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细胞核生物力学研究进展

力学进展 2024年第2期54卷 259-307页

作者：刘中乾齐颖新上海交通大学生命科学技术学院力学生物学研究所上海200240

细胞核是细胞内最大、刚度最高的细胞器,也是遗传信息储存、复制和转录的中心场所,在生命活动调节方面发挥关键作用.研究表明,生物力学因素在细胞核结构和功能的动态变化调控中至关重要.核骨架蛋白和核孔复合体作为细胞核典型的力学响... 详细信息

细胞核是细胞内最大、刚度最高的细胞器,也是遗传信息储存、复制和转录的中心场所,在生命活动调节方面发挥关键作用.研究表明,生物力学因素在细胞核结构和功能的动态变化调控中至关重要.核骨架蛋白和核孔复合体作为细胞核典型的力学响应组分,在维持细胞核形态结构的同时将细胞骨架传递而来的力呈递至染色质,进而影响染色质构象、基因表达等一系列细胞核相关活动,调控细胞功能.细胞核及其组分对应力信号的感知和转导已成为生物力学研究的前沿热点之一.为更深入地认识生理和病理状态下细胞核的力学特性,揭示其在细胞命运决定中的作用和机制,本文总结了细胞核生物力学相关的研究进展,重点介绍了细胞核骨架、核孔复合体和染色质的物理结构、力学响应过程、各组分的相互作用以及用于细胞核生物力学研究的技术进展,最后总结了细胞核与早衰综合症、神经退行性疾病和心血管疾病的关系,并对细胞核生物力学未来发展进行了展望.

关键词：细胞核生物力学机械信号转导核骨架蛋白核孔复合体染色质

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广西乐业地区吴家坪期牙形石的发现及其意义

地球科学 2024年第4期49卷 1524-1540页

作者：谢雨荷覃斌贤江海水陈发垚颜佳新中国地质大学地球科学学院湖北武汉430074 中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室湖北武汉430074

吴家坪期作为二叠纪晚期两次灭绝事件(瓜德鲁普世末灭绝事件和二叠纪末灭绝事件)之间的一次快速的生态复苏时期,是地质历史时期一个重要的阶段.该时期扬子台地中部及滇黔桂地区碳酸盐岩台地仍有广泛分布;其中乐业碳酸盐台地是南盘江盆... 详细信息

吴家坪期作为二叠纪晚期两次灭绝事件(瓜德鲁普世末灭绝事件和二叠纪末灭绝事件)之间的一次快速的生态复苏时期,是地质历史时期一个重要的阶段.该时期扬子台地中部及滇黔桂地区碳酸盐岩台地仍有广泛分布;其中乐业碳酸盐台地是南盘江盆地内一个典型的孤立碳酸盐岩台地,在瓜德鲁普统茅口组顶部不整合面之上发育连续的吴家坪期海相碳酸盐岩沉积.此前该地二叠纪地层划分对比仍依据传统的化石生物地层分带,与牙形石生物地层相比,精细程度尚不足.对乐业台地内部的刷把村剖面和六为剖面合山组底部牙形石进行了研究,在这两个剖面共鉴定出牙形石2属8种(含一个新种),包括Clarkina asymmetrica、***、***、***、***、Hindeodus julfensis、***和Hindeodus praechangxingensis ***..其中在刷把村剖面识别出***和***两个牙形石带,六为剖面识别出***一个牙形石带.根据牙形石关键分子的首现,乐业台地在经历了瓜德鲁普世-乐平世之交全球大海退后,至少到***带才开始海侵并重新开始碳酸盐岩沉积,可为该区碳酸盐岩台地-盆地演化和区域地层对比研究提供重要依据.

关键词：牙形石合山组吴家坪期乐业台地古生物学地层学

俯冲板片稳定同位素(Fe-K-Li-B-Ba)的分馏行为

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地球科学 2024年第2期49卷 685-699页

作者：王琳张贵宾北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

俯冲带是壳幔循环的重要场所,K、Ba、B和Li作为流体活动性元素,富集在俯冲带流体中;同时各个储库的同位素差异使得其成为研究各种俯冲带流体的良好示踪剂.总结了近年来有关俯冲带Fe同位素与俯冲带变质流体氧化还原状态的研究进展,以及K... 详细信息

