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银离子促进神经传导素分子内氢原子转移和C-C键解离反应

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第2期37卷 341-350,I0104页

作者：易秋浩吴海铭骆智训中国科学院化学研究所分子动态与稳态结构国家重点实验室北京100190 中国科学院大学化学科学学院北京100049

色氨酸、酪氨酸和组氨酸是三种基本的氨基酸,也是大脑营养代谢中重要神经传导素的前驱体。本文利用自制的反射式时间飞行质谱仪结合磁控溅射束源和下联管式反应器,在气相条件下研究了这三个氨基酸与银离子的相互作用,揭示了这些有机小... 详细信息

色氨酸、酪氨酸和组氨酸是三种基本的氨基酸,也是大脑营养代谢中重要神经传导素的前驱体。本文利用自制的反射式时间飞行质谱仪结合磁控溅射束源和下联管式反应器,在气相条件下研究了这三个氨基酸与银离子的相互作用,揭示了这些有机小分子在银离子的存在下容易解离并产生碎片和产物重组的现象,并利用密度泛函理论计算,阐明了其中的反应机制。研究发现,银离子能促进氢原子转移,进而影响竞争性的C_(α)-C_(β)和C_(β)-C_(γ)键解离反应。本研究丰富了对这类神经传导素分子基本规律与性质的精准认识,从而有助于深入理解生物体内类似生理过程的化学机制。

关键词：神经传导素色氨酸金属-有机相互作用 C-C键解离质谱

深度神经网络结合迁移学习和基因遗传算法加速金属团簇结构全局优化

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第2期37卷 321-329,I0010-I0021,I0104页

作者：杨祁李子玉 Peter L.Rodriguez-Kesslerbr 何圣贵中国科学院化学研究所动态与稳态结构化学国家重点实验室北京100190 墨西哥光学研究中心瓜纳华托37150 中国科学院大学北京100049 北京分子科学国家研究中心中国科学院分子科学科教融合卓越创新中心北京100190

在团簇科学中,搜索金属团簇的全局最小能量结构具有重要的意义.最近,深度神经网络结合迁移学习的全局优化方法被开发出来,以提高金属团簇结构的优化效率,该方法可以大幅减少训练深度神经网络所需的样本数量.为了进一步提高势能面的采样... 详细信息

在团簇科学中,搜索金属团簇的全局最小能量结构具有重要的意义.最近,深度神经网络结合迁移学习的全局优化方法被开发出来,以提高金属团簇结构的优化效率,该方法可以大幅减少训练深度神经网络所需的样本数量.为了进一步提高势能面的采样效率和深度神经网络结合迁移学习的全局优化方法的全局搜索能力,本文提出了一种将基因遗传算法嵌入到深度神经网络结合迁移学习中的全局优化方法.在Pt_(n)(n=9-15)团簇的全局优化中,该方法只需要深度神经网络结合迁移学习的全局优化方法一半的样本数量就能优化得到全局最优结构,同时节省了约70%~80%的计算成本,这表明全局搜索能力的显著提升。在Pt_(14)团簇势能面上的采样结果显示,该方法搜索到低能量的样本(占比25%)比深度神经网络结合迁移学习方法的样本(占比结构搜索中,本文报道了文献中尚未报道的新结构,证明本论文建立的方法的可行性和先进性.

关键词：全局优化深度神经网络迁移学习基因遗传算法金属团簇铂

OH+HCl→Cl+H_(2)O反应中的反应物转动激发效应

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第2期37卷 211-220,I0102页

作者：徐昕陈俊刘舒张东辉中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室大连116023 中国科学院大学北京100049 中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室福州350002

本文在最近构建的F12a势能面上,对OH+HCl→Cl+H_(2)O的一系列反应物转动激发态进行了势能平均的五维含时波包计算,得到了初始态选择的反应几率和速率常数。研究发现,除了很低碰撞能量,单独激发反应物HCl到j_(1)=2或者OH到j_(2)=1得到了... 详细信息

