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合成微生物的环境风险防控与检测技术研究进展

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环境科学研究 2024年

作者：孙韬宋洁董姗姗张振华王钰章嫡妮陈磊张卫文天津大学生物安全战略研究中心生态环境部南京环境科学研究所生物多样性与生物安全重点实验室中国科学院天津工业生物技术研究所低碳合成工程生物学重点实验室国家合成生物技术创新中心天津大学化工学院

合成微生物(基因改造、修饰和重建的微生物)在生物制造、疾病诊疗、环境修复等领域展现出巨大应用潜力。与此同时，其规模化应用可能存在环境生物安全风险问题，造成物种入侵、多样性丧失和生态系统破坏等不可预计的后果。为此，本文总... 详细信息

合成微生物(基因改造、修饰和重建的微生物)在生物制造、疾病诊疗、环境修复等领域展现出巨大应用潜力。与此同时，其规模化应用可能存在环境生物安全风险问题，造成物种入侵、多样性丧失和生态系统破坏等不可预计的后果。为此，本文总结了合成微生物环境释放后潜在的生物安全风险，围绕合成生物学建立的环境防御与检测技术展开讨论，并对未来如何更好地避免工程微生物的环境风险问题提出展望。经梳理发现：①合成微生物释放引发的环境风险主要包括危害环境生物安全、水平基因转移及生态位占据和破坏等，这主要与合成微生物改造后的特性及携带的外源片段有关；②通过营养缺陷型或环境敏感型微生物、基因线路、使用非天然元件、限制质粒异源复制等技术可避免合成微生物在环境中的存活或核酸扩散，针对不同微生物的特性可采取相应策略；③分子标记、生物传感、快速核酸检测等针对合成微生物的特异性检测方法，以及微生物条形码与高通量测序等通用性检测技术可用于合成微生物的环境追踪。鉴于此，提出今后重点研究方向，主要包括：①升级高效、稳定型生物封存策略以应对微生物的快速进化；②分析合成微生物的环境生存能力及分级预估其潜在风险；③研究合成微生物与环境生物的互作机制及其对对环境生物的影响；④开发环境消减技术建立以确保合成微生物失控释放后的高效清除。

关键词：合成微生物生物安全环境风险生物技术生物封存

中国城市扩张与乡村振兴耦合协调发展的时空演化分析

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技术经济与管理研究 2024年第2期 129-136页

作者：霍露萍西安外国语大学经济金融学院陕西西安710128

基于城乡融合视角,通过构建我国城市扩张和乡村振兴的评价指标体系,运用耦合协调度模型对2006—2020年我国30个省级行政单位城市扩张与乡村振兴的耦合协调度进行测算和综合评价分析,利用Dagum基尼系数及分解法探究耦合协调度的区域差异... 详细信息

基于城乡融合视角,通过构建我国城市扩张和乡村振兴的评价指标体系,运用耦合协调度模型对2006—2020年我国30个省级行政单位城市扩张与乡村振兴的耦合协调度进行测算和综合评价分析,利用Dagum基尼系数及分解法探究耦合协调度的区域差异及主要根源,采用空间莫兰指数探讨耦合协调度的空间集聚特征。结果表明:第一,从时间趋势看,我国城市扩张和乡村振兴的耦合协调度呈递增趋势,但不同地区的耦合协调类型具有异质性。东部地区大多为初级协调阶段,中部和东北地区为勉强协调阶段,而西部地区的贵州、云南、甘肃、青海和新疆处于濒临失调阶段。第二,耦合协调度总体Dagum基尼系数差异逐渐缩小,区域间差异是影响总体差异的主要根源。第三,耦合协调度在空间上呈现“M”型波动趋势,具有显著的空间集聚现象。

关键词：城市扩张乡村振兴城乡融合耦合协调度

热辅助的常压离子化质谱技术研究及在法医毒物快检方面的应用

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热辅助的常压离子化质谱技术研究及在法医毒物快检方面的应用

作者：窦全露烟台大学

学位级别：硕士

毒(药)物快速筛查技术的研究与开发对毒品管控,医疗急救,维护社会安全十分重要。目前,以免疫吸附为基础的快检方法日趋健全,成为通用的现场检测方法。但该技术针对不同毒品的检测,受限于特异性抗体的开发,目前商品化的免疫检测大多只能... 详细信息