俯冲带是壳幔循环的重要场所,K、Ba、B和Li作为流体活动性元素,富集在俯冲带流体中;同时各个储库的同位素差异使得其成为研究各种俯冲带流体的良好示踪剂.总结了近年来有关俯冲带Fe同位素与俯冲带变质流体氧化还原状态的研究进展,以及K、Ba、Li和B同位素在俯冲各个阶段的地球化学行为,包括俯冲物质的同位素组成,俯冲板片变质流体的稳定同位素分馏,及俯冲板片物质再循环沉积物、蚀变洋壳及俯冲带蛇纹岩与上覆地幔楔的相互作用再循环过程中伴随的元素分配和稳定同位素分馏.随着稳定同位素测试精度的提升和以上同位素在不同地质储库和地质过程的数据完善,可以更有助于理解俯冲带中的相关物理化学变化过程.

关键词：稳定同位素俯冲带同位素示踪地壳物质再循环地球化学

基于界面追踪-动网格技术模拟凝固收缩下Fe-C合金宏观偏析

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金属学报 2024年第3期60卷 388-404页

作者：董士虎张红伟吕文朋雷洪王强东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819 东北大学冶金学院沈阳110819

Fe-C系合金铸锭因C元素分配系数小、铸锭尺寸较大,易产生C偏析缺陷;同时因合金液-固相密度差异以及铁素体、奥氏体等相密度的差异都易产生并加剧凝固收缩。对凝固收缩的模拟研究表明,气相(渣相)的引入对偏析影响甚微,主要起补充顶端收... 详细信息

Fe-C系合金铸锭因C元素分配系数小、铸锭尺寸较大,易产生C偏析缺陷;同时因合金液-固相密度差异以及铁素体、奥氏体等相密度的差异都易产生并加剧凝固收缩。对凝固收缩的模拟研究表明,气相(渣相)的引入对偏析影响甚微,主要起补充顶端收缩腔的作用,但却导致气-合金界面模拟困难。为了简化模拟的复杂性,本工作基于液-固混相的连续介质模型,将凝固过程中收缩的体积与固相区、糊状区及液相区下降的体积建立关联,从而确定熔体顶端边界;结合动网格技术,开发了一种追踪收缩腔界面的模型,实现了Fe-C合金铸锭凝固收缩和宏观偏析的耦合模拟,预测的收缩腔形状与实验相符。结果表明:Fe-0.3%C合金铸锭凝固过程中,在热-溶质浮升力影响的基础上,考虑凝固收缩后,预测的铸锭顶部正偏析最大值减少了4.78%。铸锭顶端界面的换热,会减轻铸锭顶端正偏析。耦合热-溶质浮升力及凝固收缩影响,顶端与环境换热系数为h=2.0 W/(m^(2)·K)的铸锭上部溶质分布更符合文献实验测量结果。在热-溶质浮升力影响的基础上,考虑凝固收缩增强了糊状区内溶质浮力影响,致使铸锭凝固前沿主流股旋流方向更快反转,熔钢流速超过仅考虑热-溶质浮升力时的流速,从而加快了铸锭凝固速率。本模型预测的铸锭底端负偏析小于文献实验结果,这是由于本模型仅考虑了液-柱状晶混相,进一步的模型中需加入等轴晶粒沉降的影响。

关键词： Fe-C合金凝固收缩宏观偏析界面追踪动网格

附着生物汞甲基化及其对水环境甲基汞归趋的影响

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化学进展 2024年第5期36卷 771-782页

作者：陈哲向玉萍阴永光刘艳伟陈路锋梁勇王定勇蔡勇江汉大学环境与健康学院武汉430056 中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室北京100085 中国科学院生态环境研究中心环境纳米技术与健康效应实验室北京100085 西南大学资源环境学院重庆400715 美国佛罗里达国际大学化学与生物化学系迈阿密33199

汞是一种重要的全球性污染物。水环境是汞重要的汇,也是汞甲基化和生物累积最重要的场所。作为最重要的初级生产者之一,附着生物广泛存在于湖泊、湿地、溪流等水环境中。相较于底泥和水柱,附着生物具有增强的汞甲基化潜势,是水环境中甲... 详细信息

