咖啡酸分子表面增强拉曼光谱的理论与实验研究

咖啡酸（CA）是一种具有很高的医学价值的药物成分,在抗菌抗病毒方面应用广泛,尤其是咖啡酸及其衍生物在抗肿瘤方面有着巨大作用,现在对咖啡酸的相关研究越来越多,但大部分都是关于咖啡酸医学性质的研究,所以对咖啡酸分子的微观结构研究是非常有必要的。目前关于CA在Ag表面上的表面增强拉曼散射（SERS）光谱的理论与实验结合的研究尚未见报道,而对其振动光谱及表面增强机理的研究可以为咖啡酸的各种药学机理的研究提供一种科学的物理解释,所以有必要将密度泛函理论（DFT）方法与表面增强拉曼散射技术相结合,对咖啡酸在Ag纳米颗粒上的吸附性质及表面增强机理进行全面的研究,这对推进它们在医药学等领域的相关研究有着重要的参考价值。采用SERS与DFT技术对CA分子在Ag纳米颗粒表面上的表面增强拉曼光谱进行了研究。在实验方面,利用热还原反应原理,使用柠檬酸三钠和硝酸银在加热搅拌情况下制备Ag纳米颗粒,并使用激光共聚焦显微拉曼光谱仪测量了CA分子的常规拉曼散射（NRS）光谱及其表面增强拉曼散射（SERS）光谱。在理论计算方面,采用DFT的B3LYP方法,以6-31+G**和LANL2DZ分别作为C, H, O和Ag的计算基组来优化咖啡酸的分子构型,羟基与Ag4的吸附构型,羧基与Ag4的吸附构型,羟基与羧基共同与Ag4吸附的构型,并以此为基础分析计算了CA分子的NRS光谱以及三种可能吸附模型的SERS光谱,并结合实验结果进行比较。同时对CA分子的振动模式进行了详细指认。根据实验数据和理论结果分析,在452 cm-1处的谱峰归属为环面外弯曲振动和O—H面外弯曲振动的耦合,这说明CA分子上的酚羟基是与Ag纳米颗粒表面作用的,不过相互作用较弱,推测CA分子平面可能与Ag基底表面不垂直;出现在1 338 cm-1处的谱峰归属于COO—伸缩振动,则可以说明CA分子上的羧基可能与Ag纳米颗粒垂直吸附。结果表明, CA分子是以羧基和酚羟基为吸附位吸附在Ag纳米颗粒表面上的。同时对CA分子的振动模式进行了详细指认。该工作对推进咖啡酸在生物医药等领域进一步的应用将起到重要作用。国家自然科学基金项目(11447172,41403083);;\n湖北省自然科学基金项目(2018CFB712);;\n湖北省教育厅基金项目(Q20151307)资

近海生态系统碳汇过程、调控机制及增汇模式

海洋是地球上最大的碳库,发挥着全球气候变化缓冲器的作用.蓝色碳汇,简称蓝碳,即由海洋生态系统捕获的碳(主要是有机碳),是海洋储碳的重要机制之一.; 蓝碳最初认识的形式是可见的海岸带植物固碳.其实之前没有得到足够重视的、看不见的微型生物(浮游植物、细菌、古菌、病毒、原生动物)占海洋生物量90%; 以上,是蓝碳的主要贡献者.中国陆架边缘海占国土总面积的1/3,碳汇潜力巨大,亟待研发.本文以近海生态系统碳汇过程、调控机制及增汇模式为主线,论述; 了近海生态系统结构与碳循环功能特征、碳汇形成过程与机理,并结合近海碳汇在沉积记录中的地史过程演变探讨了自然过程和人类活动对碳汇的可能影响,展望了; 碳汇工程在增加近海海洋储碳能力方面的应用前景.国家重大科学研究计划项目; 国家重点研发计划项目; 国家自然科学基金项目; 国家海洋局全球变化与海气相互作用专项项