毒(药)物快速筛查技术的研究与开发对毒品管控,医疗急救,维护社会安全十分重要。目前,以免疫吸附为基础的快检方法日趋健全,成为通用的现场检测方法。但该技术针对不同毒品的检测,受限于特异性抗体的开发,目前商品化的免疫检测大多只能针对传统毒品的分析。而其他快检技术,如拉曼光谱法,则无法直接应用于生物基质。然而,随着新型毒品的种类越来越多,需要一种普适性强、可以对多种检材直接分析的方法。近年来,常压电离质谱技术凭借其无需样品前处理、分析速度快而发展迅速,成为快速分析方法的重要选择之一。本文以常压电离质谱技术为基础,开发了热辅助的常压离子化质谱技术。以碳纤维作为离子化和采样装置,结合LTQ-Orbitrap高分辨质谱仪,实现了多种检材中常见毒(药)物的快速分析。该方法的主要优点有:(1)装置简单,无需气体辅助,无需样品前处理;(2)少量样品(<100μL)即可完成检测;(3)分析速度快,1～2分钟即可完成单个样品检测;(4)热源的引入有助于提高化合物电离效率,提高检测灵敏度;(5)借助高分辨质谱,可以实现毒(药)物非靶向筛查。1.热辅助碳纤维电离质谱法对电子烟油中三种合成大麻素快速定量分析。合成大麻素类(SCs)新精神活性物质被频繁添加到电子烟的烟油中,借助电子烟的加热元件蒸发,以供吸食。热辅助碳纤维电离质谱法以金属陶瓷加热板(MCH)为热源,将碳纤维放置在距离质谱入口约5 mm处,将样品滴加在碳纤维上,并在其后端施加高电压。分析物可在加热作用下汽化,并通过高压电晕放电电离。热源的引入有助于小分子化合物从基质中解吸,与带电物种发生分子离子反应,提高电离效率,碳纤维的吸附性可吸附、包埋难挥发或大分子物质,降低基质影响,减少仪器污染。基于以上特点,该技术有望实现电子烟油中三种SCs(MDMB-4en-PINACA、ADB-BUTINACA、ADB-4enPINACA)的直接定性、定量分析。实验结果表明,热辅助碳纤维电离源与LTQ-Orbitrap高分辨质谱联用,根据一级质谱图准确分子质量、二级子离子及其丰度比可以实现电子烟油中三种SCs快速定性鉴定。同时,SCs基质曲线(电子烟油基质)与标准曲线(甲醇溶液)的斜率之比接近1,表明方法基质效应小,可以实现烟油中SCs直接定量分析。三种SCs线性范围均为50～1000 ng/m L,线性相关系数均大于0.99,电子烟油中三种SCs检测限均为15 ng/m L,满足实际电子烟油中SCs定量分析要求,且定量结果得到了LC-MS/MS验证。2.碳纤维采样结合火焰离子化质谱技术对唾液中毒(药)物快速分析。唾液作为一种易于采集、无侵害性的检材,在药物驾驶检测中应用广泛。因此,本文对热辅助电离装置进一步改进,去除加热板和电压,采用打火机的火焰作为热源和电离源,与LTQ-Orbitrap高分辨质谱仪结合,实现唾液中毒(药)物直接、快速分析。首先,对装置进行了优化,确定了火焰的大小、温度、距离等条件。在方法考察中,选择咖啡因、五种苯二氮卓类物质等作为模型化合物。结果表明,方法可以在无样品前处理的条件下,实现对服用复方感冒药志愿者唾液中活性成分的快速鉴定。同时,在无内标参与的情况下,考察了唾液中咖啡因信号强度与取样时间关系,结果与唾液经乙腈沉淀蛋白后使用LC-MS/MS分析趋势一致。进一步考察内标法定量能力,结果显示唾液中五种苯二氮卓类物质检测限为10～50 ng/m L,咖啡因为200 ng/m L,线性相关系数均大于0.98。本文还将方法扩展应用于血液和尿液真实样本中毒(药)物定性分析,并且在血液样本中检测到了原药的代谢物,在尿液样本中检测到了肌酐。综上,本文发展了两种基于热辅助的常压离子化质谱技术并应用于电子烟油中三种SCs的直接定性定量分析与唾液中常见毒(药)物的快速鉴定。该技术结合了热源与碳纤维的特性,只需很少的样品前处理或无样品前处理,在1～2分钟内即可完成对样品中毒(药)物的分析检测。该技术的发展有助于法医毒物快速鉴识,推动毒品管控,辅助医疗急救诊断。

