中国化学会2010年第一次工作会议纪要 2010年5月10-11日 中国化学会2010年第一次工作会议在北京香山举行 来自全国28个 地方化学/化学化工学会 中国化学会14个学科/专业委员会及部分团体会员单位代表84名参 加了会议 中国化学会副理事长习复 秘书长姚建年 副秘书长方智 邱勇 刘忠范 刘

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2 中国化学会2010年第一次工作会议纪要 2010年5月10-11日 中国化学会2010年第一次工作会议在北京香山举行 来自全国28个 地方化学/化学化工学会 中国化学会14个学科/专业委员会及部分团体会员单位代表84名参 加了会议 中国化学会副理事长习复 秘书长姚建年 副秘书长方智 邱勇 刘忠范 刘维民 帅志刚 杨振忠出席并主持了会议 本次工作会议主要讨论了中国化学会第九次全国会员代表大会以及理事会换届 学科专 业委员会换届方案 中国化学会会章的修改 2011年国际化学年方案等内容 鉴于中国化学会第九次全国会员代表大会即将于今年年底举行 会议就 中国化学会第 九次全国会员代表大会方案 中国化学会理事会换届方案 地方学会推荐中国化学会 第九次全国会员代表大会代表和第二十八届理事候选人方案 学科/专业委员会推荐中国 化学会第九次全国会员代表大会代表和第二十八届理事候选人方案 团体会员单位推荐 中国化学会第九次全国会员代表大会代表和第二十八届理事候选人方案 学科/专业委员 会换届方案 以及 中国化学会会章 修改进行了细致的讨论 会议代表对以上方案整体上 表示了赞同 会议并就其中一些事项进一步进行了确认和强调 1) 尽早确定第九次全国会员代表大会召开的具体时间 以保证参会代表可以安排时间参 会 2) 地方学会 学科/专业委员会和团体会员单位须按指定的时间完成推荐学会九大代表和 理事候选人的推荐和遴选工作 并将代表和理事候选人的名单及时报送中国化学会 3) 学科/专委会的换届与理事会同步进行 并籍本次理事会换届之机调整好委员会届别 与委员任职时间 保持与理事会任期一致 4) 在会章中加入学科/专业委员会的责任和义务 学科/专业委员会应按时提交年度工作 报告 并接受学会的督促 5) 暂时不发展永久会员 留待下一届常务理事会讨论后决定 2011年是联合国宣布的 国际化学年 本次会议上 代表就国际化学年在中国的方案 和各项活动内容安排进行了讨论 会议一致认为 国际化学年是展示化学魅力 提高化学地 位 树立化学正面形象的重要机会 要向公众积极宣传化学对社会经济的可持续发展和环境 改善的重要作用 更要积极争取政府有关部门的领导和参与 以求得在国际和全国范围内创 造更大的影响力 会议代表还积极为国际化学年的筹划和组织出谋划策 如 1) 要注意化学年各项活动的高端性和普遍性的结合 2) 争取政府和相关部门领导和参与国际化学年各项活动的组织 增强活动的声势和影响 力 3) 注意保持与媒体的良好沟通 有效利用媒体的力量达到宣传化学的目的 4) 注意向公众解释化学 消除公众对化学的误解和恐惧 5) 要使用数据和具体事例进行宣传 增强宣传的说服力 6) 要依托和发挥学科/专业委员会的作用 许多活动可以由学科/专业委员会承担并积极 提供宣传的素材 7) 希望各地方学会结合本地的特点 积极酝酿国际化学年相应的活动计划 8) 要鼓励化学领域学生和年轻人的热情和创造力 组织和实施各项活动 另外 代表们还对学会工作提出了一些意见和建议 如 随着学会网络化建设的发展 进 一步理顺与地方学会的会员会籍关系 加强学会网站和数据库建设 加强学会对企业会员的 吸引力 大力吸收团体会员等

