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CaSH分子高精度电子结构计算及用于激光制冷目标分子的理论分析

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物理学报 2024年第2期73卷 137-144页

作者：冯卓索兵兵韩慧仙李安阳西北大学现代物理研究所陕西省理论物理前沿重点实验室西安710127 西北大学物理学院西安710127 西北大学化学与材料科学学院西安710127

作为非对称多原子分子制冷的一个重要目标分子,CaSH的冷却有望打破双原子分子及线性三原子分子在激光冷却中的技术局限.本文使用高精度的EA-EOM-CCSD(electron attachment equation-of-motion coupled cluster singles and doubles)方法... 详细信息

作为非对称多原子分子制冷的一个重要目标分子,CaSH的冷却有望打破双原子分子及线性三原子分子在激光冷却中的技术局限.本文使用高精度的EA-EOM-CCSD(electron attachment equation-of-motion coupled cluster singles and doubles)方法,通过cc-pVXZ/cc-pCVXZ(X=T,Q)系列基组外推至基组极限,得到了CaSH基态和3个最低激发态精确的几何结构及基态到激发态的跃迁能.其中,基态X^(2)A′几何结构参数分别为RCaS=2.564A;RSH=1.357A;∠CaSH=91.0°;从X^(2)A′到A^(2)A′,B^(2)A"和C^(2)A′的垂直激发能分别为1.898,1.945和1.966 eV,与已有实验符合得很好.进一步,在3ζ级别基组上,计算了该分子4个最低电子态的势能面,并通过求解核运动方程给出CaS键伸缩、CaSH弯曲两个振动模的频率.最后,理论计算给出的X^(2)A′(0,0,0)态到激发态A^(2)A′(0,0,0),B^(2)A"(0,0,0)和C^(2)A′(0,0,0)跃迁的Frank-Condon(FC)因子分别为0.9268,0.9958和0.9248.结合Frank-Condon因子和激发态寿命分析,本文给出了可能用于CaSH冷却的光学循环,为CaSH的激光冷却提供了理论参考.

关键词：激光冷却激发态 Franck-Condon因子光学循环

氨基/五氟苯基双功能化磁性三组分共价有机骨架的制备及其在氟苯甲酸类物质吸附中的应用

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色谱 2024年

作者：王跃霖林茜高静楠申纪伟卫引茂王超展合成与天然功能分子教育部重点实验室西北大学化学与材料科学学院

氟苯甲酸类物质（FBAs）是合成许多药物、农用化学品和其他有机化合物的重要中间体，同时也被用作水示踪剂。FBAs作为地下水示踪剂具有环境友好、不会在地层中自然存在、性质稳定、地层吸附量小、用量少以及种类多且彼此间无干扰等优点... 详细信息

氟苯甲酸类物质（FBAs）是合成许多药物、农用化学品和其他有机化合物的重要中间体，同时也被用作水示踪剂。FBAs作为地下水示踪剂具有环境友好、不会在地层中自然存在、性质稳定、地层吸附量小、用量少以及种类多且彼此间无干扰等优点，因此FBAs作为示踪剂的应用不断扩大。在采用FBAs追踪地层水运动时，由于地层水基质复杂且FBAs浓度低，直接分析较为困难，因此对复杂基质中FBAs进行样品预处理十分重要。本研究采用多元（MTV）策略，以2,4,6-三甲酰基间苯三酚（Tp）、3,3′-二羟基联苯胺（DHB）、3,3′-二硝基联苯胺（DNB）为构筑基元，通过希夫碱反应制备了一系列不同羟基/硝基比例的三组分共价有机骨架（COF）[Tp-DHBxDNB（1-x）]（x=0、0.25、0.5、0.75、1）。再通过合成后修饰，得到氨基/五氟苯基双功能化COF，即氟亲和/阴离子交换/反相混合模式吸附剂COF-PFBx-NH2（1-x）。通过考察COF-PFBx-NH2（1-x）对FBAs的吸附性能，筛选出COF-PFB0.5-NH2（0.5）用于FBAs的吸附。为了便于将材料从溶液中分离，以Fe3O4纳米粒子为核，采用原位生长法制备了氨基/五氟苯基双功能化磁性三组分共价有机骨架吸附剂(Fe3O4@COF-PFB0.5-NH2（0.5）)，通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱及傅里叶变换红外光谱等表征，证明了该材料的成功制备。Fe3O4@COF-PFB0.5-NH2（0.5）对4-氟苯甲酸（4-FBA）、2,3,4-三氟苯甲酸（2,3,4-TFBA）、2,3,4,5-四氟苯甲酸（2,3,4,5-Tetra-FBA）和3,5-双三氟甲基苯甲酸（3,5-BTF-MA）的最大吸附容量分别为73.5、64.9、38.4和253mg/g。重复使用5次后，其吸附效果保持良好。在最佳吸附条件下，Fe3O4@COF-PFB0.5-NH2（0.5）对模拟地层水中4-FBA、2,3,4-TFBA、2,3,4,5-Tetra-FBA和3,5-BTFMA的吸附率分别为85.7%、86.5%、94.9%和82.4%，表明Fe3O4@COF-PFB0.5-NH2（0.5）在实际样品中FBAs的分离富集方面具有很大的应用潜力。