汞是一种重要的全球性污染物。水环境是汞重要的汇,也是汞甲基化和生物累积最重要的场所。作为最重要的初级生产者之一,附着生物广泛存在于湖泊、湿地、溪流等水环境中。相较于底泥和水柱,附着生物具有增强的汞甲基化潜势,是水环境中甲基汞的重要来源以及汞进入食物链的关键途经。附着生物具有多层次的微生物结构及功能复杂性,不同物种间的相互作用使其内部具有明显的氧化还原梯度,形成有利于汞甲基化的缺氧微环境。一方面,附着生物中的藻类和细菌可从周围水体中富集无机汞,为汞甲基化提供充足的底物。另一方面,附着生物中富含多种藻类、细菌等的代谢分泌物,其官能团(如巯基)可调控无机汞的赋存形态并增强其生物有效性。另外,不同微生物之间的代谢物共享可增强汞甲基化细菌的丰度和代谢活性,从而促进甲基汞的生成。附着生物中汞甲基化机制及生物累积的研究可为深入理解水环境中甲基汞的来源及归趋,准确评估汞污染与环境风险提供科学依据与数据支持。

关键词：汞甲基汞附着生物富集甲基化食物链

基于光注入电流调制弱谐振腔法布里珀罗激光器获取光学频率梳

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光子学报 2024年第5期53卷 169-179页

作者：柳颖东夏光琼樊利张竣珲林恭如刘俊岐吴正茂西南大学物理科学与技术学院重庆400715 微纳结构光电子学重庆市重点实验室重庆400715 西南大学电子信息工程学院重庆400715 台湾大学电机工程学系中国台北10617 中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室北京100083

提出了一种基于电流调制弱谐振腔法布里珀罗激光器在外部光注入下产生光学频率梳的方案,实验研究了关键参量对所产生的光学频率梳性能的影响。在该方案中,首先采用频率为1.6 GHz(激光器弛豫振荡频率)、功率为19 dBm的正弦信号直接电流... 详细信息

提出了一种基于电流调制弱谐振腔法布里珀罗激光器在外部光注入下产生光学频率梳的方案,实验研究了关键参量对所产生的光学频率梳性能的影响。在该方案中,首先采用频率为1.6 GHz(激光器弛豫振荡频率)、功率为19 dBm的正弦信号直接电流调制弱谐振腔法布里珀罗激光器,使其进入增益开关状态;进一步引入单光注入以及双光注入以获取高性能光学频率梳。实验研究结果表明:采用单光注入时,在合适的注入光功率条件下,连续变化注入光波长可使产生的光学频率梳的中心波长在1525~1560 nm内实现连续调谐。光学频率梳的梳线数目呈现周期性变化,变化周期为激光器的纵模间距0.28 nm(35 GHz);在给定注入光波长条件下,逐渐增加注入光功率,光学频率梳的梳线数目先在一个较高水平附近振荡,然后急剧下降,最后趋于平缓,而光学频率梳的载噪比呈现先增加后饱和的趋势;在优化单光注入参数条件下,获得了梳线功率在10 dB变化范围内包含49根梳线的光学频率梳。引入额外的注入光构建双光注入,在优化的参数条件下,获得了梳线功率在10 dB变化范围内包含92根梳线的光学频率梳。最后,对单光注入和双光注入以及不同注入波长间距的双光注入所产生的光学频率梳各梳齿之间的相干性进行了分析,发现各种光注入方式下所产生的光学频率梳各梳齿之间均具有强的相干性,其拍频信号中基频的单边带相位噪声均处于−125.0 dBc/Hz@10 kHz左右的水平。

关键词：弱谐振腔法布里珀罗激光器光学频率梳电流调制增益开关光注入

Al和Cr协同作用提高核用高强钢耐水蒸气氧化性能

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金属学报 2024年第3期60卷 357-366页

作者：彭祥阳张乐李聪聪侯硕刘迪周建明路广遥蒋虽合中广核研究院有限公司设备研究所深圳518000 北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083

前期研发的Fe-Ni-Al基超高强度马氏体时效钢表现出了良好的力学和抗辐照性能,然而典型Cr_(2)O_(3)氧化保护膜的耐热钢在轻水反应堆高温高压含水蒸气的服役环境中极易失效,亟待研发兼具抗高温水蒸气氧化、优异力学和抗辐照性能的先进材... 详细信息

