将土壤污染风险管控修复与城乡规划、项目建设管理流程有机整合,加强绿色低碳修复实践应用,提升土壤污染防治的环境效益、经济效益和社会效益,促进高质量发展。(四)逐步建立绿色低碳修复评价评估体系以反映土壤污染风险管控和修复全过程绿色低碳水平为重点,建立绿色低碳修复指标体系,研发定性、定量兼顾的评估方法。编制绿色低碳修复相关指南,建设本土化的数据库,开发适用于土壤污染风险管控和修复全过程的环境足迹评估工具和碳核算方法。二、全过程提升绿色低碳修复水平(一)合理规划受污染土地用途充分考虑土壤污染情况和风险水平,结合留白增绿相关安排,合理规划土地用途,保护人体健康。鼓励农药、化工等行业重污染地块优先规划用于拓展生态空间。对暂不开发利用的关闭搬迁企业地块及时采取制度控制、工程控制、土地复绿等措施,强化污染管控与土壤固碳增汇协同增效。因地制宜推动严格管控类农用地退耕还林还草增汇,因势利导研究利用废弃矿山、采煤沉陷区受损土地、已封场垃圾填埋场、污染地块等规划建设光伏发电、风力发电等新能源项目。(二)精准开展土壤污染状况调查评估强化全过程质量控制与监管,全面提升土壤污染状况调查评估水平,推进多学科、多方法、多手段调查技术的融合,精准刻画污染范围和污染程度。建立动态工作策略,基于现场检测数据,及时优化调查工作计划。借助现场快速筛查技术,提高调查精准度和效率。对大型复杂污染地块,可根据污染物迁移转化规律及有效暴露剂量,科学选用风险评估方法和参数,合理确定修复、管控目标,避免过度修复。(三)重点突出风险管控修复绿色低碳化设计将能耗、物耗、温室气体排放等纳入方案比选指标体系,以能源资源节约高效利用为导向,强化工艺设计,优先选择原位修复、生物修复、自然恢复为主的管控修复技术,增强风险管控、修复工程应对极端气候事件和灾害等气候变化能力的设计。鼓励在产企业在保证安全生产的条件下,实施边生产、边管控、边修复。在守牢底线的前提下,可将土壤风险管控、修复与后续建设项目同步设计,最大程度降低排放、减少能耗,提升修复质效。(四)积极探索风险管控修复工程最佳管理措施着力提升土壤污染风险管控、修复工程实施过程中能源资源利用效率,降低污染物和温室气体排放。应用高能效装备产品,优化提升重点用能工艺和设备,优先使用绿色低碳修复材料,因地制宜提高可再生和清洁能源消费比重。科学设定并动态调整工艺参数,降低资源消耗水平。加强施工过程规范化、精细化管理,鼓励使用视频探头、在线监测等可视化、智能化监控手段,提高现场管理水平和工作效率;强化废水、废气、固废等的收集处理与资源化利用,防止对地下水和周边水体、大气等造成污染。在有效防范二次污染的前提下,推动修复后土壤生产生态功能重构与资源化利用。(五)追踪开展风险管控修复后期可持续管理动态研判地块风险管控和修复长期效果,跟踪监控土壤和地下水特征污染物变化情况,严格落实地块风险管控有关规定,及时优化和调整长期监测方案,建立回顾机制。修复后的土地在适合条件下及时复绿,增加土壤的固碳增汇作用,恢复土地生态功能,实现永续利用。三、全方位强化绿色低碳修复科技支撑(一)加强绿色低碳修复领域基础研究加强土壤复合污染多介质协同治理与绿色低碳修复领域科技研发的系统布局,利用国家重点研发计划专项,夯实土壤自然生态过程与人工强化修复作用下的污染物跨介质界面迁移、生态地质环境效应、碳传输与转化规律等方面的理论与方法研究基础。(二)攻关关键技术材料和装备研发聚焦绿色低碳修复中的关键问题,加快绿色低碳修复关键共性新材料和新装备等的科技攻关。研发应用环境友好型风险管控与修复材料,提升材料的长效性、高效性和安全性。研发推广低排放、低能耗的新型修复装备,提高装备数字化、可视化、智能化水平。对未达到能耗标准的传统修复设施进行清洁能源替代和升级改造,鼓励将绿色低碳修复相关内容纳入国家重点推广的低碳技术目录。(三)加大技术集成和工程示范坚持需求导向、交叉融合,发展绿色低碳修复集成与耦合技术,注重提升原始创新能力,推进土壤和地下水污染精细刻画、复合污染阻控和修复技术的组合优化,促进基础研究成果用于指导工程项目实施,形成一批具有显著影响的系统解决方案和综合示范工程。比选、集成适用于不同情景的绿色低碳技术体系,开展中长期跟踪模拟及评估,推动土壤健康管理和生态功能提升,增强土壤固碳增汇能力。四、完善绿色低碳修复保障措施(一)加强组织领导形成多元协作机制加强绿色低碳修复工作谋划和部署,发展改革、工业和信息化、科技、财政、自然资源、生态环境、住房城乡建设、农业农村、林草等有关部门共同促进绿色低碳修复工作,积极探索创新土壤修复+工程建设模式,按照分工落实管理责任,推动土壤污染修复领域向绿色化、低碳化转型发展。