关键词：多元策略三组分共价有机骨架磁性固相萃取合成后修饰氟苯甲酸高效液相色谱

峡东寒武纪第二期三管缠绕形壳Anabarites ***的螺旋手性

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地质学报 2024年第7期98卷 2025-2040页

作者：彭佳欣赵晓芳郭俊锋强亚琴宋祖晨孙洁韩健长安大学地球科学与资源学院西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室陕西西安710054 西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室陕西省早期生命与环境重点实验室陕西西安710069

在现生生物和化石记录中螺旋手性十分常见,然而,其发生机制一直悬而未决,尤其是寒武纪早期小壳化石。阿纳巴管类(anabaritids)是一类广布于寒武纪纽芬兰世地层中呈明显三辐射对称的管状化石,前人对该类化石中螺旋扭转属种的研究大多仅... 详细信息

在现生生物和化石记录中螺旋手性十分常见,然而,其发生机制一直悬而未决,尤其是寒武纪早期小壳化石。阿纳巴管类(anabaritids)是一类广布于寒武纪纽芬兰世地层中呈明显三辐射对称的管状化石,前人对该类化石中螺旋扭转属种的研究大多仅限于形态描述,其手性机制讨论甚少。本文依托湖北宜昌寒武系纽芬兰统岩家河组中111枚右手螺旋手性的小壳化石——Anabarites ***,探讨该类化石右手螺旋模式生长机制,认为螺旋扭转原因并非外部环境所致(水流变化、埋藏作用、科里奥利力),而应从生物自身因素(功能形态学、分子发育生物学)出发探究其固定的右旋不对称性机制。

关键词：螺旋手性功能形态学分子发育生物学 Anabarites cf.tripartitus 寒武系第二阶

激光诱导击穿光谱结合随机森林的稀土矿石中钪元素定量分析

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中国激光 2024年第2期51卷 171-179页

作者：周嘉俊李茂刚张天龙汤宏胜李华合成与天然功能分子教育部重点实验室西北大学化学与材料科学学院陕西西安710127 西安石油大学化学化工学院陕西西安710065

钪(Sc)被广泛用于固体氧化燃料电池、陶瓷材料、催化剂与轻质高温合金等的制造,是不可或缺的重要战略资源,稀土矿石中Sc元素的定量分析对于稀土矿的勘探、开采具有重要意义。笔者提出了一种基于激光诱导击穿光谱(LIBS)结合随机森林(RF)... 详细信息

钪(Sc)被广泛用于固体氧化燃料电池、陶瓷材料、催化剂与轻质高温合金等的制造,是不可或缺的重要战略资源,稀土矿石中Sc元素的定量分析对于稀土矿的勘探、开采具有重要意义。笔者提出了一种基于激光诱导击穿光谱(LIBS)结合随机森林(RF)算法的稀土矿石样品中Sc元素定量分析的方法。首先,考察了不同光谱预处理方法对RF校正模型预测性能的影响;然后,利用变量重要性测量(VIM)进行RF校正模型输入变量的选择与优化。为了进一步验证VIM-RF模型的预测性能,将其与标准曲线法、偏最小二乘(PLS)以及基于波段选择的RF模型进行了比较。最后,在最优化的光谱预处理(WT)和VIM阈值(阈值为0.016)等条件下,建立了基于小波变换结合VIM的RF校正模型。结果表明,VIM-RF校正模型表现出了良好的预测性能:R_(CV)^(2)为0.9981,RMSE_(CV)为0.0430 mg/kg,MRE_(CV)为0.0047,R_(P)^(2)为0.9993,RMSE_(P)为0.4964 mg/kg,MRE_(P)为0.0481。因此,LIBS技术结合RF算法可以有效实现稀土矿石中稀土元素Sc的定量分析,可为稀土矿石的品位分析与精准开采提供借鉴。