本文在最近构建的F12a势能面上,对OH+HCl→Cl+H_(2)O的一系列反应物转动激发态进行了势能平均的五维含时波包计算,得到了初始态选择的反应几率和速率常数。研究发现,除了很低碰撞能量,单独激发反应物HCl到j_(1)=2或者OH到j_(2)=1得到了总反应几率的最大值.在低能区域,随着OH转动激发的增加,反应几率的共振增强迅速减小,导致250K以下的速率常数迅速下降HCl和OH同时转动激发的速率常数不是单独激发结果的简单叠加。最后,通过对(5,5)态以下初始转动态的速率常数进行玻尔兹曼平均,得到了反应的热速率常数,与实验结果基本吻合。

关键词：反应物转动激发含时波包反应几率 Feshbach共振速率常数

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液相电子显微镜解析高分子动态过程

高分子学报 2024年第2期55卷 235-254页

作者：张德逸李佳烨许准王欢北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家研究中心教育部高分子化学与物理重点实验室北京100871

电子显微镜被广泛用于表征高分子的形态、晶态结构、机械性质及组装行为,其在溶液态高分子的动态过程研究的应用中刚刚起步.近年来,由于在电镜真空腔中能稳定封存液体样品的纳米技术的发展以及对电子束与样品的作用机制的逐渐清晰,液相... 详细信息

电子显微镜被广泛用于表征高分子的形态、晶态结构、机械性质及组装行为,其在溶液态高分子的动态过程研究的应用中刚刚起步.近年来,由于在电镜真空腔中能稳定封存液体样品的纳米技术的发展以及对电子束与样品的作用机制的逐渐清晰,液相电镜实验实现了对溶液态高分子的高时空分辨、原位、实时、时空的“分子录影”.单分子原位成像实验提供了新的机遇去探索被传统系综测量掩盖的分子动力学行为.我们总结了液相电镜技术在高分子单链物理性质、单分子反应、组装体与组装行为、相分离等领域的研究进展,阐述了其中实验难点以及核心技术突破,详细讨论了电子束与样品相互作用和单分子成像实验揭示的关于高分子科学的新现象、新问题和新思考.最后,展望了突破目前纳米级空间分辨率和百毫秒时间分辨率可行的方案、面临的挑战和所需的技术支持,以及该目标实现后将给我们带来新的研究机遇.

关键词：液相电镜高分子动力学单分子成像图像处理

心房颤动患者血清生长分化因子-15的表达差异和临床意义

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北京大学学报（医学版） 2024年第4期56卷 715-721页

作者：韦莹崔鸣刘书旺于海奕高炜李蕾北京大学第三医院心血管内科、血管医学研究所血管稳态与重构全国重点实验室国家卫生健康委心血管分子生物学与调节肽重点实验室心血管受体研究北京市重点实验室北京100191

目的:检测心房颤动(简称房颤)患者血清生长分化因子-15(growth differentiation factor-15,GDF-15)水平,分析其表达水平与临床因素、生化指标和心房结构的相关性,进一步分析GDF-15与房颤类型和结构重构的关系。方法:纳入2017年10月至201... 详细信息

目的:检测心房颤动(简称房颤)患者血清生长分化因子-15(growth differentiation factor-15,GDF-15)水平,分析其表达水平与临床因素、生化指标和心房结构的相关性,进一步分析GDF-15与房颤类型和结构重构的关系。方法:纳入2017年10月至2019年10月于北京大学第三医院心内科住院的房颤患者,选择同期住院无房颤病史的窦性心律者为对照组。收集患者的临床资料,采用酶联免疫吸附反应法检测血清GDF-15水平。采用SPSS 23.0软件进行统计学分析。结果:入组156例房颤患者,其中持续性房颤组64例,阵发性房颤组92例;对照组38例。房颤组血清GDF-15水平明显高于对照组[1 112 (723, 1 525) ng/L vs. 697 (499, 825) ng/L,P结构重构具有一定相关性。

关键词：生长分化因子-15 心房颤动结构重构

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冻融条件下粉质黏土中吸附水和自由水动态变化规律

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哈尔滨工业大学学报 2024年第3期56卷 89-97页

作者：石亚军马巍杨成松张莲海尚飞陈橙冻土工程国家重点实验室(中国科学院西北生态环境资源研究院) 兰州730000 中国科学院大学北京100049 磁共振冻土成冰过程动态分析联合实验室兰州730000

