-
综述:纳米纤维素增强半导体光催化废水处理的最新进展与功能
纳米纤维素:半导体光催化剂的“绿色助推器”纤维素结构纤维素作为植物细胞壁的主要成分,其化学式为(C6H10O5)n,由β-1,4糖苷键连接的d-葡萄糖单元构成。这种天然高分子独特的层级结构,为制备纳米纤维素提供了理想原料。纳米纤维素的合成革命通过机械法、化学法或生物法(如细菌发酵)可将纤维素解离为1-100 nm的纳米颗粒。其中细菌纳米纤维素(BNC)因其高纯度备受青睐,而酸水解法制备的纤维素纳米晶体(CNC)则展现出优异的结晶度。最新的绿色合成技术进一步降低了能耗和环境污染。光催化废水处理的协同效应纳米纤维素与半导体(如TiO2、ZnO)复合后,其表面丰富的羟基可锚定金属纳米颗粒(Au/Ag
来源:International Journal of Biological Macromolecules
时间:2025-06-26
-
稳定微生物群落促进大型河流-水库系统中的好氧甲烷氧化作用及其生态意义
摘要研究聚焦大型河流-水库系统中好氧甲烷氧化(aerobic methanotrophy)的生态机制,揭示甲烷氧化菌(MOB)通过甲烷衍生碳(methane-derived carbon)支持微生物食物环的运作。群落稳定性被证实为调控该过程的核心因素,其通过物种多样性、MOB-浮游动物互作强度及生态位分化等机制,在不同水文梯度(riverine/lacustrine zones)和营养状态(oligotrophic/eutrophic)中呈现差异化模式。引言淡水系统是全球碳循环的关键参与者,年排放1.5 Pg C-CO2和159 Tg CH4。MOB作为甲烷"生物过滤器",包含Gamma-变形
来源:mSystems
时间:2025-06-26
-
杂交捕获测序技术在水生环境中弧菌属及其毒力因子的检测与生态监测中的应用研究
杂交捕获测序技术用于弧菌属及相关毒力因子的研究ABSTRACT水生生态系统中弧菌属(Vibrio spp.)的增殖与气候变化密切相关,同时伴随弧菌病发病率的上升。传统宏基因组方法在检测低丰度弧菌及存活但不可培养状态(VBNC)的菌株时面临挑战。本研究采用杂交捕获测序(HCS)技术,针对69种弧菌的特异性分子伴侣CPN60和162种弧菌毒力因子设计探针,显著提升了切萨皮克湾水体和牡蛎样本中弧菌的检测灵敏度。INTRODUCTION弧菌属是水生环境中天然存在的细菌,参与碳氮循环等生物地球化学过程。其丰度受温度和盐度影响显著,并与浮游动物(如桡足类)和滤食性贝类(如牡蛎)形成共生关系。近年来,由霍乱
-
TDCPP通过铁死亡相关氧化应激和神经炎症加剧帕金森病神经毒性:环境污染物与神经退行性疾病的新机制
研究背景在婴儿用品、电子产品和家具中广泛使用的有机磷阻燃剂TDCPP(磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯),因其与基材结合力弱而持续释放到环境中,已在人类母乳、胎盘和尿液中检出。与此同时,全球约2%的60岁以上人群受帕金森病(PD)困扰,其典型病理特征包括黑质区多巴胺能神经元丢失和α-突触核蛋白(α-syn)聚集。尽管已知环境污染物如PM2.5可加速PD进展,但TDCPP这类高暴露化学品的神经毒性机制仍是空白。更关键的是,近年研究发现铁依赖性细胞死亡(ferroptosis)是PD神经元死亡的核心机制,而环境毒物是否通过此通路发挥作用尚未探索。研究方法研究人员建立MPTP诱导的PD小鼠模型,通
来源:Brain Research
时间:2025-06-26
-
基于AtBigR调控系统的全细胞生物传感器开发及其在环境超硫化物检测中的应用
在自然界硫循环和锂硫电池等能源系统中,超硫化物(supersulfides)——包括零价或单负价态硫链化合物(如S8、HSSnH、RSSnH)——扮演着关键角色。然而,这些化合物的高反应活性和结构复杂性使其准确定量成为长期挑战。传统检测方法如氰解分析(cyanolysis)存在毒性大、重现性差的问题,而色谱-质谱联用技术又受限于设备成本和前处理复杂度。更棘手的是,现有荧光探针往往无法区分不同超硫化物物种。这种技术瓶颈严重阻碍了人们对硫循环机制和锂硫电池性能的理解。针对这一难题,山东大学的研究团队在《Biosensors and Bioelectronics》发表研究,创新性地利用根癌农杆菌(A
来源:Biosensors and Bioelectronics
时间:2025-06-26
-
野生蘑菇蛋白质含量及氨基酸谱的环境依赖性研究:物种特性与生态因子的交互影响
