半导体TiO2光催化杀灭微生物的机理和应用

自从Fujishimal［1］用半导体电极光分解水制氧以1995-11-20收稿及Bardl［2］将光电化学理论扩展到半导体微粒光催化后,半导体光催化有了很大的发展。二氧化钛光催化活性最好,化学性能和光电化学性能均十分稳定,耐强酸强碱,耐光腐蚀。并且具有较深的价带能级,可使一些吸热     

微生物利用CO2的研究进展

微生物利用CO₂,这不仅提高了自然界碳的利用率,而且能将CO₂转化为高附加值产品,可以实现资源的再利用。利用现代生物技术改造微生物以提高CO₂的利用效率对生物制造和实现碳中和有一定的促进作用。本文首先总结了微生物利用CO₂的6个主要天然途径,并分析这些途径的优缺点,这是对相关途径进行改造的基础;其次提供克服天然途径中碳原子利用率低、能耗高、产品得率低等问题的方法;再次阐述了面向CO₂高效利用的合成生物技术研究方向以及途径改造的主要策略和效果;最后展望了微生物利用CO₂的机遇及挑战,以期为改造微生物提高CO₂利用效率和高附加值产品的生产奠定基础。     

非线性光学偶氮染料SiO2/（TiO2）杂化材料的合成初探

近年来,随着科学技术的发展,单一性质的材料已不能满足人们的需求,无机-有机杂化材料越来越凸显出它本身的优势,所以非线性光学偶氮染料SiO2/(TiO2)杂化材料的合成问题尤为重要。溶胶-凝胶法是制备非线性偶氮染料杂化材料的方法之一,与其他制备方法相比,溶胶-凝胶法具有反应条件温和、样品均匀性好、光学透明性高、兼具有机-无机材料的优势等优点。本文分别研究了pH、乙二醇和浓硫酸的比例对前驱体非线性光学有机染料的影响,非线性有机染料、四乙氧基硅烷(TEOS)/钛酸正丁酯(TBT)、水三者的比例对终产物的影响。还利用红外图谱和X-射线的方法,推断产物的结构,从而确定最佳的反应条件。结果表明重氮化反应的pH值应<3,为强酸性,联偶反应中pH值应控制在7~8的弱碱性条件。乙二醇和浓硫酸比例在6:1时产率最佳,水钛和水硅比在4:1时,杂化材料的质量最好。     

超微粒TiO2对U937细胞光杀伤效应及机理研究

超微粒TiO₂经光催化氧化后对U937白血病细胞有明显的杀伤作用,DNA琼脂糖凝胶电泳图证明了光激发TiO₂能够损伤细胞内的DNA,从而导致细胞死亡,提出了一种杀伤癌细胞的新思路.     

有关微生物固定CO2技术及其应用探索

本文首先介绍了固定CO2的意义及方法,然后分析了微生物固定CO2技术流程,接下来阐述了微生物种群及生物反应器类型,最后重点讨论了微生物固定CO2的应用(以微型藻类在CO2吸收与资源化中的应用为例),以期为同行提供有益借鉴与参考。     

H2O2诱导Neuro-2a细胞死亡机理的研究

细胞内线粒体呼吸链过程中的电子漏和神经细胞代谢的酶类如单胺氧化酶(MAO)等可产生活性氧物质(ROS)如H2O2等.ROS对细胞有毒性作用,导致细胞死亡,在许多疾病特别是神经退行性疾病中具有重要作用.我们用H2O2诱导N-2a神经母细胞瘤细胞,利用光镜、荧光显微镜、透射电镜观察了诱导的N-2a细胞的死亡,结果表明其死亡形式不同于典型的细胞凋亡,而类似于Ⅱ型神经细胞编程性死亡,死亡细胞染色质呈团块状凝集,细胞核膜仍保持完整.DNA不降解形成ladder,且不需要caspase-3,1的活性,但是H2O2诱导的Neuro-2a细胞死亡可以被Bcl-XL抑制.我们的结果可以说明,ROS介导的细胞毒性作用是导致Ⅱ型神经细胞编程性死亡的一个原因.     