3 学 会 资 讯 中 国 化 学 会 2010 年 第 一 次 工 作 会 议 纪 要 白 春 礼 : 为 什 么 我 们 所 期 望 的 科 学 大 师 迟 迟 难 以 出 现 第 二 届 太 阳 燃 料 和 太 阳 电 池 国 际 会 议 第 二 届 全 国 公 共 安 全 领 域 中 的 化 学 问 题 学 术 研 讨 会 在 海 南 三 亚 举 行 清 华 大 学 张 新 荣 入 选 英 国 皇 家 化 学 会 会 士 主 题 文 章 科 学 家 称 地 球 生 态 系 统 正 在 逼 近 九 大 极 限 环 境 中 痕 量 放 射 性 核 素 的 直 接 电 喷 雾 萃 取 电 离 质 谱 分 析 王 晓 东 : 科 学 家 要 耐 得 住 寂 寞 科 学 新 闻 : 垃 圾 焚 烧 争 论 自 然 : 甲 型 H1N1 流 感 大 流 行 一 周 年 记 科 学 动 态 手 机 致 癌 堪 比 香 烟 直 板 机 型 辐 射 最 大 自 然 社 论 : 文 献 开 放 获 取 或 将 大 范 围 实 现 中 国 首 份 开 放 获 取 期 刊 纳 米 研 究 成 功 进 入 SCI-E 美 博 士 学 位 1/7 授 中 国 人 为 美 学 术 界 带 来 新 气 象 合 成 有 助 控 制 癌 症 扩 散 的 分 子 利 用 太 阳 能 和 空 气 中 的 二 氧 化 碳 制 造 生 物 燃 料 科 学 家 们 创 造 了 世 界 上 首 个 分 子 晶 体 管 Chem.Commun.: 纤 维 素 催 化 转 化 新 进 展 科 学 : 科 学 家 拍 摄 到 电 子 在 细 胞 中 移 动 图 象 自 然 纳 米 技 术 : 利 用 病 毒 从 水 中 分 离 出 氢 日 本 研 发 新 型 塑 料 片 硬 度 相 当 于 钢 铁 2 到 5 倍 将 药 物 递 送 到 肿 瘤 之 内 研 究 发 现 体 内 二 氧 化 碳 浓 度 过 高 可 引 起 濒 死 体 验 科 学 家 设 计 微 型 3D 地 球 一 颗 盐 粒 容 纳 千 个 地 球 科 学 家 利 用 社 交 网 站 分 享 科 研 信 息 Science:DNA 复 制 中 核 小 体 装 配 方 式 Langmuir: 纳 米 线 表 面 SAM 修 饰 应 用 于 生 物 检 测 新 进 展 科 研 人 员 开 发 出 检 测 牛 奶 中 的 三 聚 氰 胺 的 新 方 法 新 的 成 像 技 术 让 痕 量 化 学 物 质 显 形 烟 草 基 因 改 造 后 含 油 量 提 高 或 成 为 生 物 燃 料 清 华 大 学 多 酸 手 性 化 合 物 研 究 方 面 取 得 新 进 展 美 科 学 家 将 制 造 悬 浮 金 属 液 滴 揭 开 玻 璃 之 谜 美 日 德 科 学 家 发 现 世 界 上 最 小 超 导 体 中 国 科 学 院 北 京 化 学 研 究 所 在 多 铁 性 分 子 材 料 研 究 方 面 取 得 重 要 进 展 超 薄 塑 料 可 快 速 充 放 电 电 池 时 代 或 将 终 结 智 能 共 聚 物 合 成 方 面 取 得 新 进 展 上 海 有 机 所 在 n- 型 有 机 半 导 体 材 料 研 究 方 面 取 得 重 要 进 展 中 国 科 学 院 大 连 化 学 物 理 研 究 所 石 墨 烯 研 究 取 得 新 进 展 我 国 研 制 成 功 新 型 三 维 图 像 悬 浮 显 示 装 置 研 究 将 农 作 物 废 料 转 化 为 液 态 烃 中 国 科 学 院 大 连 化 学 物 理 研 究 所 物 理 吸 附 储 氢 材 料 研 究 取 得 新 进 展 中 国 科 学 院 大 连 化 学 物 理 研 究 所 研 究 人 员 首 次 观 察 到 水 凝 胶 含 水 状 态 下 表 面 微 纳 结 构 大 孔 吸 附 树 脂 对 黄 酮 类 化 合 物 选 择 性 吸 附 机 理 研 究 取 得 新 进 展 中 国 科 学 院 北 京 化 学 研 究 所 在 功 能 材 料 的 可 控 组 装 聚 集 态 结 构 和 性 能 研 究 方 面 取 得 系 列 进 展 中 国 科 学 院 北 京 化 学 研 究 所 利 用 光 子 晶 体 实 现 高 性 能 光 信 息 存 储 科 学 家 巧 用 沾 笔 纳 米 光 刻 技 术 获 得 生 物 超 材 料 李 政 道 设 计 伽 利 略 铜 像 在 意 大 利 落 成 先 进 材 料 出 版 中 国 科 大 专 刊 PNAS: 科 学 家 成 功 实 现 老 鼠 视 神 经 再 生 封