研究背景与意义野生蘑菇作为高蛋白(15-37%干重)且含完整必需氨基酸(如Valine、Leucine)的营养资源,其可持续生产潜力在气候变化背景下备受关注。然而,现有研究多集中于栽培品种(如Pleurotus ostreatus),对野生蘑菇营养品质的环境调控机制知之甚少。尤其矛盾的是,同种蘑菇在不同地区的蛋白质含量差异可达两倍,这种变异究竟源于物种固有特性还是环境因素(如土壤C/N比、林分结构)的调控,成为亟待解决的科学问题。研究设计与方法波兰比亚沃维耶扎原始森林的20个样地中,研究人员系统采集7种常见野生蘑菇(包括3种生态类型:外生菌根菌如Russula spp.、腐生菌如Rhodoco
来源:Fungal Biology
时间:2025-06-26
-
变形链球菌次级代谢产物mutanocyclin在单/多菌种生物膜中的抗龋活性及生态调控机制研究
ABSTRACT变形链球菌(S. mutans)作为主要致龋病原体,通过产生多种代谢产物调控口腔生物膜生态。最新发现的次级代谢产物mutanocyclin(MUC)展现独特特性:化学结构显示其为具有十元碳骨架的四酸化合物,中心含吡咯烷环及多个酮基、羟基修饰。INTRODUCTION龋病作为全球高发疾病,与生物膜微生物群失调密切相关。S. mutans通过代谢产物改变牙菌斑微生态,其中约15%菌株携带合成MUC的基因簇BGC1。不同于广谱抗菌的细菌素,MUC特异性调控微生物互作,前期研究发现其可抑制白色念珠菌(C. albicans)毒力,但作用机制尚未阐明。RESULTSCytotoxicit
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-06-26
-
玉米赤霉烯酮通过mtDNA-STING-NFκB轴激活线粒体焦亡导致睾丸及TM4细胞损伤的机制研究
玉米赤霉烯酮(ZEA)作为谷物中常见的霉菌毒素,长期威胁人类和动物的生殖健康。尽管其雌激素样效应在雌性中的毒性已被广泛研究,但雄性生殖系统的损伤机制仍不明确。尤其令人担忧的是,全球85%以上的饲料被霉菌毒素污染,而玉米及其制品中ZEA检出率高达75%。随着ZEA在啤酒、乳制品等人类食品中的频繁检出,其每日摄入量已接近安全阈值。现有研究表明,ZEA可导致雄性动物睾丸萎缩和精子减少,但线粒体这一关键细胞器是否参与其毒性过程尚属空白。扬州大学的研究团队在《Chemico-Biological Interactions》发表的研究中,创新性地揭示了ZEA通过线粒体DNA(mtDNA)-STING-NF
来源:Chemico-Biological Interactions
时间:2025-06-26
-
母乳与黏蛋白聚糖协同塑造合成婴儿肠道微生物群落结构
婴儿出生后肠道微生物群的建立对其终身健康具有深远影响,这一过程受到饮食成分与宿主分泌物质的共同调控。母乳喂养婴儿的肠道中,母乳寡糖(HMOs)作为"第一益生元"促进双歧杆菌等有益菌增殖;与此同时,肠道黏液层逐渐发育,其核心成分黏蛋白聚糖为另一类微生物提供生存空间。有趣的是,这两类聚糖具有相似的结构单元(如半乳糖、N-乙酰葡糖胺等),使得部分细菌能同时利用它们。但当前尚不清楚,当这两类聚糖同时存在时,微生物群落如何通过竞争与合作建立平衡。这一科学问题的解答,对理解婴儿肠道菌群发育规律至关重要。荷兰瓦赫宁根大学的研究团队在《FEMS Microbiology Ecology》发表的研究中,创新性地
来源:FEMS Microbiology Ecology
时间:2025-06-26
-
基于吩噻嗪的高选择性荧光探针PHENOZ的开发及其在水样中痕量肼检测的应用
肼作为一种广泛应用于航空航天、制药和聚合物工业的高能化合物,其毒性问题日益凸显。这种被美国工业卫生学家会议(ACGIH)列为强致癌物的物质,在环境中的允许浓度阈值仅为0.31μM(10 ppb)。更棘手的是,传统检测方法如色谱分析和电化学传感往往面临成本高、操作复杂等瓶颈,而现有荧光探针又普遍存在对氰化物和胺类的交叉反应问题。这些挑战呼唤着新一代检测技术的出现。针对这一需求,来自土耳其加齐大学的研究团队在《Journal of Fluorescence》发表了一项创新研究。他们巧妙利用吩噻嗪优异的光稳定性和强荧光特性,设计开发了名为PHENOZ的荧光探针。这个仅需两步合成的分子结构,通过在吩噻
来源:Journal of Fluorescence
时间:2025-06-26
-
农业土地利用导致撒哈拉以南非洲土壤微生物功能组成比分类组成更广泛的同质化