关键词：热辅助常压离子化质谱法医毒物快速分析电子烟油唾液

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“地瓜米,不再提”:让她们被听见

开放时代 2024年第4期 F0002-F0002,F0003页

作者：邵秋露(文/图) 孙恒(图) 不详

参与共创村歌计划前,我是一名在读的硕士研究生,面对学业和就业的双重压力,我常以读书时能否获得奖学金,毕业后能否进入“大厂”的标准掂量取得这个学位是否“值”。我质疑过这套价值观,但也无法摆脱。直到我参与村歌计划,一首、两首、... 详细信息

参与共创村歌计划前,我是一名在读的硕士研究生,面对学业和就业的双重压力,我常以读书时能否获得奖学金,毕业后能否进入“大厂”的标准掂量取得这个学位是否“值”。我质疑过这套价值观,但也无法摆脱。直到我参与村歌计划,一首、两首、三首……在一次次村歌共创的过程中,乡村妇女们如芦苇般坚韧的生命力不断感染着我,并重塑了我的价值观。

关键词：硕士研究生奖学金村歌乡村妇女地瓜米双重压力价值观学位

考虑灵活编组的城轨与市域铁路互联互通开行方案优化研究

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考虑灵活编组的城轨与市域铁路互联互通开行方案优化研究

作者：吴晓露重庆交通大学

学位级别：硕士

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ChatGPT对我国教育教学的赋能与革新

ChatGPT对我国教育教学的赋能与革新

作者：宋洁琳成都信息工程大学

在以AI为代表的新技术环境下,有必要探讨ChatGPT这样的生成型人工智能对未来生活可能带来的影响和意义。ChatGPT在赋能我国教育发展的同时,对教育教学也提出了新的挑战,在课程设计、教学模式、师生关系、教学评价等方面,都可能发生巨大... 详细信息

在以AI为代表的新技术环境下,有必要探讨ChatGPT这样的生成型人工智能对未来生活可能带来的影响和意义。ChatGPT在赋能我国教育发展的同时,对教育教学也提出了新的挑战,在课程设计、教学模式、师生关系、教学评价等方面,都可能发生巨大变化。

关键词： ChatGPT 人工智能教育教学

来源： cnki会议评论

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法国竞技篮球后备人才培养体系研究

法国竞技篮球后备人才培养体系研究

作者：沈晓露武汉体育学院

学位级别：硕士

法国作为世界篮球强国培养了许多世界知名的篮球巨星,成为除了美国以外输送到NBA最多的国家之一。此外,法国青少年篮球运动员在近些年世界大赛中有着出色的表现。本文主要通过文献资料法、专家访谈法以及数理统计法,综合运用多学科理论... 详细信息