(二)建立绿色低碳修复经济激励机制各级土壤污染防治资金、基金和政府采购活动加强引导树立绿色低碳修复理念。用好碳减排支持工具、气候投融资等市场化资金以及国际贷赠款资金支持途径,通过多渠道资金来源与创新机制保障支撑绿色低碳修复项目实施。(三)拓展绿色低碳修复能力建设开展绿色低碳修复能力建设,建立经验交流机制,提高信息化管理水平,提升各级生态环境管理部门的绿色低碳修复监管能力,加强技术支撑能力建设。强化行业引领作用,培育绿色低碳修复领军企业,提升从业单位和从业人员的技术水平。(四)开展绿色低碳修复宣传教育强化宣传引导,利用六五环境日、世界土壤日以及全国低碳日等开展宣传活动,加强保护土壤方面的生态环境科普工作。通过多种传播渠道和方式宣传普及绿色低碳修复知识和政策,发布典型示范,全面提升社会和行业的绿色低碳修复意识。
  • Science:新的可视化技术让电镜都要遭淘汰
    p style="text-align: center "img width="500" height="313" title="201603021706111347.jpg" style="width: 500px height: 313px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/noimg/7a1ec47f-f19b-4270-8e1d-b31287684551.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp  a title="" href="http://www.instrument.com.cn/application/SampleFilter-S01-T000-3-1-1.html" target="_self"span style="color: rgb(255, 0, 0) "真核生物/span/a核的分子结构很大程度上仍未被开发。在2月25日的Science上发表的研究运用最新的冷冻电子断层成像技术(Cryo-ET)对a title="" href="http://www.instrument.com.cn/application/SampleFilter-S01-T000-3-1-1.html" target="_self"span style="color: rgb(255, 0, 0) "HeLa细胞核/span/a周围进行了三维快照。Cryo-ET提供的三位细胞图像现在有越来越高的分辨率,已经达到了亚纳米级的具有细胞形态的分辨率。/pp  原位成像技术是很具有挑战性的,因为有很多限制,但是现在可以克服了:(i)低温聚焦离子束可以洞察冷冻的细胞和组织,这些样本直接通过透射电子显微镜TEM观察会太厚。(ii)直接观测提高了冷冻透射电镜的图像质量。(iii)最近开发的电压相位板(VPP)提高了特别是低空间频率的相,且没有散焦需要对比,让获得的图像能直接显示结构状况。/pp  Hela细胞通过绿色荧光蛋白标记& #946 -微管蛋白,mCherry标记组蛋白2B。冷冻电子断层成像技术对核附近的三维图像分析显示可以对在核内和核膜的大分子复合物直接可视化。/pp style="text-align: center "img width="500" height="321" title="1.png" style="width: 500px height: 321px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/noimg/4cc5407a-09b1-4d75-8492-ed3eb13800eb.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp  为了提供更好的量化的检测,该研究对80S的核糖体进行了检测,单个核糖体产生平均分辨率为28img width="18" height="20" title="QQ截图20160304111628.jpg" style="width: 18px height: 20px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/noimg/c84cbc0e-83e3-459e-88f8-a590434c82fb.