4 6 纳 米 大 小 磁 纳 米 点 研 制 成 功 研 究 显 示 : 橄 榄 油 具 有 预 防 溃 疡 性 肠 炎 功 效 美 专 家 建 议 : 孕 妇 应 该 适 当 补 充 维 生 素 D 超 导 量 子 计 算 机 有 了 首 个 光 电 开 关 哈 尔 滨 工 业 大 学 甘 阳 教 授 发 现 纳 米 刷 子 可 清 除 AFM 探 针 污 染 日 本 科 学 家 用 白 鼠 皮 肤 细 胞 制 出 仿 真 人 类 手 指 巴 研 究 消 化 酶 生 产 生 物 燃 料 的 方 法 中 国 科 学 院 物 理 研 究 所 在 碳 晶 体 结 构 理 论 计 算 研 究 方 面 获 新 进 展 中 国 科 学 院 力 学 研 究 所 仿 生 材 料 研 究 取 得 新 进 展 Nature: 生 态 系 统 硝 酸 盐 和 有 机 碳 浓 度 间 的 反 向 关 系 上 海 有 机 所 在 钯 催 化 烯 丙 基 取 代 反 应 动 力 学 拆 分 方 面 工 作 新 进 展 缩 氨 基 硫 脲 类 抗 肿 瘤 化 合 物 研 究 取 得 进 展 中 科 院 武 汉 物 理 与 数 学 研 究 所 在 固 体 核 磁 共 振 方 法 研 究 方 面 取 得 新 进 展 重 新 编 程 的 微 生 物 分 泌 出 了 可 再 生 生 物 燃 料 油 研 究 称 每 年 冰 川 融 化 对 海 平 面 上 涨 影 响 甚 微 纳 米 传 感 器 可 以 对 在 地 震 中 易 倒 塌 的 建 筑 物 发 出 警 报 两 篇 高 被 引 论 文 因 数 据 不 可 靠 遭 撤 回 科 技 日 报 : 不 要 和 外 星 人 说 话 的 弦 外 之 音 科 学 家 成 功 操 控 单 原 子 中 电 子 自 旋 方 向 Nature Methods: 检 测 单 个 转 录 本 的 新 方 法 中 国 无 纸 化 办 公 导 致 全 球 卫 生 纸 行 业 原 料 短 缺 三 角 褐 指 藻 海 洋 镉 污 染 的 清 道 夫 Nature Nanotechnology: 净 水 芯 片 可 分 离 出 99% 的 污 染 物 Langmuir: 回 收 纳 米 微 粒 的 新 技 术 饶 子 和 作 新 药 发 现 报 告 : 抗 非 典 药 物 已 研 制 成 功 Nano Lett.:ATP 成 功 驱 动 和 控 制 的 生 物 纳 米 电 子 混 合 晶 体 管 回 收 小 垃 圾 烟 蒂 中 科 院 研 发 LED 灯 光 上 网 灯 下 即 可 无 线 上 网 评 论 : 科 学 的 光 环 是 如 何 失 落 的 李 灿 院 士 受 邀 出 任 化 学 通 讯 副 主 编 自 然 : 科 学 家 揭 开 人 体 抵 抗 艾 滋 病 病 毒 之 谜 冰 岛 火 山 喷 发 帮 了 个 大 忙? 10 大 生 态 灭 绝 Nature Materials: 制 出 迄 今 最 大 自 组 装 分 子 纸 Small: 自 组 装 的 DNA 分 子 开 关 成 功 研 制 Science: 揭 密 西 藏 人 血 红 蛋 白 浓 度 低 的 原 因 Nature: 分 子 纳 米 机 器 人 新 突 破 让 手 机 五 千 年 都 不 用 充 电 美 国 研 发 超 级 核 电 池 美 韩 科 研 人 员 制 造 出 世 界 上 最 小 纳 米 泵 自 然 方 法 学 特 写 : 无 需 标 记 的 激 光 特 技 中 国 科 学 院 化 学 研 究 所 成 功 合 成 新 的 碳 同 素 异 形 体 - 石 墨 炔 PNAS: 绿 茶 中 EGCG 可 解 除 蛋 白 质 异 常 沉 积 带 来 的 毒 性 科 普 天 地 自 然 新 子 刊 自 然 通 讯 发 布 创 刊 号 59 漂 浮 在 水 面 上 的 水 珠 