法国作为世界篮球强国培养了许多世界知名的篮球巨星,成为除了美国以外输送到NBA最多的国家之一。此外,法国青少年篮球运动员在近些年世界大赛中有着出色的表现。本文主要通过文献资料法、专家访谈法以及数理统计法,综合运用多学科理论知识,从法国竞技篮球后备人才管理体制、培养主体、教学训练模式、竞赛体系以及教练员培养制度五个方面对法国竞技篮球后备人才培养体系进行研究,总结其竞技篮球后备人才培养体系的成功经验和启示,结合我国实际国情提出建议,为我国的篮球后备人才培养提供发展方向。通过研究得出以下结论:1、法国竞技篮球后备人才为政府与法国篮球联合会共同管理的结合型管理体制。主要由体育局、法国篮球联合会、地区当局、地区联盟共同参与,保障法国篮球的正常运行。法国竞技篮球后备人才的培养依赖政府提供大量财政支持,职业俱乐部的发展和其职业训练中心的组建均依赖政府的公共补贴。2、法国竞技篮球后备人才培养主体为业余、职业俱乐部;大区训练中心;INSEP、中学四类。业余俱乐部以及中学为法国竞技篮球后备人才培养塔基的培养主体,大区训练中心为塔中的培养主体,INSEP和职业俱乐部为塔尖的培养主体。法国按照年龄段对篮球后备人才进行分层选拔,通过层级比赛以及训练营从基层开始就不断选拔出最好的、最有潜力的一批运动员进入P(?)le Espoirs、P(?)le France(INSEP)、职业俱乐部训练中心等。3、法国竞技篮球后备人才教学训练模式分为精英培养模式、业余培养模式两种。精英培养模式划分成P(?)le Espoirs“学训一体”模式、职业俱乐部青年梯队的“学在中学训在中心”模式;业余培养模式则是中学体育强化的一部分,学生可选择体育有关的领域继续学习,学校卓越部分是新系统,未来可能会成为精英培养的补充。4、法国青少年篮球赛事种类繁多,主要有全国U系列青少年篮球锦标赛、Espoirs Elite锦标赛和校园篮球联赛。全国U系列赛程从每年九月到次年五月结束,均在周末安排赛事,法国青少年代表各自俱乐部进行比赛,是他们主要参加的赛事之一;Espoirs Elite锦标赛仅为职业俱乐部的青年梯队提供比赛机会;校园篮球联赛为在校学生提供篮球比赛机会,通常在周三安排比赛。5、法国篮球教练员秉承“一体化”的培养理念,下放权力至地区机构进行初级培训课程,中高级培训课程由FFBB下属的INFBB学院进行。教练员有着严格的等级考核制度,教练员教授地区级别比赛以上的青少年篮球运动员至少需要达到地区篮球教练(第四级)。法国针对篮球教练员的资格认定和违规处罚均有详细的法律规定和处罚制度,说明法国篮球教练的培养十分成熟。6、法国对我国竞技后备人才培养具有以下借鉴:第一从建立规范有效的检测人才系统入手,按照不同年龄阶段分层培养、输送精英运动员,打通球员在各个培养主体之间的流通渠道,使球员的流通更加顺畅;第二在地区层面将教育系统、体育系统、社会机构等多方组织形成合力构建多层次的青少年篮球竞赛体系,延长赛程,“以赛代练”提高青少年篮球运动员竞技水平;第三促成各层次俱乐部与当地政府、学校之间形成合作共赢关系,为职业俱乐部提供多方面支持,开展俱乐部优秀教练员走进校园等活动,推动地区篮球的发展;第四制定有关教练员的培养法律法规,严格规范篮球教练员的培养理念,审核篮球教练员的多层认证通道,从真正意义上培养各层级优秀篮球教练员。

关键词：中国篮球法国篮球后备人才培养体系

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KNN基压电陶瓷制备及多功能性研究

KNN基压电陶瓷制备及多功能性研究

作者：段露生烟台大学

学位级别：硕士

铌酸钾钠（KNN）作为一种综合性能优异,对环境友好的无铅压电陶瓷,被人们广泛研究。在近几十年的研究中,人们已经将KNN基陶瓷的压电性能提升到与商用铅基压电陶瓷相媲美的水平。随着电子设备不断提升的高集成度,对电子器件集成化、小型... 详细信息