为了研究粉质黏土中吸附水和自由水在冻融时的动态变化特征,探索土体冻融过程中土水之间物理过程。采用新型分层核磁测量技术,开展了含水量(质量分数)分别为21.1%,16.8%和12.0%的粉质黏土在封闭条件下的冻融试验,并采用电子显微镜扫描... 详细信息

为了研究粉质黏土中吸附水和自由水在冻融时的动态变化特征,探索土体冻融过程中土水之间物理过程。采用新型分层核磁测量技术,开展了含水量(质量分数)分别为21.1%,16.8%和12.0%的粉质黏土在封闭条件下的冻融试验,并采用电子显微镜扫描了冻融后不同深度土体的微观结构。试验结果表明:随着土体冻结过程持续,不同深度土体中自由水和吸附水均减少,且冻结区和非冻结区的自由水相对减少量均大于吸附水相对减少量;土样融化时不同深度土体中自由水和吸附水均增加;此外冻融作用导致冻结区吸附水减少,自由水增加;而未冻结区的吸附水和自由水均减少;冻融后冻结区的孔隙数量和孔隙体积增加,而未冻结区孔隙数量和孔隙体积减小。冻结过程中土体吸附水和自由水动态变化差异与水分子作用势的不均匀空间分布有关;冻融前后土体吸附水和自由水的重分布是水分迁移和土体微观结构变化共同作用的结果。

关键词：冻土吸附水自由水冻融核磁共振

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席夫碱法制备大孔聚合物肝素亲和层析介质

过程工程学报 2024年第4期24卷 480-488页

作者：古嘉如王楠马磊乔娟靳海波何广湘赵岚黄永东张荣月北京石油化工学院新材料与化工学院/燃料清洁化及高效催化减排技术北京市重点实验室北京102617 中国科学院过程工程研究所国家生化工程国家重点实验室北京100190

肝素亲和层析介质因其专一性好、操作条件温和等特点,广泛应用于蛋白分离纯化,本工作以大孔聚丙烯酸酯微球为基质,肝素为配基,利用席夫碱法制备了肝素亲和层析介质。配基偶联经过三步完成,首先将大孔聚丙烯酸酯微球表面环氧基团通过0.5 ... 详细信息

肝素亲和层析介质因其专一性好、操作条件温和等特点,广泛应用于蛋白分离纯化,本工作以大孔聚丙烯酸酯微球为基质,肝素为配基,利用席夫碱法制备了肝素亲和层析介质。配基偶联经过三步完成,首先将大孔聚丙烯酸酯微球表面环氧基团通过0.5 mol/L H_(2)SO_(4)水解为邻羟基,然后将邻羟基氧化为醛基,最后利用醛基与肝素分子的胺基反应将肝素分子固定于微球表面。以溶菌酶为模型蛋白,主要考察了肝素偶联反应的各因素对蛋白结合容量的影响规律,包括肝素浓度、缓冲液pH及浓度、反应时间等,建立了最优偶联肝素配基的方法。所得亲和介质静态结合容量可达40.3 mg/mL,比商品GP-肝素介质高约36%,经1.0 mol/L的氯化钠洗脱,其蛋白回收率达到95%。通过扫描电子显微镜表征微球表面形貌,观察到偶联肝素后的微球仍能保持其大孔结构。考察了该类亲和介质在不同操作流速(31.8~318 cm/h)下的动态结合容量,发现操作流速提高10倍后介质结合容量仅下降12%。经10次重复使用后,动态结合容量仍可保持初始容量的81%。用于混合蛋白模型中分离乳铁蛋白,结果表明具有良好的分离效果。

关键词：亲和层析肝素大孔层析介质偶联方法席夫碱法

接枝多胺聚合物制备大孔阴离子交换色谱介质及其蛋白吸附行为评价

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色谱 2024年第4期42卷 360-367页

作者：姜泽平郭旺李子炀侯恒扬霍文迪王佳一马磊靳海波黄永东张荣月北京石油化工学院新材料与化工学院燃料清洁化及高效催化减排技术北京市重点实验室北京102617 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室北京100190