60 紫 杉 醇 与 红 豆 杉 60 研 究 发 现 天 然 反 式 脂 肪 酸 也 不 利 于 健 康 62 对 反 式 脂 肪 酸 的 检 测 方 法 探 讨 62 科 学 家 揭 开 有 时 热 水 冻 结 速 度 超 过 冷 水 之 谜 63 姆 佩 巴 效 应 得 名 由 来 64 国 际 禁 毒 日 专 题 64 珍 爱 生 命 远 离 毒 品 66 预 防 消 化 道 癌 从 餐 桌 习 惯 做 起 69 食 用 受 到 三 聚 氰 胺 高 度 污 染 的 饲 料 的 鸡 所 产 的 蛋 几 乎 不 含 三 聚 氰 胺 69 董 川 开 讲 影 响 动 物 寿 命 因 素 的 探 讨 70 化 学 教 学 理 念 成 就 个 性 个 性 昭 示 未 来 化 学 与 生 活 (Chemistry and Life) 化 学 通 讯 主 编 : 安 立 佳 主 任 : 吕 世 权 编 辑 : 王 重 洋 孙 智 权 通 讯 地 址 : 吉 林 省 长 春 市 人 民 大 街 5625 号 (130022) 网 址 : 联 系 电 话 : 电 子 邮 箱 :hxtx@ciac.jl.cn 印 刷 装 订 : 吉 林 省 保 隆 冠 彩 印 刷 责 任 有 限 公 司 印 数 :20000 册

5 Newsletter Chemical 化学通讯 白春礼 为什么我们所期望的科学大师迟迟难以出现 创新期待 标新立异 中国改革开放30年了 经济发展迅速 科技投入不断增加 为什么我们所期望的科学大师却迟迟难以出现 首先 课程教学仍以知识传授为主 缺乏探究式教学和实 践活动 科学探究式教学 能让学生体验科学探究的过程与方 这里面有很多原因 学术界也众说纷纭 其中有一点值得 法 而不只是被动地接受一些科学的结论 这有利于学生通过 深思 就是中国传统文化中某些循规蹈矩 中庸保守的因素 在 探究式学习理解科学理论 学习科技技能 形成科学态度 情感 很大程度上禁锢了人们的创新思维 不利于培养科学大师和领 与价值观 培养创新意识和实践能力 军人才 甚至一些有可能成为大师的 苗子 也会被扼杀 其次 不同程度地忽视基础理论教育 科学史表明 科技人 我国学术环境中 有功利性太强 过于浮躁的成分 也使得 员能否做出新理论发现和新技术发明 很大程度上取决于其对 科学家最好沿袭别人所开创的领域 走一条稳妥 安全的路 科学知识和高度相关技术能否全面灵活地加以掌握 具有完善 而不敢 标新立异 不敢创新 怕当 出头鸟 在传统的语境 的科学知识结构 掌握最前沿的科学知识 是科技领军人才素 中 标新立异 并不是一个褒义词 但是在科技创新领域 这 质的重要特征 个词所代表的精神却不可或缺 第三 不重视研究生思维方法等科学素质的教育和培养 科学尊重首创和优先权 鼓励发现和创造新的知识 鼓励 大凡科技领军人才 都在培养和提高自己科学方法能力上下过 知识的创造性应用 创新需要学术自由 需要坚持在真理面前 功夫 美国科 学 社会 学家曾采访过美国在世的诺贝尔奖获得 人人平等 需要有创新的勇气和自信心 者 发现他们在读研究生期间十分重视向他们的导师学习科学 科学大师的出现源于重大的创新成果 而大成果产出必须 研究方法 其中许多导师本身也是诺贝尔奖获得者 对他们来 要有一个学术气氛浓厚 宽松的环境 有一个静心搞学问的氛 说 读研究生的主要收益在于打下一个包括工作标准和思想方 围 蔡元培当年在担任北京大学校长时 以 兼容并包 的胸怀 式在内的比较广泛的基础 对待人才 培养和造就了一批杰出的大师级人才 铸就了北京大 教育的基本目标不仅要培养对社会有用的通才 还要培养 学的金字招牌 蔡元培的人才观就是尊重人才的个性 扬其所 具有创新 精神和能力的专才 在教学中要学习先 进的教育 理 长 避其所短 体现的是爱才之心 识才之智 容才之量 用才 念 把素质教育和启发式教学贯穿于人才培养的全过程 把高 之艺 等教育与科技创新实践密切结合 有针对性地加强对杰出科技 怎样才能培养出有个性的创新之才 最重要的应该是改革 创新人才的培养 国家中长期教育改革与发展规划纲要 对 教育 当前的中国 最让人诟病的是应试教育 重视知识灌输 素质教育提出了新的要求 我们寄希望于该 纲要 的深入贯彻 忽视创新能力培养 片面追求升学率 忽视了人才的个性发展 实施能对创新型人才培养提供高水平素质教育的基础 没有把通才教育与专才教育有机结合起来 在培养学生的个性 人民日报记者赵亚辉整理 和创新能力方面更显不足 学会资讯/化学通讯