铌酸钾钠（KNN）作为一种综合性能优异,对环境友好的无铅压电陶瓷,被人们广泛研究。在近几十年的研究中,人们已经将KNN基陶瓷的压电性能提升到与商用铅基压电陶瓷相媲美的水平。随着电子设备不断提升的高集成度,对电子器件集成化、小型化的要求越来越高。KNN基陶瓷具有多种效应（压电、储能、透明等）适合作为多功能材料研究。为了适应时代的发展和进步,推动电子元器件集成化小型化的发展,开发多功能KNN基陶瓷,集成和耦合KNN基陶瓷的不同性能是一个急需解决的问题。稀土元素的掺杂对KNN基陶瓷的性能有着显著的影响。通过调整掺杂的浓度和种类,这些材料能够在多种功能之间实现优化和整合,通过组分设计,得到发光、压电、储能等多功能一体化的陶瓷。因此本文采用固相合成法进行KNN基陶瓷多功能化研究。本论文主要研究内容包括:1.采用固相合成法制备Ho掺杂的0.96(KNa)Ho(NbSb)-0.04(BNa)Zr O（KNNS-BNZ-x Ho）陶瓷,研究了陶瓷相结构、介电、压电和光致发光性能随着Ho离子掺杂的变化。实验结果表明:Ho离子的掺杂导致陶瓷由四方相（x=0）逐渐转变为四方相和正交相共存（x=0.01）,从而提高陶瓷的压电性能。Ho掺杂进入钙钛矿结构中增加了陶瓷内部离子的无序性,从而使得弛豫因子γ增大,从x=0到0.01时弛豫因子γ=1.66增加到γ=1.89。在x=0.005时KNN-BNZ-x Ho陶瓷的压电常数达到最大值(d=330 p C/N),同时表现出优异的温度稳定性。在150℃条件下,该陶瓷的压电常数可以保留室温的90%。此外,陶瓷在453 nm可见光的照射下表现出强烈的绿色发光。2.采用固相合成法制备Sm掺杂的KNaNb O-0.1Bi(ZnZr)O-x Sm（KNN-BZZ-x Sm）陶瓷。研究了KNN-BZZ-x Sm陶瓷的相结构、介电、储能和光致发光性能随着Sm离子掺杂的变化。结果表明:Sm与KNN基陶瓷形成良好的固溶体,各个组分样品均表现为单一的立方相结构。在x=0.3时陶瓷有效储能密度W=1.42 J/cm,储能效率η=74.5%。在407 nm可见光激发下,陶瓷表现出明显的橙色发光现象,且发光强度随着Sm掺杂浓度的增加而增强。其主要的发射峰位于597 nm左右,对应于G→H能级跃迁。3.采用固相合成法制备透光率高、电学性能好、光致发光效果好的(KNa)LaNbBiO-x RE（x=0.1%,RE=Sm、Pr、Ho、Er）透明陶瓷。其中KNLNB-0.1%Ho的透光率最高,在1000 nm处的透光率可以达到80.5%,在可见光范围（780 nm）处的透光率为71.8%,并且KNLNB-0.1%Ho陶瓷的有效存储密度W可以到达1.45 J/cm,储能效率η接近70%。4.采用固相合成法制备不同浓度的Ho掺杂的(KNa)LaNbBiO（KNLNB-x Ho）陶瓷,研究了不同浓度的Ho对陶瓷的透光率、储能和光致发光性能的影响。结果表明:Ho掺杂的KNLNB-x Ho陶瓷各个组分样品均表现为单一的立方相结构。所有掺杂Ho的陶瓷在1000 nm波长下透光率可以达到80%左右,尤其在x=0.2%时,击穿场强达到180 k V/cm、最大有效储能密度(W=1.48 J/cm)、最大储能效率（η=72%）。测试了陶瓷从室温到100℃下电滞回线,所有陶瓷样品都表现出良好的温度稳定性。陶瓷的电滞回线在室温和100 k V/cm的条件下循环10～5次后几乎没有变化,说明其具有良好的抗疲劳性能。陶瓷在0.1～1000Hz频率范围内同样表现出优异的稳定性。

关键词： KNN基陶瓷多功能化稀土掺杂光致发光

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基于生态系统文化服务的人地关系空间重构

地理学报 2024年第7期79卷 1682-1699页

作者：钟敬秋高梦凡韩增林周成虎闫晓露辽宁师范大学海洋可持续发展研究院教育部人文社科重点研究基地大连116029 辽宁省“海洋经济高质量发展”高校协同创新中心大连116029 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200241

生态系统文化服务(CESs)作为生态系统为人类所提供的非物质裨益与福祉,具备桥接并诠释自然与人类社会复杂纽带关系的能力,其能够围绕空间需求—空间规划—空间生产,通过自上而下和自下而上的多层次干预,实现可持续发展和人类福祉提高。... 详细信息

生态系统文化服务(CESs)作为生态系统为人类所提供的非物质裨益与福祉,具备桥接并诠释自然与人类社会复杂纽带关系的能力,其能够围绕空间需求—空间规划—空间生产,通过自上而下和自下而上的多层次干预,实现可持续发展和人类福祉提高。准确把握CESs参与人地关系空间重构实践路径,既是实现人类福祉有效提升亟需解决的科学问题,也是实现人与自然和谐共生的重要理论基础。为此,本文基于“理论解析—关联机制—实践应用—发展路径”解构方案,探讨CESs引导人地关系空间重构的内在逻辑体系与可行性。在梳理价值评估—价值权衡—“流”时期CESs研究演进历程基础上,构建CESs指导人地关系空间重构理论框架,探究其指导三生空间重构应用路径。最终,本文在数据收集、方法体系、实践应用等方面展开论述,以期实现CESs研究由理论到实践的转变,为新时期人地关系空间重构提供新视角。

关键词：生态系统文化服务人地关系优化调控空间重构新时代生态文明建设三生空间