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纤维素发酵中间体选择性制备轻质烯烃（英文）

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第1期 43-56页

作者：娄丹凤张锐罗月会李全新中国科学技术大学化学物理系

定向合成生物基轻烯烃对促进化学工业的可持续发展具有重要意义.本文探究了利用纤维素发酵中间体(丙酮-丁醇-乙醇)选择性地制备轻烯烃的催化过程.该制备包括两步:生物质发酵制备丙酮-丁醇-乙醇和丙酮-丁醇-乙醇在Ce/SAPO-34催化剂表面... 详细信息

定向合成生物基轻烯烃对促进化学工业的可持续发展具有重要意义.本文探究了利用纤维素发酵中间体(丙酮-丁醇-乙醇)选择性地制备轻烯烃的催化过程.该制备包括两步:生物质发酵制备丙酮-丁醇-乙醇和丙酮-丁醇-乙醇在Ce/SAPO-34催化剂表面选择性脱水获取轻烯烃.本文研究了催化剂活性中心和催化剂的稳定性,获得了高的丙酮-丁醇-乙醇转化率(91.9%)和高的烯烃选择性(86.1%).通过对丙酮-丁醇-乙醇中各组分的催化研究,提出了丙酮-丁醇-乙醇合成轻烯烃的反应路径.

关键词：纤维素丙酮-丁醇-乙醇发酵中间体轻烯烃 Ce/SAPO-34催化剂

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读心系统理论之争:双系统还是单系统?

系统科学学报 2024年 1-6页

作者：李鸿锴中国科学技术大学科技哲学系

读心双系统理论的提出是为了解决读心研究中的发展谜题,该理论认为人类具备最小读心系统和完全读心系统两个独立并行的系统,二者之间没有直接的信息流通。然而,这一理论同时也面临着种种挑战,未能有效解决发展谜题。读心单系统理论认为... 详细信息

读心双系统理论的提出是为了解决读心研究中的发展谜题,该理论认为人类具备最小读心系统和完全读心系统两个独立并行的系统,二者之间没有直接的信息流通。然而,这一理论同时也面临着种种挑战,未能有效解决发展谜题。读心单系统理论认为只存在一个读心系统,并借此避免了双系统理论所陷入的困境。单系统理论也可以被视为一种不同形式的双系统理论,其中系统之间是包含与被包含的关系。这导致两个读心系统理论在系统的关系上产生了争论。从心理模块性和向下模块化的角度来看,读心单系统理论要优于读心双系统理论,能对当前读心研究中的现象做出更好的解释。

关键词：读心错误信念测试发展谜题系统理论模块

基于谐振腔的超级陶粲装置注入器束团长度与电荷量监测器设计

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核技术 2024年第10期47卷 49-58页

作者：吕涛王岍罗箐中国科学技术大学国家同步辐射实验室中国科学院大连化学物理研究所中国科学技术大学核科学技术学院

超级陶粲装置（Super Tau Charm Facility,STCF）是前沿的新一代正负电子对撞机，其对高精度、高亮度的要求对加速器技术提出了重大挑战。由于该装置储存环束流寿命极短且动力学孔径较小，为了保证注入效率，需要精确测量注入束团长度... 详细信息

超级陶粲装置（Super Tau Charm Facility,STCF）是前沿的新一代正负电子对撞机，其对高精度、高亮度的要求对加速器技术提出了重大挑战。由于该装置储存环束流寿命极短且动力学孔径较小，为了保证注入效率，需要精确测量注入束团长度及电荷量等参数，从而监测注入过程，这对束流诊断方法及设备提出了更高的要求。基于谐振腔特征模式信号提取直线加速器束流信息的监测技术具备较高的信噪比，且属于非拦截测量，有潜力满足高品质直线加速器的在线高分辨测量需求。本文针对STCF注入器束流参数及测量需求，进行了谐振腔束团长度和电荷量监测器的物理设计与仿真。利用电磁仿真软件CST(Computer Simulation Technology)建模设计了两个Pill-Box型谐振腔，并对其结构进行优化。仿真结果表明，对于束团长度与电荷量的仿真测量误差分别达到3.3%和0.02%，依据同类型谐振腔式探头的在线测试结果，推算该监测器束团长度测量分辨率有望达到100 fs@1.5 nC，电荷量测量相对分辨率好于0.07%，能够满足STCF的束团长度及电荷量的诊断需求，后续将制作实物以进行在线测试