前期研发的Fe-Ni-Al基超高强度马氏体时效钢表现出了良好的力学和抗辐照性能,然而典型Cr_(2)O_(3)氧化保护膜的耐热钢在轻水反应堆高温高压含水蒸气的服役环境中极易失效,亟待研发兼具抗高温水蒸气氧化、优异力学和抗辐照性能的先进材料。本工作在前期研发的Fe-Ni-Al系超高强度马氏体时效钢基础上添加不同含量的Cr元素,在保持新型马氏体钢优异力学性能的同时,对其在干燥空气和含水蒸气环境中的氧化性能进行研究。采用非自耗真空电弧炉制备合金铸锭,并对时效处理后的高强钢进行600℃干燥空气和潮湿空气2种环境中的抗氧化性能测试,对氧化后样品的表面和截面形貌进行微观组织表征。结果表明,添加9%Cr后的Fe-13Ni-2.3Al高强钢在600℃空气+10%水蒸气的气氛中氧化100 h的平均单位面积增重仅为0.1 mg/cm^(2),是添加5%Cr的Fe-13Ni-2.3Al高强钢和Fe-18Ni-3Al马氏体时效钢的1/50。对氧化后高强钢微观组织表征分析表明,在Al和Cr元素协同作用下,Fe-13Ni-9Cr-2.3Al高强钢在600℃空气+10%水蒸气条件下表面自发形成了富Fe、Cr、Al的复合氧化膜,提高了抗高温水蒸气氧化性能,其中Cr通过第三组元效应降低氧化物膜-基体界面氧分压,从而促进在高温水蒸气条件下在基体表面形成致密连续的富Al氧化膜。

关键词：超高强度钢水蒸气氧化氧化膜第三组元效应协同效应

经由N-硼基酰胺中间体的酰胺高效转化合成腈类化合物

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有机化学 2024年第2期44卷 638-643页

作者：李洋董亚楠李跃辉中国科学院兰州化学物理研究所苏州实验室羰基合成与选择氧化国家重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049

以HBpin为硼基化试剂和脱氧剂,以CsF为催化剂实现了伯酰胺的脱水转化,以良好到优秀的产率制备了多种腈类化合物.该方法操作简便,克级放大实验目标产物的产率为96%,且催化体系对多种官能团,如卤素、三氟甲基、杂环和氨基等表现出良好的... 详细信息

以HBpin为硼基化试剂和脱氧剂,以CsF为催化剂实现了伯酰胺的脱水转化,以良好到优秀的产率制备了多种腈类化合物.该方法操作简便,克级放大实验目标产物的产率为96%,且催化体系对多种官能团,如卤素、三氟甲基、杂环和氨基等表现出良好的兼容性,结果表明该方法具有较好的应用潜力.机理研究表明原位生成N-硼基酰胺中间体和氢气释放是反应顺利发生的关键,生成热力学稳定的硼酸酐和腈类产物是这个形式上的酰胺脱水反应的驱动力.

关键词：氟化铯催化伯酰胺腈硼烷

均匀滑移模型在海啸预警中的应用——以2021年M_(w)8.2 Alaska地震为例

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地球科学 2024年第2期49卷 500-510页

作者：朱艺帆安超上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院水动力学教育部重点实验室上海200240

为了保证海啸预警的时效性,复杂的地震震源经常被简化为均匀滑移模型来预测海啸波.虽然均匀滑移模型已经被广泛使用,但其在实际事件中预测海啸波的准确性并未得到全面的评估和认可.对2021年M_(w)8.2 Alaska地震构建了有限断层模型(finit... 详细信息

为了保证海啸预警的时效性,复杂的地震震源经常被简化为均匀滑移模型来预测海啸波.虽然均匀滑移模型已经被广泛使用,但其在实际事件中预测海啸波的准确性并未得到全面的评估和认可.对2021年M_(w)8.2 Alaska地震构建了有限断层模型(finite-fault model)和多种均匀滑移模型,并对海啸波的预测误差进行对比分析.有限断层模型显示,2021年Alaska地震的同震滑移分布在15~40 km的深度范围内,震源周围的最大滑移约为6 m.另外,通过全局搜索得到的最优均匀滑移模型对海啸波的预测与有限断层模型非常接近,都与观测波形符合良好;两种位于gCMT中心、但采用不同标度关系(scalingrelation)的均匀滑移模型给出了几乎一致的远场波形.对此次地震海啸的研究结果表明,均匀滑移模型对海啸波的最佳预测能力与有限断层模型相当,根据gCMT中心和标度关系构造的均匀滑移模型对远场海啸预警比较可靠,且不同标度关系对远场波形预测无显著影响.

关键词：海啸预警均匀滑移模型海啸反演 2021年Alaska地震天然地震