纳米TiO2、ZnO、SiO2对剑尾鱼肝组织中Na+/K+-ATP酶活性的影响

采用浸浴法研究了氧化纳米颗粒TiO2、ZnO、SiO2对剑尾鱼(Xiphophorus helleri)肝中Na+/K+-ATP酶活性的影响。结果表明:纳米TiO2处理组,高浓度(5 mg/L、10 mg/L)组表现为抑制作用,其中5 mg/L处理组Na+/K+-ATP酶的活性与对照组无显著差异(p>0.05),10 mg/L处理组中Na+/K+-ATP酶的活性显著低于对照组中酶的活性(p<0.05)。低浓度组(0.1 mg/L、1 mg/L)则表现为先诱导后抑制,除0.1 mg/L组在暴露1 d后与对照组有显著差异外(p<0.05),其余组与对照组均无显著差异(p>0.05)。纳米ZnO、SiO2处理组(0.1 mg/L、10 mg/L)在暴露1 d后,肝中Na+/K+-ATP酶的活性均比对照组高,随着暴露时间增加至20 d,Na+/K+-ATP酶活性下降,且显著低于对照组(p<0.05)。3种纳米颗粒的浓度为0.1 mg/L时,对暴露后1 d剑尾鱼肝中的Na+/K+-ATP酶活性的影响均为诱导作用,诱导大小顺序为ZnO>TiO2>SiO2;随着暴露时间的增加至10 d,纳米TiO2、ZnO、SiO2处理组对Na+/K+-ATP酶活性均表现出抑制作用。     

H2O2致WB-F344细胞内活性氧的产生及机理

以双氢罗丹明123（DHR123）作为荧光探针,采用激光共聚焦扫描显微镜研究小剂量（800nmol/L)H2O2诱导大鼠肝卵细胞株WB－F344细胞内活性氧产生的动态变化过程及其机理。结果发现：（1）小剂量H2O2的一次作用可以引起胞内活性氧的产生;（2）胞内活性氧清除剂N－乙酰－L－半胱氨酸（NAC）处理2h时后,再加入小剂量H2O2,发现胞内活性氧的产生明显减少;（3）用广谱的蛋白激酶抑制剂2－氨基嘌呤（2－AP）、Ca^2 依赖性蛋白激酶（PKC）抑制剂Bisindolylmaleimide Ⅰ、酷氨酸蛋白激酶（TPK）抑制剂Tyrphostin25分别预处理15min后,H2O2诱导的胞内活性氧的产生现象均消失;（4）细胞在无外钙环境下,小剂量H2O2诱导的胞内活性氧的产生明显减少;（5）细胞在无外钙环境下用NAC预处理后,H2O2诱导的胞内活性氧的产生现象消失。结果表明,H2O2可以通过胞内信号转导系统诱使WB细胞胞内活性氧产生,这可能与小剂量H2O2调控细胞生物学功能（如增殖、转化）相关。     

微生物多样性损失对农田土壤CO2和N2O排放功能稳定性的影响

生物多样性与生态系统稳定性的关系一直是生态学领域的研究热点,然而已有研究主要关注地上植物系统,对地下土壤系统尚不够重视。本研究通过逐步稀释法获得3种微生物多样性不同的土壤悬液(10⁰、10^-2、10^-6),重新接种后考察农田黑土与红壤CO₂和N₂O排放功能在铜污染和热胁迫下的稳定性(用抵抗力和恢复力来表征)。结果表明：黑土CO₂排放的功能稳定性在不同微生物多样性处理下没有差异,N₂O排放对铜污染和热胁迫的抵抗力和恢复力均在10^-6多样性处理下发生明显下降;红壤N₂O排放对铜污染和热胁迫的抵抗力和恢复力在10^-2多样性处理下开始显著下降,而CO₂排放的功能稳定性在10^-6多样性处理下显著下降。说明微生物多样性损失对农田土壤功能稳定性的影响会因土壤类型和所选取的土壤功能而不同,当土壤养分含量较高、微生物群落中耐胁迫种类较多时,土壤...     