关键词：光谱学激光诱导击穿光谱稀土矿石定量分析随机森林变量选择

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电化学发光化学与生物传感方法

中国科学:化学 2024年第10期54卷 1670-1688页

作者：漆红兰李延张成孝陕西省生命分析化学重点实验室陕西师范大学化学化工学院合成与天然功能分子化学教育部重点实验室西北大学化学与材料科学学院

本文重点介绍了本实验室在电化学发光(ECL)化学与生物传感方法方面的研究工作,简要介绍了ECL化学传感方法(流动注射法、能量转移法和偶合化学反应法),重点介绍了ECL生物传感方法(均相免疫、DNA杂交、适配体、凝集素、DNA酶、寡肽等)测... 详细信息

本文重点介绍了本实验室在电化学发光(ECL)化学与生物传感方法方面的研究工作,简要介绍了ECL化学传感方法(流动注射法、能量转移法和偶合化学反应法),重点介绍了ECL生物传感方法(均相免疫、DNA杂交、适配体、凝集素、DNA酶、寡肽等)测定生物标志物的基本原理(包括ECL信号探针的设计、生物传感界面构筑和信号放大策略等),最后探讨了ECL化学与生物传感方法的挑战和发展前景.

关键词：电化学发光生物传感生物标志物分子识别物质

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新型冠状病毒抗体和小分子抑制剂的研究现状

生物化学与生物物理进展 2024年第4期51卷 754-771页

作者：武昕于汉杰包晓娟王雨姿李铮西北大学生命科学学院功能糖组学实验室西安710069

世界卫生组织已宣布新型冠状病毒感染(coronavirus disease 2019,COVID-19)的爆发为全球大流行。中和抗体和小分子抑制剂在预防及治疗COVID-19中发挥重要作用。尽管已开发出了多种中和抗体以及疫苗,但是随着病原体严重急性呼吸综合征冠... 详细信息

世界卫生组织已宣布新型冠状病毒感染(coronavirus disease 2019,COVID-19)的爆发为全球大流行。中和抗体和小分子抑制剂在预防及治疗COVID-19中发挥重要作用。尽管已开发出了多种中和抗体以及疫苗,但是随着病原体严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)的不断变异,现有的抗体及疫苗面临巨大的挑战。小分子抑制剂主要通过干扰病毒与宿主的结合以及病毒自身的复制达到消灭病毒以及抑制病毒感染的作用,并且对SARS-CoV-2突变株具有广谱抑制作用,是当前研究的热点。近年来国内外学者对SARS-CoV-2的小分子抑制剂做了大量的研究工作,本文根据中和抗体识别的抗原表位以及小分子抑制剂的作用机制分别对用于预防及治疗COVID-19的中和抗体和小分子抑制剂进行综述,讨论其研究现状,并展望小分子抑制剂的应用前景,以期为该领域的进一步研究提供参考。

关键词：新型冠状病毒感染严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2 突变株中和抗体小分子抑制剂

N-碘代丁二酰亚胺(NIS)参与的碘化反应最新研究进展

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有机化学 2024年第2期44卷 508-524页

作者：曹同阳李玮王力竞河北大学化学与材料科学学院河北保定071002 药物化学与分子诊断教育部重点实验室河北省化学生物学重点实验室河北保定071002

有机碘化合物是一类非常重要的功能性分子,其合成研究具有重要意义.鉴于N-碘代丁二酰亚胺(NIS)具有反应活性高、廉价易得和环境友好等优点,一直以来都是碘化反应的优选碘试剂.近年来利用NIS参与的碘化反应制备有机碘化合物有了重要新进... 详细信息

有机碘化合物是一类非常重要的功能性分子,其合成研究具有重要意义.鉴于N-碘代丁二酰亚胺(NIS)具有反应活性高、廉价易得和环境友好等优点,一直以来都是碘化反应的优选碘试剂.近年来利用NIS参与的碘化反应制备有机碘化合物有了重要新进展,引起了极大地关注.综述了这一领域的最新研究进展,主要包括NIS与芳烃/末端炔烃的C—H碘化反应、NIS与不饱和化合物和亲核试剂的碘化双官能团化反应,以及NIS与不饱和化合物的串联碘环化反应.