关键词：束团长度束团电荷量谐振腔束团监测器超级陶粲装置

深入下地幔：高温高压下的新反应与成分、结构分层

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矿物岩石地球化学通报 2024年

作者：孙宁宇于英鑫张馨月毛竹中国科学技术大学地球和空间科学学院中国科学技术大学比较行星学卓越中心中国科学技术大学行星探索与新兴技术前沿科学中心

本文总结了过去二十多年矿物学研究在下地幔结构相变和矿物反应的研究进展，集中讨论了富Ca布里奇曼石形成以及（Al,H）-SiO2结构相变对下地幔物理性质、物质组成的影响。首先，讨论了富Ca布里奇曼石的形成条件，明确了过往研究中，温... 详细信息

本文总结了过去二十多年矿物学研究在下地幔结构相变和矿物反应的研究进展，集中讨论了富Ca布里奇曼石形成以及（Al,H）-SiO2结构相变对下地幔物理性质、物质组成的影响。首先，讨论了富Ca布里奇曼石的形成条件，明确了过往研究中，温压条件及元素组成对其形成深度的影响存在的矛盾和问题。其次，指出该反应可能导致下地幔物相组成的分层，但其对下地幔速度密度与元素分配的影响尚需进一步研究。第三，通过总结俯冲洋壳中Al和水对SiO2结构相变的影响，以及洋壳碳酸盐与SiO2的反应，探讨了这些变化与下地幔中部不同深度和尺度的低速体之间的关系。最后，提出在地幔相关温压条件下进一步研究铝和水对SiO2结构相变前后速度的影响，这对理解下地幔中部小尺度散射体的形成至关重要。

关键词：下地幔物质和结构分层布里奇曼石-毛钙硅石互溶斯石英 Al和水

基于活细胞的微生物砷离子传感器的性能拓展与优化

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分析化学 2024年第6期52卷 885-898页

作者：崔明航李佳佳汪劲汪尔康房晓娜中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室中国科学技术大学应用化学与工程学院东北师范大学化学学院

在全细胞微生物传感器的开发中，细胞的代谢活性状态和信号输出形式等因素会直接影响传感器的稳定性和可重复性等性能，给传感器的应用开发中标准化方法的建立带来了挑战。本研究选择基于Replication protein L(RepL)信号放大器的砷离... 详细信息

在全细胞微生物传感器的开发中，细胞的代谢活性状态和信号输出形式等因素会直接影响传感器的稳定性和可重复性等性能，给传感器的应用开发中标准化方法的建立带来了挑战。本研究选择基于Replication protein L(RepL)信号放大器的砷离子传感器为研究对象，探究了不同条件对砷离子传感器的检测性能的影响。研究结果表明，细胞的培养环境、生长状态（如不同的生长期）、报告子的类型以及诱导时长等均会对砷离子传感器的检测性能产生显著影响。传感器在不同培养基中的稳定性差别较大，其中在LB培养基中展现出更高的稳定性。同时，不同生长期的细胞也展现出不同的检测性能优势：在平台生长期的细胞中，传感器的检测灵敏度和线性度更佳；在对数期的细胞中，检出限更低。此外，传感器的响应存在最优的诱导时长，过长或过短的诱导时间都会影响传感器的响应，本研究中砷离子传感器的最佳诱导时间约为2～3 h。通过对3种荧光蛋白报告子的对比研究发现，荧光蛋白的选取对传感器检出限的影响不大（均在5～10μg/L范围内），但会显著改变传感器的响应时间（从40 min到2 h）；同时，荧光蛋白的发光亮度越高，传感器响应越快。本研究结果表明，可以根据不同的需求选取不同状态的细胞，以最大限度优化细胞传感器的检测性能，拓展传感器的应用空间。本研究结果为微生物传感器在实际检测中的应用提供了可靠的依据。