研究背景撒哈拉以南非洲正面临人口激增与农业集约化的双重压力,自然生态系统向农田的转化导致土壤功能退化。土壤微生物作为生态系统的"隐形工程师",其多样性对维持养分循环和抑制病原体至关重要。然而,农业活动通过改变土壤pH、碳氮含量等环境条件,可能引发微生物群落的同质化——即不同地区的群落结构趋于相似。更值得警惕的是,微生物功能冗余(functional redundancy)可能导致分类组成差异显著的区域仍表现出相似的功能特征。这种功能同质化是否比分类同质化范围更广?其对土壤健康的影响如何?这些问题对制定可持续土地管理策略具有深远意义。来自北海道大学等机构的研究团队在《Soil Biology a
来源:Soil Biology and Biochemistry
时间:2025-06-26
-
高分辨率脂质组学解码土壤生物群落:脂质注释、定量及气候胁迫响应的突破性进展
土壤是地球上最复杂的生态系统之一,孕育着从细菌、真菌到植物和土壤动物的庞大生物网络。这些生物通过养分循环、碳储存和气候调节维持着地球的生命支持系统。然而,传统研究方法如基于基因的测序技术(如16S rDNA、ITS)虽能提供高分类分辨率,却受限于半定量性和“遗留DNA”干扰;而磷脂脂肪酸(PLFA)分析虽能定量反映微生物活性,但仅能识别宽泛的类群。面对日益严峻的气候变化和土地利用压力,如何精准解析土壤生物群落的组成与功能,成为生态学研究的核心挑战。为此,奥地利维也纳大学等机构的研究团队在《Soil Biology and Biochemistry》发表研究,开发了一套创新的高分辨率脂质组学工作
来源:Soil Biology and Biochemistry
时间:2025-06-26
-
基于多源遥感数据融合的茶园干旱分类模型构建与应用研究
(背景)在全球气候变化背景下,干旱已成为威胁茶叶生产的主要自然灾害,传统人工调查方法效率低下,而现有无人机遥感研究多依赖单一传感器数据。中国东部茶园2022年遭遇严重干旱,导致产量下降14%-33%,亟需开发高效精准的监测技术。(研究方案)山东省农业科学院等机构研究人员提出RSDCM模型,通过无人机搭载MS600 Pro(6波段)、Zenmuse H20T(RGB+TIR)传感器,在50米航高采集多源数据。创新性地结合改进GA-BP算法(NonUnifMutation算子优化)与MS+TIR数据融合策略,对比BP、SVM、RF、ELM等模型性能。0.7)和VIF<3筛选特征变量,最终输入10个
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-06-26
-
射频溅射沉积与超高温退火技术制备GaOx/CIGS薄膜的稳定MEMS气体传感器研究
随着《蒙特利尔议定书》的实施,空气污染对人类健康的威胁日益受到关注。其中,硫化氢(H2S)作为一种剧毒气体,即使低浓度(10 ppm)暴露也可能导致呼吸系统、神经系统损伤甚至死亡。传统气体传感器存在灵敏度低、抗干扰能力差等问题,而基于半导体材料的微机电系统(MEMS)传感器因其微型化、低功耗优势成为研究热点。然而,如何提升材料的气敏选择性和长期稳定性仍是技术瓶颈。为此,台湾的研究团队在《Sensors and Actuators B: Chemical》发表了一项创新研究。他们采用射频溅射沉积技术制备铜铟镓硒(CuInGaSe2, CIGS)薄膜,并通过超高温退火工艺在其表面生成氧化镓(GaO
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-06-26
-
紧凑型多通道深紫外LED荧光检测器的创新设计及其在PAHs高灵敏检测中的应用
多环芳烃(PAHs)作为广泛存在于环境中的强致癌污染物,其检测技术一直面临重大挑战。传统气相色谱(GC)对高沸点PAHs易产生残留,而高效液相色谱-荧光检测器(HPLC-FLD)虽灵敏度较高,但存在设备笨重、氙灯寿命短(约2000小时)等问题。更棘手的是,PAHs的荧光光谱跨度大(激发230-310 nm,发射300-600 nm),现有单通道LED诱导荧光(LED-IF)检测器难以实现多组分同步检测。此外,深紫外(DUV)波段还存在激发光强不足、散射光背景高等技术瓶颈,严重制约着检测灵敏度。中国科学院大连化学物理研究所团队在《Sensors and Actuators B: Chemical
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-06-26