关键词：碘化反应 N-碘代丁二酰亚胺(NIS) 有机碘化合物

激光诱导击穿光谱结合化学计量学在冶金体系定量分析中的研究进展

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冶金分析 2024年第10期 22-30页

作者：张容玲宋晨佳李又超张天龙汤宏胜李华合成与天然功能分子化学教育部重点实验室西北大学化学与材料科学学院西安石油大学化学化工学院

冶金分析是冶金生产过程中不可缺少的重要环节，同时也是原料选择、冶炼工艺流程控制与产品检验等的重要依据和技术手段。为了适应工艺生产优化的客观需要，冶金工艺面临着提高精确性、分辨率、快速性、连续性、在线性和系统性等的实际... 详细信息

冶金分析是冶金生产过程中不可缺少的重要环节，同时也是原料选择、冶炼工艺流程控制与产品检验等的重要依据和技术手段。为了适应工艺生产优化的客观需要，冶金工艺面临着提高精确性、分辨率、快速性、连续性、在线性和系统性等的实际需求。激光诱导击穿光谱(LIBS)作为一种基于激光的创新型原子发射光谱分析技术，因其具有无需复杂样品预处理、实时在线分析、远程探测、非接触式测量等独特优势，在冶金领域具有广泛的应用前景和发展潜力。传统定量分析方法如标准曲线法、内标法和自由定标法等，在准确度上通常受样品均匀性、基体效应以及自吸收效应等影响，无法满足实际复杂应用场景的高精度定量分析。化学计量学能够从复杂体系多维光谱信号中最大程度地提取特征信息，进而建立适用于冶金领域复杂体系精准定量的分析方法。因此，本文综述了近5年LIBS结合化学计量学方法在矿石与合金材料定量分析方面的研究进展，进一步总结了矿石与合金材料存在的关键问题以及发展趋势。

关键词：激光诱导击穿光谱(LIBS) 化学计量学合金分析矿石分析

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三个大豆ms3雄性不育突变体的等位突变分析

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植物遗传资源学报 2024年第6期25卷 967-977页

作者：朱玉雪黄圆圆徐研付爱根徐敏余君萍西北大学生命科学学院/西部资源与生物技术教育部重点实验室/陕西省生物技术与生化工程重点实验室西安710069

大豆雄性不育系对发挥大豆杂种优势具有重要价值,然而传统的三系杂交存在恢复系来源受限等问题,而环境敏感型细胞核雄性不育系在不同条件下育性可以改变。本文对ms3(Washington)、ms3(Flanagan)和ms3(Plainview)3个独立突变体的表型和... 详细信息

大豆雄性不育系对发挥大豆杂种优势具有重要价值,然而传统的三系杂交存在恢复系来源受限等问题,而环境敏感型细胞核雄性不育系在不同条件下育性可以改变。本文对ms3(Washington)、ms3(Flanagan)和ms3(Plainview)3个独立突变体的表型和突变位点展开了进一步研究,分别进行了不育表型鉴定、高通量测序、分子标记设计及突变位点验证、分析突变对MS3蛋白结构的影响、ms3(Plainview)花药半薄切片等实验。实验结果表明突变体花粉大量败育,只有零星被I_(2)-KI染液染成黑色的不规则花粉粒。高通量测序结果显示,ms3(Washington)和ms3(Flanagan)在MS3第3个外显子的PHD编码区域出现了大片段插入,导致MS3蛋白PHD结构域被破坏,这个等位基因命名为ms3-1;ms3(Plainview)在MS3第1个外显子缺失了一个A,导致移码突变,开放读码框仅编码40个氨基酸,蛋白功能完全丧失,这个等位基因命名为ms3-2。半薄切片结果显示,在花药发育中后期ms3(Plainview)的绒毡层和花粉发育出现异常。综上,本研究的结果为ms3的应用和MS3基因改造提供了材料和依据。

关键词：大豆细胞核雄性不育 MS3 PHD结构域

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