6 Chemical Newsletter 化学通讯 第二届太阳燃料和太阳电池国际会议 The 2nd International Symposium on Solar Fuels and Solar Cells 征稿通知 1) 中国科学院大连化学物理研究所链接: 第二届太阳燃料和太阳电池国际会议 即第十五届国际光 合作用大会的会后会 将于2010年8月28-31日在美丽的滨海城 News/news htm 市-大连举行 本次会议由中科院大连化学物理研究所和大连 2) 大连理工大学链接: h t t p: //f i n e c h e m.d l u t.e d u.c n / 2 n d - I n t e r n a t io n a l - 理 工大学联 合举办, 届时将 有数十位国际和国内著名的太阳 能研究领域的专家 学者莅临与会并做大会报告 值此盛会即 Symposium-on-Solar-Fuels-and-Solar-Cells/ 将召开之际 我们诚挚地邀请您的参加 并热切期待与您的交 联系方式 流 学术问题请联系韩洪宪博士 中科 院 大 连 化学 物 理 研 究 所- 催 化 基 础国家 重 点实 验 室 本次会议的主题将围绕当前太阳能利用研究中的两个最主 要的发展方向-太阳燃料和太阳电池来进行 具体讨论的主要议 503组 电话: ; 传真: ; 题有 1. 人工光合作用制备太阳燃料 包括光催化分解水制氢 光催化还原二氧化碳等前沿应用基础科学问题; 2. 太阳能光 电子邮箱: hxhan@dicp.ac.cn 化学转化中遇到的瓶颈科学问题; 3. 太阳电池研究新技术 新 一般会务问题请联系方堃女士 材料 新工艺等 更多详情请登陆以下相关网站 电话: ; 传真: ; 电子邮箱: kunfang@dicp.ac.cn 第二届全国公共安全领域中的 化学问题学术研讨会在海南三亚举行 北京微量化学研究所所长郑九天主持 大会主席何林涛研究员 致欢迎词并介绍了会议的筹备情况 主办单位中国化学会的领 导方智常务副秘书长出席会议并致辞 本次会 议的会 议日程 安 排 得 较 紧凑 第一 天 全 天大会报 告 到 会的三位院士分别以 重 视化学 灾害与灾 难的系 统 研 究 公共安全化学的历史与展望 和 中国多环芳烃排放 迁移和呼吸暴露风险 为题做了精彩的大会特邀报告 另外还 有来自北京微量化学研究所 中国人民公安大学 防化研究院 首都师范大学以及布鲁克光谱仪器公司的5位教授 研究员和技 术专家分别就反恐 毒品 防化以及仪器发展等领域中化学研 究问题做了大会报告 第二天是分组报告和交流 会 议按照公 安领域 反恐和防化领域以及食品 环境分析及相关新技术三 由中国化学会主办 北京微量化学研究所 中国人民公安大 学 中国人民解放军防化研究院 首都师范大学共同承办的第 个领域进行了分组 参会代表根据各自的研究工作在各分会场 进行了分组报告和研讨交流 二届全国 公共安全领域中的化学问题 学术研讨会 于2010年 本次会 议共征集论文12 2篇 经审核收录 9 2篇 汇编后以 3月14日-18日在风景秀丽的海南省三亚南山旅游文化区内的南 公共安全中的化学问题研究进展 一书在中国人民公安大学 山迎宾馆胜利召开 会议的主题为 科学发展与化学安全 出版社出版 全书分进展评述 知识介绍 研究论文 研究简报 本次会议邀请了国家信息化专家委员会副主任 全军信息化 和摘要五个部分 内容涉及公安领域中的化学问题研究 反恐 专家委员会委员何德全院士 中国人民解放军防化研究院陈冀 和防化领域中的化学问题研究 食品安全和环境安全等公众安 胜院士 北京大学城市与环境学院的陶澍院士参加大会 有来 全与健康领域中的化学问题 自15个省 市 自治区的96位代表参加了会议 会议由承办单位 学会资讯/化学通讯 化学在公共安全领域的应用十分广泛 并且具有重要的发

