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分子印迹表面增强拉曼散射传感器的构建与应用

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科学通报 2024年第11期69卷 1429-1446页

作者：陈璇温宇浩周娜曹晓林 Maryam Arabi 纪灵张志阳陈令新李金花中国科学院烟台海岸带研究所山东省海岸带环境工程技术研究中心中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东省海岸带环境过程重点实验室烟台264003 烟台大学生命科学学院烟台264006 中国科学院大学海洋学院北京100049 国家海洋局烟台海洋环境监测中心站烟台264006 滨州医学院药学院烟台264003

分子印迹表面增强拉曼散射(MI-SERS)传感器,将具有构效预定性、识别特异性和应用普遍性的分子印迹聚合物(MIPs)作为识别元件,结合表面增强拉曼散射(SERS)光谱检测技术的指纹识别、无损、高灵敏和快速的优良特性,提高了传感器的分析性能... 详细信息

分子印迹表面增强拉曼散射(MI-SERS)传感器,将具有构效预定性、识别特异性和应用普遍性的分子印迹聚合物(MIPs)作为识别元件,结合表面增强拉曼散射(SERS)光谱检测技术的指纹识别、无损、高灵敏和快速的优良特性,提高了传感器的分析性能,为复杂基质痕量分析提供了新方法.MI-SERS传感器凭借高效、精确、无损等成为新兴的研究热点,在环境监测、食品安全、生物医药等领域显示了广阔的发展前景.本文综述了MI-SERS传感器构建与应用的新进展.首先,介绍了基本的传感机理,以及根据使用场景、操作过程和检测模式进行的结构分类.然后,从MIPs制备策略和SERS基底改良入手,阐述了提高传感器性能的印迹策略和条件优化方法,并探讨了传感器的即时检验应用.最后,提出了MI-SERS传感器在稳定性、增强机理、普适性、绿色可持续性方面可能面临的挑战,展望了其构建和应用前景.

关键词：分子印迹表面增强拉曼散射传感器构建策略

基于综合赋权和TOPSIS模型的山东省水资源承载力动态评价

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资源科学 2024年第3期46卷 538-548页

作者：姜德娟余灏哲李丽娟中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室烟台264003 陕西理工大学人文学院汉中723001 中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环与地表过程重点实验室北京100101 山东省海岸带环境过程重点实验室烟台264003

[目的]山东省GDP稳居全国前列,战略地位十分重要,然而水资源短缺一直严重制约着经济社会的快速发展。水资源承载力作为水资源刚性约束的重要体现,对其研究是区域经济社会可持续发展的迫切需求[方法]本文结合综合赋权法和TOPSIS模型对201... 详细信息

[目的]山东省GDP稳居全国前列,战略地位十分重要,然而水资源短缺一直严重制约着经济社会的快速发展。水资源承载力作为水资源刚性约束的重要体现,对其研究是区域经济社会可持续发展的迫切需求[方法]本文结合综合赋权法和TOPSIS模型对2011-2020年山东省16个地市的水资源承载能力进行定量评价,并探讨水资源承载力在不同水平年的分布特征,最后应用障碍度模型对水资源承载力障碍因子进行诊断。[结果]①2011-2020年,山东省水资源承载力呈先下降后上升的趋势,但总体较低(0.39);其在丰水年最高(0.68)、枯水年最低(0.19)。②空间上,水资源承载力表现出明显的区域差异。从多年平均状况来看,全省水资源承载力总体较差,即使水资源承载力最高的济南市也仅0.51,威海市更是低至0.24。从不同水平年来看,丰水年大部分地市水资源承载力偏高,而鲁西北地区和烟台市较低(所有地市水资源承载力均较低(生态用水率、地表水资源占比、废水排放量是水资源承载力的主要障碍因子,尤其水资源禀赋是制约水资源承载力提升的最大障碍。[结论]针对全省水资源匮乏及水资源承载力较弱的特点,开源节流和提质增效是当前及未来山东省生态优先保护和经济社会高质量发展的关键。

关键词：水资源承载力综合赋权 TOPSIS模型障碍度模型山东省

南黄海水体中溴代阻燃剂的时空分布与生态风险评估

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地球化学 2024年

作者：陈亦洋王奥博唐建辉中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东省海岸带环境过程重点实验室中国科学院大学日本爱媛大学

随着城市化和工业化进程的加快，中国成为世界上最大的溴代阻燃剂（BFRs）生产和使用国。江苏是我国重要的BFRs生产基地，江苏邻近的南黄海接收了大量陆源排放物，对海洋生态系统健康带来一定危害。但目前对BFRs在水体中污染水平关... 详细信息