-
钆掺杂四氧化三钴晶格应变与氧空位协同效应实现室温高效NO2传感
氮氧化物(NOx)污染已成为威胁人类健康与环境安全的重大挑战,其中二氧化氮(NO2)作为典型代表,不仅会引发呼吸系统疾病,更是酸雨和光化学烟雾的主要成因。尽管金属氧化物半导体(MOS)气体传感器因其成本低、易集成等优势被广泛研究,但传统Co3O4基传感器需在高温下工作,极大限制了实际应用。这一矛盾促使研究者探索通过稀土元素掺杂来突破材料性能瓶颈——钆(Gd)因其独特的4f75d1电子构型与强Lewis酸性,成为调控Co3O4表面化学反应的理想选择。印度SRM科学技术研究院的Pavithra Murugesh团队在《Sensors and Actuators B: Chemical》发表的研究中
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-06-26
-
基于超分子溶剂微萃取-氰基二硫腙加合物的痕量氰化物超灵敏微型光学传感器研究
【研究背景】氰化物(CN−)作为剧毒污染物,在电镀、采矿等行业广泛应用,其在水体中的浓度即使低于WHO规定的0.5 μg/mL限值仍具致命风险。传统检测方法如色谱、电化学分析等存在设备昂贵、前处理复杂等缺陷,而光谱法又受自吸收、背景散射干扰。更棘手的是,氰化物在中性pH下易转化为挥发性HCN,加剧检测难度。面对全球20亿人缺乏安全饮用水的严峻现实,开发简便、灵敏的现场检测技术迫在眉睫。【研究创新】沙特阿拉伯阿卜杜勒阿齐兹国王大学团队在《Sensing and Bio-Sensing Research》发表突破性成果,首次将超分子溶剂微萃取(SM-DLLME)与微型光谱技术联用。研究人员利用1-
来源:Sensing and Bio-Sensing Research
时间:2025-06-26
-
综述:硼掺杂金刚石电极在酶法和非酶法电化学葡萄糖检测中的应用
硼掺杂金刚石(BDD)电极因其独特的电化学特性,正在葡萄糖检测领域引发革命性变革。这种电极材料展现出3.5V的超宽电位窗口,比传统电极高出50%,使其能够检测高氧化电位下的葡萄糖分子而不会引发水分解析氧干扰。在结构特性方面,BDD的sp3杂化碳骨架通过掺入硼原子形成空穴导电机制,当硼掺杂浓度超过1020 atoms/cm3时呈现类金属导电性。这种特性使其背景电流低至纳安级别,信噪比提升显著。非酶法检测策略中,镍修饰BDD电极通过Ni2+/Ni3+氧化还原对实现葡萄糖直接氧化。最新研究显示,Ni-纳米金刚石/BDD复合电极达到0.05μM的惊人检测限,在人体血清测试中回收率达96.1%。而铜修饰
来源:Sensing and Bio-Sensing Research
时间:2025-06-26
-
丛枝菌根真菌与蚯蚓协同调控生长素促进柑橘生长并通过土壤球囊霉素增强有机碳固存
土壤作为陆地生态系统中最大的碳库,其固碳能力对缓解气候变化至关重要。然而,微生物与土壤动物如何协同驱动有机碳转化仍是未解之谜。柑橘作为全球重要经济作物,其根系依赖丛枝菌根真菌(AMF)共生,而蚯蚓活动常见于果园土壤,两者在碳循环中的交互作用尚未阐明。针对这一科学空白,国内研究人员通过控制实验揭示了AMF(Funneliformis mosseae)与蚯蚓(Pheretima guillemi)对柑橘砧木(Poncirus trifoliata)生长和碳固定的协同机制。研究采用盆栽实验设计,通过AMF接种(80g含1840孢子的菌剂)和蚯蚓引入(3条/盆)构建四种处理组合。关键技术包括:1) 湿
来源:Scientia Horticulturae
时间:2025-06-26
-
亚热带城市生态系统中多维功能性状的阶段依赖性调控:外来植物入侵与本地群落抵抗的互作机制
生物入侵正以空前的速度重塑全球生态系统,而城市化进程加剧了这一现象。在亚热带地区,人类活动频繁的城郊生态系统成为外来物种入侵的"热点区域"。尽管埃尔顿(Elton)的生物抗性假说认为物种丰富的群落更能抵抗入侵者,但这一理论存在明显的背景依赖性——空间尺度、入侵阶段和群落构建过程都会影响其有效性。更关键的是,关于入侵过程中本地与外来物种功能性状如何动态互作从而调控群落可入侵性(Community Invasibility Index, CII)的机制仍不清楚。这直接制约了城市生态系统的精准管理。为破解这一难题,浙江师范大学的研究团队在金华市郊建立了290个草本样方,系统分析了8个多维功能性状(包
来源:Plant Diversity
时间:2025-06-26