关键词：砷离子微生物传感器培养基细菌生长阶段荧光蛋白报告基因响应时间

非变性电喷雾质谱研究二甲基亚砜对溶菌酶-黄酮复合物的影响

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质谱学报 2024年

作者：杜杨赵凤娇崔勐中国科学院长春应用化学研究所中国科学技术大学

电喷雾质谱（ESI-MS）在研究蛋白质与小分子相互作用方面有着重要应用，然而添加剂的加入会直接影响ESI-MS的分析。目前，二甲基亚砜（DMSO）对质谱分析蛋白质-小分子相互作用的影响尚不明确。本文探究了DMSO对4种黄酮（淫羊藿苷、芦丁... 详细信息

电喷雾质谱（ESI-MS）在研究蛋白质与小分子相互作用方面有着重要应用，然而添加剂的加入会直接影响ESI-MS的分析。目前，二甲基亚砜（DMSO）对质谱分析蛋白质-小分子相互作用的影响尚不明确。本文探究了DMSO对4种黄酮（淫羊藿苷、芦丁、柚皮苷、野黄芩苷）与溶菌酶所形成复合物的影响。发现DMSO不仅会影响溶菌酶复合物的表观结合常数和电荷态，还会在一定程度上增加溶菌酶-黄酮复合物的表观亲和力。与不添加DMSO相比，DMSO加入量较低时复合物的电荷态降低，DMSO加入量略高时，复合物的电荷态增加，且高于未加DMSO时的电荷态。本研究表明，DMSO可以用于稳定ESI-MS中的溶菌酶-黄酮复合物，但在ESI-MS分析中应控制DMSO用量。

关键词：电喷雾质谱相互作用蛋白质二甲基亚砜(DMSO) 溶菌酶复合物

三磷酸鸟苷对钼-锌单原子纳米酶的类过氧化物酶活性的影响及其便携式检测

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分析化学 2024年第6期52卷 799-808页

作者：宋志敏张玉杜衍中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室中国科学技术大学应用化学与工程学院

采用湿化学-热解法制备了具有类过氧化物酶（POD）活性的Mo-Zn单原子纳米酶（Mo-Zn SANs），探究了三磷酸鸟苷（GTP）、三磷酸腺苷（ATP）、三磷酸胞苷（CTP）、三磷酸尿苷（UTP）、二磷酸鸟苷（GDP）、一磷酸鸟苷（GMP）和鸟苷（G）这... 详细信息

采用湿化学-热解法制备了具有类过氧化物酶（POD）活性的Mo-Zn单原子纳米酶（Mo-Zn SANs），探究了三磷酸鸟苷（GTP）、三磷酸腺苷（ATP）、三磷酸胞苷（CTP）、三磷酸尿苷（UTP）、二磷酸鸟苷（GDP）、一磷酸鸟苷（GMP）和鸟苷（G）这7种分子对Mo-ZnSANs类POD活性的影响。结果表明，GTP通过静电作用和配位作用与Mo-Zn SANs结合形成新的络合物，由于带负电的磷酸基团的引入，增加了对底物TMB的亲和力，可显著增强Mo-ZnSANs的催化活性，而其它核苷酸如ATP、CTP和UTP等对Mo-ZnSANs的类POD活性几乎没有影响。基于此原理，构建了一种手机辅助信号输出的比色传感器，用于GTP的便携式检测。本方法用于检测GTP时具有良好的灵敏度和选择性，能将GTP与其结构类似物区分开，在最优条件下，检测GTP的线性范围为1～10μmol/L，检出限为0.97μmol/L，满足生物样本的检测需求。