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"/的图像,而后根据他们在内质网的空间排列,内质网结合的核糖体(每143粒)产生了分辨率为35img width="18" height="20" title="QQ截图20160304111628.jpg" style="width: 18px height: 20px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/noimg/66bf6e39-479d-4c00-bd4b-12227f0a9942.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"/的图像。亚X线断层对核糖体的平均和分类体现了这种细胞质翻译机器的自然结构和组织。/pp style="text-align: center "img width="500" height="213" title="2.png" style="width: 500px height: 213px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/ee3add8e-4904-43be-a77d-22c7bbdf5346.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp  大分子复合物通常不能严格地确定,因为它的结构是根据功能改变的。该研究对核孔复合物的大型动态结构分析显示显示了这项新技术可以检出单个复合物的差异。/pp style="text-align: center "img width="450" height="388" title="3.png" style="width: 450px height: 388px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/noimg/6a1c1a19-cd57-4550-aa7b-c318a22d5f6e.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp  Cryo-ET可用于对以前难以琢磨的结构比如核小体的链,核层状结构的丝进行原位可视化。/p
  • 2193万元!铜陵生态环境可视化智慧监管系统项目招标
    据生态环保招投标信息平台数据显示,8月17日,安徽省铜陵市公共资源交易中心网站发布铜陵市生态环境可视化智慧监管系统及公共场所视频监控资源整合共享项目招标公告。项目采取不见面开标方式,预算金额2193万元。项目概况铜陵市生态环境可视化智慧监管系统及公共场所视频监控资源整合共享项目的潜在投标人应在铜陵市公共资源交易中心网站免费下载获取采购文件,并于2023年09月06日 10时00分(北京时间)前提交投标文件。一、项目基本情况项目编号:2023CGSH159项目名称:铜陵市生态环境可视化智慧监管系统及公共场所视频监控资源整合共享项目预算金额:2193万元最高限价:2193万元采购需求:本项目为铜陵市生态环境可视化智慧监管系统及公共场所视频监控资源整合共享项目,一标段为生态智慧监管前端及后台应用系统建设,采购内容包括双光谱热成像球机、热成像双光谱网络云台摄像机、180度全景摄像机、高清枪式摄像机、智能广播设备、环保专网整合、生态环境可视化智慧监管系统等,最高投标限价为1047万元;二标段采购内容为视频整合共享应用系统建设,最高投标限价为1146万元。具体采购标的名称、数量、参数以及技术要求等,详见招标文件。合同履行期限:一标段、二标段供货期均为合同签订后180日历天内供货并安装、调试完毕。本项目不接受联合体投标。 二、申请人的资格要求1. 满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定;2. 落实政府采购政策需满足的资格要求:本项目符合财政部、工业和信息化部制定的《政府采购促进中小企业发展管理办法》第六条第3款之规定,为非专门面向中小企业采购项目。具体原因如下: 按照本办法规定预留采购份额无法确保充分供应、充分竞争,或者存在可能影响政府采购目标实现的情形。对此项内容如有疑问,可通过书面形式或登录铜陵市公共资源交易平台线上提交两种方式向采购人进行质疑。3. 本项目的特定资格要求:无三、获取招标文件时间:2023年08月17日 至 2023年09月06日 ,每天上午9:00至12:00,下午13:00至17:00(北京时间,法定节假日除外 )地点:铜陵市公共资源交易中心网站方式:本项目只接受已入安徽省公共资源交易市场主体库的企业参与投标。