中国海及邻近区域碳库与通量综合分析

中国海总面积约470万平方公里,纵跨热带、亚热带、温带、北温带等多个气候带.其中,南海北依\"世界第三极\"青藏高原、南邻\"全球气候引擎\"西太平洋暖池,东海拥有全球最宽的陆架之一,跨陆架物质运输显著,黄海是冷暖流交汇区域,渤海则是受人类活动高度影响的内湾浅海.中国海内有长江、黄河、珠江等大河输入,外邻全球两大西边界流之一的黑潮.这些鲜明的特色赋予了中国海碳储库和通量研究的典型代表意义.文章从不同海区（渤海、黄海、东海、南海）、不同界面（陆-海、海-气、水柱-沉积物、边缘海-大洋等）,以及不同生态系统（红树林、盐沼湿地、海草床、海藻养殖、珊瑚礁、水柱生态系统等）多层面对海洋碳库与通量进行了较系统地综合分析,初步估算了各个碳库的储量与不同碳库间的通量.就海气通量而言,渤海向大气中释放CO2约0.22Tg Ca-1,黄海吸收CO2约1.15Tg Ca-1,东海吸收CO2约6.92～23.30Tg Ca-1,南海释放CO2约13.86～33.60Tg Ca-1.如果仅考虑海-气界面的CO2交换,中国海总体上是大气CO2的\"源\",净释放量约6.01～9.33Tg Ca-1.这主要是由于河流输入以及邻近大洋输入所致.河流输入渤黄海、东海、南海的溶解无机碳（DIC）分别为5.04、14.60和40.14Tg Ca-1,而邻近大洋输入DIC更是高达144.81Tg Ca-1,远超中国海向大气释放的碳量.渤海、黄海、东海、南海的沉积有机碳通量分别为2.00、3.60、7.40、7.49Tg Ca-1.东海和南海向邻近大洋输送有机碳通量分别为15.25～36.70和43.39Tg Ca-1.就生态系统而言,中国沿海红树林、盐沼湿地、海草床有机碳埋藏通量为0.36Tg Ca-1,海草床溶解有机碳（DOC）输出通量为0.59Tg Ca-1;中国近海海藻养殖移出碳通量0.68Tg Ca-1,沉积和DOC释放通量分别为0.14和0.82Tg Ca-1.总计,中国海有机碳年输出通量为81.72～103.17Tg Ca-1.中国海的有机碳输出以DOC形式为主,东海向邻近大洋输出的DOC通量约15.00～35.00Tg Ca-1,南海输出约31.39Tg Ca-1.综上,尽管从海-气通量看中国海是大气CO2的\"源\",但考虑了河流、大洋输入、沉积输出以及微型生物碳泵（DOC转化输出）作用后,中国海是重要的储碳区.需要指出的是,文章数据是基于中国海各海区碳循环研究报道,鉴于不同研究方法上的差异,所得数据难免有一定的误差范围,亟待将来统一方法标准下的更多深入研究和分析.国家重点研发计划项目(编号:2016YFA0601400);;国家自然科学基金项目(批准号:91751207、91428308、41722603、41606153、41422603);;中央高校基础研究项目(编号:20720170107);;中海油项目(编号:CNOOC-KJ125FZDXM00TJ001-2014、CNOOCKJ125FZDXM00ZJ001-2014)资

微山湖发现中国淡水蛏

2010年10月23日在山东省微山县韩庄附近的微山湖京杭运河入湖口航道采集到淡水蛏标本32个,经鉴定为中国淡水蛏(Novaculina chinensis),微山湖为该种在我国的最北分布,表明其分布区已延伸至古北界

Fabrication Method of the Microfluidic Chip Based on the Numerical Control Carving Machine

介绍了一种基于数控雕刻机的简捷微流控芯片制作方法。结合数控雕刻机加工模式中平行粗加工和等高线细加工的优点，设计并提出了一种不对称路径加工方法，有效避免了微结构在加工过程中出现断裂、扭曲及其附近大量残渣堆积等现象。相对于传统基于微电子机械系统(MEMS) 工艺的微流控芯片加工过程(涂胶、曝光、显影等工艺) ，该方法简捷易行，整个加工过程仅需3 ho 实验结果表明芯片通畅性与密封性良好，满足实验妥求。这种制作方法可以极大减少微流控芯片的加工时间和成本，为实验室微流控芯片的结构设计和前期原理验证提供了一种简捷有效的途径