小叶章生态系统根际土壤微生物及CO2、CH4、N2O动态

研究了培养 4 5 d的小叶章根际土壤微生物和二氧化碳 ,甲烷及氧化亚氮产生与消耗之间的关系。结果表明好氧微生物与厌氧微生物的空间分布与甲烷 ,二氧化碳及氧化亚氮的产生和氧化有着密切的关系。好氧微生物与甲烷产生呈负相关 ,与二氧化碳和氧化亚氮的产生呈正相关关系。厌氧微生物与甲烷的产生呈正相关 ,与二氧化碳和氧化亚氮的产生呈负相关关系     

添加氧化铁对水稻土中H2、CO2和CH4形成的影响

水稻土是甲烷产生的重要源地.厌氧条件下甲烷的形成与有机质厌氧降解产生的乙酸、H₂和CO₂有关.氧化铁作为电子受体可有效地竞争有机质向甲烷的转化,其抑制作用机理可能与乙酸、H₂和CO₂的有效消耗有关.通过向水稻土泥浆中添加无定形氧化铁和纤铁矿,分别测定了25℃厌氧恒温培养105d过程中的H₂、CO₂和CH₄的浓度变化.结果表明,添加无定形氧化铁及纤铁矿可导致H₂浓度显著降低;无定形氧化铁对H₂消耗的影响明显大于纤铁矿;添加不同氧化铁对CO₂浓度的影响与H₂浓度的变化有相同的趋势;添加氧化铁能显著抑制水稻土中甲烷形成,并导致有机碳的转移发生变化,使得CH₄-C显著降低,气相中CO₂-C量减少,而由土壤泥浆固定的CO₃^2--C量显著增加.     

The effect of prostaglandins A2,E1,E2,15 methyl E2, 16, 16 dimethyl E2 and F2α on erythropoiesis

Prostaglandins A₂, E₁, E₂, methylated E₂s and F₂α affected erythropoiesis and/or erythropoietin (Ep) production. This action is indicated in the exhypoxic, polycythemic mouse where radioiron incorporations into RBC increased after administration of these compounds. The kidney and liver have been indicated through previous studies, to actively participate in Ep production. By the removal of one of these active sites in a murine system treated with prostaglandins it is shown that a response is reflected in Ep levels. Interference of the action of prostaglandins (PG) is altered by the removal of one of these target sites of Ep production. The erythropoietic responses elicited by PGA₂, E₁, and perhaps the methylated PGE₂s act through the liver whereas PGE₂ may operate through a renal pathway for its response. PGF_2α reveals no effect on erythropoietic activity and is no different than that observed for vehicle-treated controls. The prostaglandins tested appear to act primarily through the kidney or liver but the possibility exists that some yet undetermined organ site may also be involved.     

生物炭对茶园土壤CO2和N2O排放量及微生物特性的影响

以茶叶修剪物制备的生物炭为试验材料,采集多年种植茶树的酸化土壤进行室内培养试验,探究以0.5%、1.5%、2.5%和3.5%的不同生物炭比例添加至茶园土壤中,对茶园土壤CO₂和N₂O气体排放、pH值和微生物群落的影响.结果表明： 与空白对照处理相比,生物炭添加在短期内对CO₂和N₂O气体排放具有一定的促进作用,增强C、N的矿化率,但促进作用随着生物炭施用量的增加而减弱.不同生物炭处理对土壤pH值、脱氢酶及微生物生物量碳具有增加作用.检测土壤中不同标记的磷脂脂肪酸PLFA发现,添加1.5%的生物炭处理组中土壤磷脂脂肪酸含量最高,为(203.93±3.14) μg·g^-1,与对照差异显著(P<0.05).其中16:0、14:0(细菌)、18:1ω9c(真菌)、10Me18:0(放线菌)标记含量较高,不同处理的单个磷脂脂肪酸含量差异显著(P<0.05).表明添加生物炭能改善茶园酸性土壤,提升土壤微生物生物量及微生物数量.     

Molecular structure of tetranuclear [{Mo2O(S2CNEt2)(η-O2CCF3)(μ-N-o-tol)2}2(μ-O)(μ-O2CCF3)2] formed upon addition of trifluoroacetic acid to syn-[MoO(μ-N-o-tol)(S2CNEt2)]2

Addition of trifluoroacetic acid to syn-[MoO(μ-N-o-tol)(S₂CNEt₂)]₂ in chloroform affords tetranuclear [{Mo₂O(S₂CNEt₂)(η¹-O₂CCF₃)(μ-N-o-tol)₂}₂(μ-O)(μ-O₂CCF₃)₂] which has been crystallographically characterised. It consists of four molybdenum(V) centres linked via bridging imido, trifluoroacetate and oxo ligands and results from replacement of a dithiocarbamate by two trifluoroacetate ligands.     