随着城市化和工业化进程的加快，中国成为世界上最大的溴代阻燃剂（BFRs）生产和使用国。江苏是我国重要的BFRs生产基地，江苏邻近的南黄海接收了大量陆源排放物，对海洋生态系统健康带来一定危害。但目前对BFRs在水体中污染水平关注较少，在中国黄海海域更是鲜有报道。本文以南黄海水体中溴代阻燃剂为研究对象，分别于2019年6月（春夏季）、8月（夏季）和11月（秋季）采集南黄海海域的表层和底层海水样品，利用气相色谱–质谱联用仪分析了水体中15种BFRs，研究它们的污染水平、单体组成和时空分布特征，评估它们的生态风险。结果表明，黄海水体中总多溴联苯醚(∑8PBDEs)的浓度范围为n.d.～91.86 pg/L，均值为6.32±12.99 pg/L; 总新型溴代阻燃剂(∑7NBFRs)的浓度范围为0.13～93.85 pg/L，均值为14.03±17.90 pg/L。从相态分配来看， 90%以上BFRs富集在颗粒相中; 从化合物组成来看，十溴联苯醚（BDE209）和十溴二苯乙烷（DBDPE）为主要的单体化合物。南黄海水体中BFRs的季节变化表现为6月>8月>11月，其中BDE209浓度均值分别为9.86±20.67 pg/L、5.00±3.57 pg/L和2.87±3.08 pg/L; DBDPE浓度均值分别为21.06±21.98 pg/L、12.12±17.41 pg/L和5.17±4.99 pg/L。水平分布上总体表现出近岸高、远岸低的分布特征，河流输入是南黄海水体中BFRs的主要来源，黄海南部海域受长江输入影响显著; 垂直分布上8月与11月黄海表底水层间呈现出极为相似的分布特征，没有明显的浓度差异，与潮混合锋的存在阻挡了近岸高浓度污染物向远岸扩散有关。根据风险熵值法估算水体中PBDEs的生态风险，结果表明，南黄海中PBDEs风险水平主要来自于BDE209，并且整体上对水生生物的生态风险很低。

关键词：海水溴代阻燃剂分布特征生态风险黄海

基于MODIS数据的中国东部地区海陆温差时空变化特征

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生态学报 2024年

作者：董丽洁王晓利桂峰侯西勇浙江海洋大学海洋科学与技术学院中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东省海岸带环境过程重点实验室中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院烟台海岸带研究所

海陆温差是海-陆间热力对比的重要表征，对区域乃至全球气候产生重要影响。本文基于2001—2021年MODIS遥感数据，研究了中国东部地区地表温度、海表温度以及海陆温差的时空变化及区域差异特征。结果表明：2001—2021年中国东部地区地表... 详细信息

海陆温差是海-陆间热力对比的重要表征，对区域乃至全球气候产生重要影响。本文基于2001—2021年MODIS遥感数据，研究了中国东部地区地表温度、海表温度以及海陆温差的时空变化及区域差异特征。结果表明：2001—2021年中国东部地区地表温度和海表温度均呈显著上升趋势，上升幅度分别为0.34℃/10a和0.32℃/10a；夜间地表温度和海表温度的上升态势更突出；各季节中，冬季地表温度和夏季海表温度增幅最大，分别达0.45℃/10a和0.43℃/10a(P中国东部地表温度总体呈南高北低的格局特征，海表温度则表现出从东北向西南递增、近岸低于远岸的特征。研究时段内，中国东部地区海陆温差通常为负值，海表温度总体高于地表温度，且离海岸线越近的缓冲区范围内海陆温差越小；100 km、200 km和300 km缓冲区范围内年际海陆温差总体呈减小趋势，其中100 km缓冲区范围内的降幅最大；各季节中，春季和冬季海陆温差呈减小趋势，夏季和秋季的呈增大趋势；空间上，以30°N为界，以北和以南区域的海陆温差分别呈减小和增大趋势。

关键词： MODIS 地表温度海表温度海陆温差时空特征

大连市PM中水溶性离子污染特征及高酸度成因

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环境科学 2024年

作者：杨萌刘畅王笑欢刘莲莲张明明曹姗姗阎守政孙泽宇田崇国中国科学院海洋大科学中心中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东省海岸带环境过程重点实验室中国科学院大学辽宁省大连生态环境监测中心

为更加深入地了解大连市细颗粒物(PM2.5)及其水溶性离子(WSI)的污染状况及影响因素，进行霾、酸雨等污染事件的精准管控，于2021年6月至2022年5月在大连市进行PM2.5样品的采集，分别采用重量法和离子色谱法测定了PM2.5和WSI的浓度，分... 详细信息