凸轮连杆组合机构驱动的四足仿生马机器人运动仿真研究

提出了一种仿生马构型的四足步行机器人，以用于马术辅助治疗。其单腿系统利用凸轮连杆组合机构驱动，具有两个驱动自由度，能够实现足端轨迹跨距与高度的调整。论述了凸轮连杆组合机构驱动的仿生马机器人结构与工作原理，开展了机器人的运动仿真研究。利用SolidWorks软件建立机器人模型，并导入到Adams软件中进行动力学仿真分析。通过运动规划给定电机驱动函数，实现了仿生马机器人的行走运动。进一步分析得到了机器人在抬腿和落地运动过程中，足端与地面之间的接触力变化规律及相应的运动轨迹变化趋势。针对仿生马机器人运动仿真中整体出现的跳动现象，提出了采用电机变驱动规律以改良跳动的措施。研究结果为该类机器人参数的优化设计及实用化提供了理论支持

Microbial Carbon Pump in the Ocean——from Microbial EcologicalProcess to Carbon Cycle Mechanism

微型生物是海洋生态系统中“看不见的主角“,在资源环境以及全球变化中扮演着举足轻重的角色.本研究通过方法创新和大量现场调查,从一类特殊微型生物类群——好氧不产氧光合异养细菌(AAPb)入手,展开了微型生物生态过程与机制的系统研究,修正了国际同行AAPb计数方法的误差,获得了全球海洋AAPb的分布规律,解释了以往现场实测结果的分歧,澄清了以往理论上的偏颇认识;建立了包括不产氧光能利用途径的上层海洋碳循环模型,并通过大量现场实测揭示:细菌光能利用关系到海区碳循环的“源““汇“格局;在这些研究基础上探讨了新的海洋碳循环机制,提出了“微型生物碳泵“理论框架,为全面认识海洋储碳机制、促进学科交叉、研发海洋碳汇奠定了基础.The ubiquitous picoplankton are major components of food webs and thus they play key roles in biogeochemical cycle and energy flow in the marine ecosystem.Thereinto,aerobic anoxygenic phototrophic bacteria(AAPB) is an important functional group with capability of harvesting light energy,and has a particular role in the ocean′s carbon cycling.By application of new methods and further innovation of related techniques,and through extensive field investigations in the Chinese coastal wasters and the three Oceans,great data sets have been set up and systemic results have been obtained on microbial processes in the ocean′s carbon and energy flows.The following are the major achievements.1) We established a new protocol as "time series observation based infrared epifluorescence microscopy"(TIREM) which enabled us to enumerate AAPB accurately;2) And consequently revealed the wide distribution and unexpected abundance of AAPB in coastal waters(more abundant than in oligotrophic oceanic water which was thought to be the major niche of AAPB);3) Based on the above data sets,a novel model is proposed,where bacteriochlorophyll a induced anoxygenic phototrophy and a proteiorhodopsin based proton pump are included;4) Furthermore for carbon sequestration below the surface ocean,a conceptual model of microbial carbon pump(MCP) is proposed,which is in contrast to the well known sinking flux-based biological pump.Overall,these achievements have filled several research banks in China,and lead in the international field of marine microbial ecology.国家自然科学基金项目(40632013;40841023;40576063;40232021);国家重点基础研究发展计划(973)项目(2007CB815904);国际合作重点项目(2003DF000040);国家海洋局项目(201105021;DYXM-115-02-4-3

中国被子植物濒危等级的评估

本文基于文献和标本信息收集以及专家提供的数据,运用IUCN濒危物种红色名录方法首次对中国范围内所有已知被子植物进行灭绝风险评估。结果显示,在评估的30,068种被子植物中,灭绝等级(含灭绝、野外灭绝、地区灭绝)共计40种;受威胁等级(极危、濒危、易危)3,363种,受威胁比例为11.18%。从空间分布看,我国受威胁被子植物主要集中分布在西南地区以及台湾、海南等岛屿,且主要分布在中低海拔地区。对受威胁物种的分析结果表明,包括原生植被破坏在内的生境丧失及破碎化是我国被子植物濒危的首要因子,涉及约84.1%的受威胁物种;过度采挖和物种内在系统问题位列致危因子的第二、三位,分别涉及38%和14%的物种。其他的致危因子包括外来入侵种在内的种间竞争、环境污染、自然灾害和全球气候变化等。一个物种的致危因子往往是多方面的。本次评估与2004年红色名录相比,生境变化、实施保护措施及分类学新修订使一些物种的濒危等级发生了变化,这也印证了红色名录是一个动态的系统,需要根据最新信息进行更新,以便为生物多样性保护提供实时准确的基础数据