关键词：单原子纳米酶类过氧化物酶三磷酸鸟苷便携式检测

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质谱技术在单细胞代谢组学中的应用

中国科学:化学 2024年第10期54卷 1826-1836页

作者：潘思远杨金磊张四纯张新荣清华大学化学系

单细胞代谢组学可以研究细胞的异质性,有助于研究者理解生命体如何改变状态以应对环境变化.质谱技术因其高灵敏度、高通量等优势被广泛应用于单细胞代谢组学研究中.针对要解决的生命科学问题,研究者对质谱技术在代谢物覆盖度、分析通量... 详细信息

单细胞代谢组学可以研究细胞的异质性,有助于研究者理解生命体如何改变状态以应对环境变化.质谱技术因其高灵敏度、高通量等优势被广泛应用于单细胞代谢组学研究中.针对要解决的生命科学问题,研究者对质谱技术在代谢物覆盖度、分析通量和代谢物空间信息三个方面有着不同的需求.本文从以上三个需求出发,对近年来质谱技术在单细胞代谢组学领域中的发展和应用进行归纳总结,并对其未来前景提出展望.

关键词：单细胞分析代谢组学质谱

基于国产卫星紫外可见光谱仪的大气水汽总量观测

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中国科学:地球科学 2024年

作者：赵冉张成歆苏文静叶进李紫薇刘诚中国科学技术大学环境科学与光电技术学院中国科学技术大学精密机械与精密仪器系中国科学技术大学环境科学与工程系中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学技术大学精密科学仪器安徽普通高校重点实验室

大气水汽是地球水循环的重要组成部分,对天气、气候和大气化学具有重要影响.然而,目前水汽监测在覆盖率和准确性方面仍存在不足.搭载于“高分五号”卫星(GF-5卫星,自2018年5月起)和“高光谱观测”卫星(GF-5B卫星,自2021年9月起)上的2台... 详细信息

大气水汽是地球水循环的重要组成部分,对天气、气候和大气化学具有重要影响.然而,目前水汽监测在覆盖率和准确性方面仍存在不足.搭载于“高分五号”卫星(GF-5卫星,自2018年5月起)和“高光谱观测”卫星(GF-5B卫星,自2021年9月起)上的2台大气痕量气体差分吸收光谱仪(Environmental Trace Gases Monitoring Instruments,EMI),通过探测地球后向散射辐射,实现全球大气痕量气体监测.本研究利用EMI在可见蓝光波段的实测光谱反演全球大气水汽总量(Total Column Water Vapor, TCWV).然而,由于光谱信噪比相对较低且蓝光波段水汽吸收较弱,准确反演EMI TCWV面临较大挑战.为此,本文基于差分吸收光谱技术(Differential Optical Absorption Spectroscopy, DOAS),通过在轨光谱重标定、光谱拟合设置优化以及拟合偏差校正,改进了基线参数与设置,提出了适应性优化的EMI TCWV反演算法.灵敏度测试表明,经重定标后的EMI TCWV的平均误差降低了1.47kg m–2.优化拟合设置后,水汽斜柱浓度(Slant Column Density, SCD)的相对误差减少了13.42%,拟合成功次数增加了11.64%.GF-5卫星与GF-5B卫星观测的EMI TCWV数据集与对流层监测仪(TROPOspheric Monitoring Instrument, TROPOMI)卫星观测的变化趋势一致,相关系数(R)为0.98,平均偏差为1.04kg m–2(6.88%).地面验证结果显示,太阳光度计观测与GF-5B TCWV的相关性(R=0.91)显著高于与GF-5 TCWV的相关性(R=0.87),这可能与GF-5B卫星搭载的EMI仪器性能提升有关.最后,成功基于EMI TCWV数据集捕捉到强烈的大气河事件,有望为全球天气和气候的监测与预报提供重要数据支持.随着EMI及其后续卫星传感器的持续在轨工作,优化的EMI TCWV反演算法具有广泛的应用前景,有助于生成全球一致、稳定、每日2次(上午和下午)观测的TCWV卫星数据集.

关键词：水汽紫外-可见光学传感器痕量气体遥感大气成分