为更加深入地了解大连市细颗粒物(PM2.5)及其水溶性离子(WSI)的污染状况及影响因素，进行霾、酸雨等污染事件的精准管控，于2021年6月至2022年5月在大连市进行PM2.5样品的采集，分别采用重量法和离子色谱法测定了PM2.5和WSI的浓度，分析其污染特征和来源，并探讨了春季PM2.5高酸度的成因。结果表明，采样期间大连市ρ(PM2.5)及其ρ(WSI)年均值分别为(33.24±28.87)μg·m-3和(18.66±20.52)μg·m-3，二次离子(SNA，即SO42－、NO3－和NH4+)在WSI中占比最高[(86.2±9.3)%]。受到气象条件和秋末至春初集中采暖期燃煤排放的影响，PM2.5及其WSI季节变化大小为：冬季＞春季＞秋季＞夏季，SNA则为春季最高。相关性和主成分分析结果表明，PM2.5中的WSI主要来自大气中SO2和NO2的二次转化、燃烧和扬尘混合源以及沙尘和海盐源。燃烧源在夏季主要为生物质燃烧，秋冬春则以燃煤为主；秋季到冬季风向的变化带来海盐源向土壤沙尘源的转变，与西北风有关的外来污染输送则导致春季WSI来源较为复杂。ISORROPIA-II模型模拟得到NH4NO3是大连市PM2.5中存在最多的固体气溶胶形态，其次是CaSO4和(NH4)2SO4；PM2.5在夏秋冬三季pH值均接近中性，春季则明显呈酸性(2.03±3.18)。春季的高酸度与低温高湿和高SNA浓度带来较高的气溶胶含水量及气－粒转化程度，最终形成贫氨环境有关。后向轨迹和PSCF结果表明，春季高酸度PM2.5的外来输送主要来自西北(45.0%)和西南(40.8%)方向，前者主要与城市机动车和港口船舶排放有关，后者则受到相对较强的燃煤和工业源的影响。

关键词：大连市 PM 水溶性离子(WSI) 来源解析气溶胶酸度

基于电化学传感的海水碳循环要素多参数同时检测系统的研制

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分析化学 2024年第5期52卷 645-652页

作者：刘晓琳廖志博韩京龙江天甲秦伟烟台大学环境与材料工程学院中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东省海岸带环境过程重点实验室康复大学康复科学与工程学院青岛海洋科技中心海洋生物学与生物技术功能实验室中国科学院海洋大科学研究中心

基于全固态聚合物膜离子选择性电极和丝网印刷技术，构建了以NiCo2S4材料为离子-电子转导层的芯片式全固态聚合物膜离子选择性电极阵列，并基于此研制了一种便携式海水碳循环要素同时分析系统，实现了对海水中钙离子(Ca2+)、碳酸根离子(... 详细信息

基于全固态聚合物膜离子选择性电极和丝网印刷技术，构建了以NiCo2S4材料为离子-电子转导层的芯片式全固态聚合物膜离子选择性电极阵列，并基于此研制了一种便携式海水碳循环要素同时分析系统，实现了对海水中钙离子(Ca2+)、碳酸根离子(CO32–)和p H值的同时测定。此分析系统检测海水基体中Ca2+和CO32–的线性响应浓度范围分别为1.0×10–5～1.0×10–1mol/L和3.2×10–5～1.9×10–3mol/L，检测p H值的线性范围为pH 5～9。本方法连续测定的相对标准偏差小于2.5%，单个样品全程分析时间少于15 min，测定结果和比测设备结果的相对偏差小于2.0%。此电化学传感器系统已成功应用于实际海水样品分析。

关键词：电化学传感器碳循环要素海水分析多参数检测聚合物膜离子选择性电极

基于核酸适配体的麻痹性贝类毒素生物传感器研究进展

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海洋通报 2024年

作者：李敬慧周迎秦伟中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东省海岸带环境过程重点实验室中国科学院大学青岛海洋科技中心海洋生物学与生物技术功能实验室

麻痹性贝类毒素（Paralytic Shellfish Toxins， PSTs）是全球近海污染中分布最广、危害最大的一类藻毒素，严重威胁海洋生态安全和人类健康，快速灵敏地检测环境和海产品中的PSTs至关重要。目前常用的检测方法存在仪器设备昂贵、操作... 详细信息