以环氧活化聚甲基丙烯酸酯大孔微球(FastSep-epoxy)为基质,通过接枝聚(烯丙基胺)(PAA)制备了大孔阴离子交换色谱介质(FastSep-PAA)。考察了介质的合成条件对离子交换容量(IC)及蛋白结合容量的影响,发现IC随PAA浓度、反应时间和溶液pH的... 详细信息

以环氧活化聚甲基丙烯酸酯大孔微球(FastSep-epoxy)为基质,通过接枝聚(烯丙基胺)(PAA)制备了大孔阴离子交换色谱介质(FastSep-PAA)。考察了介质的合成条件对离子交换容量(IC)及蛋白结合容量的影响,发现IC随PAA浓度、反应时间和溶液pH的增加均表现为增长趋势;同时结合蛋白吸附容量的变化选择了最优合成条件。通过扫描电子显微镜观察介质的表面形貌,发现其孔隙连通性较好,且接枝前后介质孔道结构无明显变化,PAA配基密度对介质结构无明显影响。此外,通过压汞法和氮气吸附法测定接枝前后不同介质的孔径尺寸和孔径分布情况,并考察该类介质的孔径与蛋白吸附行为的关系,发现其蛋白结合容量未出现随介质孔径尺寸增加而显著下降的现象,且孔径尺寸增加更有利于蛋白在介质内部传质。在126 cm/h的流速下FastSep-PAA介质的原始孔径(即FastSep-epoxy的孔径)为400 nm时的蛋白动态结合容量(DBC)最高(70.3 g/L),该孔径下介质比表面积大,蛋白可吸附位点较多;原始孔径为700 nm及以下的介质蛋白DBC均随流速增加而均有一定下降;原始孔径为1000 nm的介质蛋白DBC几乎不受流速影响,流速由126 cm/h增加至628 cm/h时蛋白DBC仅下降3.5%,且在628 cm/h的流速下能保持57.7 g/L,蛋白分子在该孔径下的扩散速率受限较小,传质性能优异,这一特性表明该类大孔聚合物阴离子交换色谱介质在蛋白高通量分离中具有较大的优势。

关键词：大孔聚合物微球阴离子交换色谱介质接枝法蛋白结合容量

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单叶蔷薇种群结构与结实能力

应用生态学报 2024年第6期35卷 1534-1542页

作者：张晓龙李娜钟浚锋张晨洁于超张启翔罗乐北京林业大学园林学院/城乡生态环境北京实验室/花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室/教育部园林环境工程研究中心/林木花卉遗传育种教育部重点实验室/国家花卉工程技术研究中心/林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

以4个单叶蔷薇种群为研究对象,对年龄结构与动态、空间分布类型、结实能力3个方面进行分析,评价生存状况,探讨单叶蔷薇致危机理。结果表明:单叶蔷薇种群第Ⅰ、Ⅵ~Ⅷ龄级个体数量较少,中间龄级个体数量较多,总体呈“中间高、两侧低”的... 详细信息

以4个单叶蔷薇种群为研究对象,对年龄结构与动态、空间分布类型、结实能力3个方面进行分析,评价生存状况,探讨单叶蔷薇致危机理。结果表明:单叶蔷薇种群第Ⅰ、Ⅵ~Ⅷ龄级个体数量较少,中间龄级个体数量较多,总体呈“中间高、两侧低”的不规则金字塔型分布。虽然4个单叶蔷薇种群整体上为增长型,但易受外部环境干扰(V_(pi)′>0,P_(max)>0),死亡率(q_(x))和消失率(K_(x))均在第Ⅴ龄级时达到最大值,植株数量锐减;期望寿命(e_(x))随龄级增加呈递减趋势,且均在第Ⅷ龄级时出现最小值,说明在此阶段植株活力最低。时间序列分析表明,未来4个单叶蔷薇种群的第Ⅰ~Ⅳ龄级个体数量缺乏,第Ⅴ~Ⅷ龄级将占主导地位,单叶蔷薇种群在未来会趋于老龄化。种群空间分布主要为聚集类型,4个种群的聚集强度大小排布为P_(4)>P_(3)>P_(1)>P_(2)。P_(3)、P_(4)种群植株结实能力优于P_(1)、P_(2)种群。百果重与株高、冠幅,种子总数量与冠幅、百果重之间呈显著正相关。

关键词：单叶蔷薇年龄结构空间结构结实能力致危机理