投标单位应及时办理入库手续在中心网站(网址:http://ggzyjyzx.tl.gov.cn)自行下载采购文件。入库方式详见中心网站下载专区“安徽省公共资源交易市场主体库入库须知”,因未及时办理入库手续导致无法参与投标的,责任自负。售价:0元四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点时间:2023年09月06日 10时00分 (北京时间)地点:铜陵市公共资源交易中心开标九室五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜1、本项目采用网上不见面开标,投标文件解密、询标通知、客观分公示、否决通知等,通过系统在线方式完成。投标人须在投标截止时间之前使用CA锁自行登陆不见面开标大厅,并在解密指令发出后30分钟之内完成解密,投标人未按规定完成解密,视为放弃投标。投标人在项目开、评标期间应保持在线状态,授权委托人应保持电话畅通,随时通过交易系统接受评标委员会发出的询标等信息,并在规定时间内答复。技术支持咨询电话:400-998-0000。不见面开标大厅登录方式:铜陵市公共资源交易中心网站,选择不见面开标大厅登录。具体操作详见中心网站下载专区的《铜陵市不见面开标大厅-操作手册(投标人)》。2、无七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名称:铜陵市生态环境局地址:铜陵市长江东路601号联系方式:0562-26155082.采购代理机构信息名称:安徽秉弘工程项目咨询有限公司地址:铜陵市北斗星城B1座1303室联系方式:183562778283.项目联系方式项目联系人:周女士电话:18356277828 附件:项目需求.pdf招标文件.pdf
  • 中科院建立重金属离子可视化检测新方法
    中科院合肥智能机械研究所王素华研究团队近期在重金属离子污染现场快速敏感检测研究领域中取得重要进展,建立了可视化检测的新方法,并研制出新型的可视化传感器。相关研究成果分别发表在美国化学会的Analytical Chemistry、英国皇家化学会的Journal of Materials Chemistry和Nanotechnology国际期刊上。  痕量重金属离子检测目前主要依赖于原子吸收、原子荧光、电感耦合等离子体、质谱等实验室方法。尽管这些方法检测精度比较高,但仪器耗资昂贵、运行费用高、操作要求多,检测比较费时、费力,而且测量时需萃取、浓缩富集或抑制干扰等复杂前处理过程。  针对这些难题,智能所研究人员通过设计制备出针对汞离子的特异性有机螯合配体,与汞离子通过配体交换反应形成螯合物,进一步在发光量子点表面发生快速的阳离子取代反应,导致量子点的荧光效率发生改变,从而通过荧光强度和颜色的变化实现对汞离子的高灵敏选择性检测(Anal. Chem. 2012, DOI: 10.1021/ac302822c)。随着汞离子浓度的增加,荧光发射峰位逐渐向长波方向移动,同时伴随着量子点的黄光会逐渐演变成红光(如图示)。研究人员进一步设计并组装了针对汞离子的纸质传感器,实现了对纯水、自然湖水中汞离子的快速可视化检测。  研究团队提出的可视化检测方法具有不依赖大型贵重的分析仪器、可进行裸眼观测、响应时间快等优点,能够实现痕量重金属离子的现场快速可视化检测。  研究人员又设计并研制了一种基于发光氧化石墨烯的新型比率荧光纳米复合探针,通过探针不同颜色荧光的比率变化,可将其应用于可视化检测分辨不同价态的铁离子(Fe2+)。在紫外光照下,随着Fe2+浓度的增加,探针的荧光颜色从红色变为蓝色,从而实现对Fe2+的可视化检测(Nanotechnology 2012, 23, 315502)。此外,研究团队还通过对氧化石墨烯的多层规整自组装,研制出了由多层氧化石墨烯组装的电极材料,结合电化学原理,可实现对铜离子的高选择性和敏感检测(Journal of Materials Chemistry 2012, 22, 22631)。  该研究得到国家973项目“应用纳米技术去除饮用水中微污染物的基础研究”、国家自然科学基金委及中科院“百人计划”支持。图示:针对重金属汞离子的现场快速可视化检测
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