麻痹性贝类毒素（Paralytic Shellfish Toxins， PSTs）是全球近海污染中分布最广、危害最大的一类藻毒素，严重威胁海洋生态安全和人类健康，快速灵敏地检测环境和海产品中的PSTs至关重要。目前常用的检测方法存在仪器设备昂贵、操作步骤繁琐、检测耗时长等问题，不能满足现场快速检测的需求。基于核酸适配体的生物传感器因其具有操作简单、灵敏、便携等优点，在PSTs检测方面展现出良好的应用前景。本文系统综述了近年来PSTs核酸适配体传感器的研究进展，介绍了基于不同信号转导机制的PSTs检测手段，探讨了核酸适配体技术用于PSTs检测的发展趋势，为进一步开发核酸适配体传感器用于PSTs检测提供参考。

关键词：海洋生态安全核酸适配体麻痹性贝类毒素电化学传感光学传感

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响应型荧光探针检测神经递质的研究进展

分析测试学报 2024年第1期43卷 107-117页

作者：付信悦张良伟刘姝菂李金花陈令新中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东省海岸带环境工程技术研究中心山东烟台264003 烟台大学化学化工学院山东烟台264005 中国科学院大学北京100049

神经递质是一类在神经系统中起重要作用的化学物质,其异常表达与多种神经系统疾病相关。荧光探针因高选择、高灵敏和可视化特性在众多神经递质检测方法中具有突出优势。该文主要综述了2019年以来响应型荧光探针在神经递质检测方面的新进... 详细信息

神经递质是一类在神经系统中起重要作用的化学物质,其异常表达与多种神经系统疾病相关。荧光探针因高选择、高灵敏和可视化特性在众多神经递质检测方法中具有突出优势。该文主要综述了2019年以来响应型荧光探针在神经递质检测方面的新进展,介绍了6类神经递质,包括胆碱类、生物胺类、氨基酸类、神经肽类、嘌呤类以及气体信号分子。在分析各类神经递质结构和反应特点的基础上,介绍了相应探针的设计思路和反应机理。这些研究为神经递质的精确检测提供了重要的方法和理论支持,有望在神经系统疾病的早期诊断和治疗中发挥关键作用。最后展望了响应型荧光探针未来的发展趋势。

关键词：荧光探针神经递质胆碱生物胺氨基酸神经肽嘌呤气体

模拟降雨量变化对土壤呼吸的影响：进展与展望

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应用生态学报 2024年

作者：李新鸽朱连奇朱文博韩广轩河南大学地理与环境学院中国科学院烟台海岸带研究所/中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东省海岸带环境过程重点实验室中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站

土壤呼吸是土壤碳库向大气转移的主要途径，气候变化下全球降雨模式的改变已对其产生了深刻的影响。在现阶段，国内外普遍采用两种主要方法研究降雨变化对土壤呼吸的影响，即控制变量法和野外模拟降雨量变化试验。然而，由于土壤特性、... 详细信息

土壤呼吸是土壤碳库向大气转移的主要途径，气候变化下全球降雨模式的改变已对其产生了深刻的影响。在现阶段，国内外普遍采用两种主要方法研究降雨变化对土壤呼吸的影响，即控制变量法和野外模拟降雨量变化试验。然而，由于土壤特性、植被类型和降雨幅度的多样性，模拟降雨对土壤呼吸影响的结论存在较大的不一致性。本文对国内外关于模拟降雨量变化对土壤呼吸的影响研究进行了综述，分析了土壤呼吸对模拟降雨量变化的响应模式，指出土壤呼吸对模拟降雨量变化的响应取决于降雨处理下土壤水分是否达到最适条件；重点阐述了土壤呼吸对增减雨处理的响应模式主要包括对称性和非对称性（负非对称和正非对称）响应，指出减雨处理下植物和土壤微生物对干旱胁迫的适应以及增雨处理下土壤氧气限制、有机底物的减少是土壤呼吸响应由对称性转向非对称性的主要内在机制；随处理年限的增加，外界气候条件会与降雨处理产生累加或缓冲效应，引起的水热条件变化改变了梯度降雨变化下土壤呼吸的敏感性。最后为了准确评估降雨量变化对陆地生态系统土壤碳库的影响，提出了未来需要重点关注的3个方面：1）关注土壤呼吸随梯度降雨处理的非对称响应中存在的“阈值效应”；2）区分土壤呼吸组分中自养和异养呼吸响应模拟降雨量变化的内在机制；3）重视未来降雨极端变异对土壤呼吸影响的内在机制。总之，随着未来全球降雨模式变异的不断加剧，借助野外长期模拟降雨量变化试验结果厘清土壤呼吸过程对降雨量变化响应的内在机制，可为准确预测和评估未来全球变化背景下土壤碳循环过程与碳收支的变化趋势提供科学依据。

关键词：土壤呼吸降雨量变化气候变化土壤水分