阳离子双芘探针比率法检测ATP及其在土壤微生物量评估中的应用

本文系统研究了二甲基亚砜(DMSO)对甲烷水合物成核与生长动力学的浓度依赖性影响。研究发现1-20 mass% DMSO可降低过冷度ΔTo（最低1.83±0.40 K@5 mass%），使成核速率提升6倍；而40 mass%时则表现为动力学抑制剂。研究揭示了DMSO在1-40 mass%范围内对水合物生长的双重调控机制，为开发新型水合物抑制剂/促进剂提供了理论依据。

　　

亮点

DMSO展现出水合物动力学调控的"双面性"：1-20 mass%浓度像"加速器"般促进甲烷水合物成核，使成核中心数量激增；而40 mass%时则切换为"刹车"模式，成核功显著增加。这种浓度依赖的开关效应为智能型水合物调控剂设计提供了新思路。

材料

实验采用纯度99.99 vol%的甲烷（15 MPa压力）与蒸馏水配置溶液。DMSO(>99.8 mass%)经折射率检测合格，无需纯化直接使用。所有测试在配备高清摄像的恒温振荡反应器中进行，温度控制精度达±0.1 K。

DMSO对甲烷水合物成核动力学的影响

如图2箱线图所示，1 mass% DMSO使起始温度T_o达到峰值281.52±0.58 K，成核随机性显著降低。5 mass%时ΔT_o出现1.83±0.40 K的极小值，成核速率较纯水提升6倍；而40 mass%时ΔT_o反超纯水体系，成核速率同比降低6倍。这种"低促高抑"现象与成核中心数量变化直接相关。

结论

研究首次系统揭示了DMSO在0-40 mass%区间对甲烷水合物的双向调控规律：≤30 mass%时表现为动力学促进剂，通过降低成核功加速相变；>40 mass%时恢复为抑制剂特性。该发现突破了传统THI（热力学抑制剂）的认知框架，为开发兼具热力学抑制与动力学促进功能的"智能型"水合物调控剂提供了重要参考。