开放式空气CO2增高对稻田CH4和N2O排放的影响

在FACE(free-aircarbondioxideenrichment)平台上,采用静态暗箱气相色谱法观测研究了大气CO₂浓度增加对稻田CH₄和N₂O排放的影响.结果表明,在150和250kgN·hm^-2两种氮肥水平下大气CO₂浓度增加200μmol·mol^-1均明显促进水稻生长,水稻生物量积累.大气CO₂浓度增加对150和250kgN·hm^-2两种氮肥水平下稻田CH₄排放均无显著影响,并简要分析了与现有文献报道结果不一致的原因.大气CO₂浓度增加也未导致150和250kgN·hm^-2两种氮肥水平下稻田N₂O排放的明显变化,与大多数研究结果一致.     

稻田CH4和N2O排放关系及其微生物学机理和一些影响因子

用静态箱法原位观测和分析了我国北方稻田3～12月CH₄和N₂O的排放及其关系,并研究了这一关系发生的微生物学机理.同时,监测了土壤湿度、pH、水分及Eh的变化.结果表明,稻田CH₄和N₂O排放之间存在着互为消长的关系(R²=0.0494).土壤湿度、pH及Eh变化范围分别在0～24℃、6.87～7.02和415～300mv之间,水分从非淹水期的38～72%FC至5～10cm浅水淹灌.土壤Eh对CH₄和N₂O的释放起重要的调控作用.在整个观测期内,与CH₄和N₂O释放密切相关的6种菌群(发酵细菌、产氢产乙酸细菌、产甲烷细菌、甲烷氧化菌、硝化细菌、反硝化细菌)各有其数量消长及酶活性变化规律,稻田CH₄和N₂O排放之间互为消长的关系受这些相关微生物数量及酶活性变化的共同调控.     

异养微生物固定CO2的合成生物学研究进展

人类活动造成大气二氧化碳（CO₂）浓度不断升高,使当今世界面临着气候变化的重大危机。微生物CO₂固定为实现地球“碳中和”提供了一条有前景的绿色发展路线。与自养微生物相比,异养微生物具有更快的生长速度和更先进的遗传工具,但是其固定CO₂的能力还很有限。近年来,基于合成生物学技术强化异养微生物CO₂固定受到诸多关注,主要包括优化能量供给、改造羧化途径以及基于异养微生物间接固定CO₂。本综述将围绕上述3个方面重点讨论异养微生物CO₂固定的研究进展,为将来更好地利用微生物CO₂固定技术实现“碳达峰、碳中和”提供参考。     

橡胶林固定CO2和释放O2的服务功能及其价值估计

橡胶树除生产橡胶和提供优质木材外,还有长期不为人们注意的生态服务功能。以中国的橡胶林为研究对象,采用标准标木生物量法,对橡胶林固定CO2和释放O2的生态服务功能及其价值估计进行了研究。结果表明中国橡胶林目前每年从大气中固定的CO2总量为411万t,所释放的O2为299万t。经分别采用C税法和工业制氧成本法估计了CO2和O2的价值达到1238亿元和12亿元。二者价值之和相当于中国橡胶林每年生产橡胶和提供木材等直接产品价值的28.7倍。橡胶林CO2的固定能力是热带山地雨林的4.7倍。50a来中国橡胶林已累计固定CO2达到11292万t,释放O2达8212万t,对短期内缓解大气的温室效应发挥了巨大的作用。     

覆膜对绿洲棉田土壤CO2通量和CO2浓度的影响

基于静态箱法和气井法分别测定新疆棉田覆膜位置的土壤CO2通量和CO2浓度.结果表明:土壤CO2通量和CO2浓度时间变化特征与土壤温度变化趋势一致,均表现为7月较高,10月最低.观测期内,棉田土壤CO2累积排放量非覆膜处理为2032.81 kg C·hm-2,覆膜处理为1871.95 kg C·hm-2;而1 m深度内土壤CO2浓度非覆膜处理为2165~23986μL·L-1,覆膜处理为5137~25945μL·L-1,即覆膜减少了棉田土壤排放CO2的同时增加了土壤CO2积累量.覆膜和非覆膜处理下不同深度土壤CO2浓度和CO2通量的相关系数分别为0.60~0.73和0.57~0.75,表明地表释放的CO2强烈依赖于土壤剖面储存的CO2.覆膜和非覆膜处理下Q10值分别为2.77和2.48,表明覆膜处理下的土壤CO2通量对土壤温度变化的响应更敏感.