7 Newsletter Chemical 化学通讯 展和应用前景 本次会议通过大会报告和分组报告的形式进行 察了三亚市的市区 南山旅游文化区 天涯海角 鹿回头风情园 了广泛 深入探讨和交流 达到了预期的目的 通过交流为致力 和亚龙湾 使代表们亲身见证了三亚的城市发展 同时充分享 于公共安全中化学问题研究的广大化学工作者建立了联系 使 受了三亚的阳光 海滩和美景 更多的化学工作者更加重视该领域的研究工作 并针对公共安 在主办单位中国化学会的正确领导下 经过主要承办单位 全建设中的化学问题和技术 以公共安全对化学技术的需求为 北京微量化学研究所的认真组织和周密安排 在中国人民公安 出发点 探讨了化学在公共安全领域中的应用 为加强在国防 大学 中国人民解放军防化研究院和首都师范大学的积极配合 公共安全 安全保卫等领域开展的化学学术交流搭建了平台 和支持下 本次会议取得了圆满成功 在会议期间 会议的主办 从而进一步推动化学在公共安全领域研究的可持续发展与和 和承办单位的负责人经初步商讨决定 下一届会议将于2011年 谐发展 为构建社会主义和谐社会 确保国家的长治久安做出 10月左右召开 由首都师范大学主要承办 会议地点暂定在山东 贡献 烟台 希望广大化学工作者继续关注并投身公共安全领域中化 在完成紧张的交流和研讨之后 本次会议组织参会代表考 学问题的研究工作 下一届会议再相聚 清华大学张新荣入选英国皇家化学会会士 日前 清 华大学化学系教 授 张 新 荣 接 到 英国皇 家化学会 英国皇家化学会成立于1841年 是世界上历史最悠久的化 主席的通知 获悉其入选英国皇家化学会会士 Fellow of the 学学术团体 是欧洲最大的化学科学团体 也是国际上最有影 Royal Society of Chemistry, FRSC 这是继张希和帅志刚入 响的国际权威学术机构之一 选后 清华大学化学系第三位教授入选 附 张新荣简介 张新荣课题组 清华大学教授 博士生导师 1982年毕业于陕西师大化学 1998-至今任清华大学化学系教授 博士生导师 从事光谱/质谱 系(学士) 1985年毕业于陕西师大化学系 硕士 1997年毕业 分析的方法 仪器和应用研究 共发表学术论文170余篇 他人 于比利时根特大学 博士 年在陕西师大化学系工 引用1700余次 主持过国家自然科学基金面上和重点项目 863 作 年在比利时根特大学原子能研究所学习 工作 项目 科技部重大专项 国际原子能机构项目等 学会资讯/化学通讯

8 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 科 学 家 称 地 球 生 态 系 统 正 在 逼 近 九 大 极 限 对 人 类 而 言, 地 球 迄 今 仍 然 是 个 得 天 独 厚 的 乐 园 过 去 一 万 年 以 来, 人 类 在 农 业 工 业 科 技 以 及 文 化 上 所 取 得 的 绝 大 多 数 成 就 都 发 生 在 一 个 十 分 温 和 的 时 期 在 地 球 自 然 系 统 的 调 节 下, 这 个 时 期 的 地 质 气 温 以 及 环 境 都 维 持 在 一 个 相 对 平 稳 的 范 围 内, 没 有 太 大 的 波 动 较 之 此 前 的 更 新 世 和 上 新 世, 这 一 万 年 的 平 静 实 属 难 得, 因 此, 学 者 们 将 其 称 为 地 球 的 全 新 世 自 18 世 纪 末 人 类 进 入 工 业 化 时 代 起, 人 类 又 进 入 了 一 个 被 称 为 人 类 世 的 新 时 期 在 这 个 时 期, 人 类 逐 渐 从 大 自 然 手 中 夺 过 了 船 舵, 成 为 了 这 个 星 球 的 新 主 人 : 地 球 上 所 有 的 系 统 由 人 定 义 受 人 统 治 但 当 人 类 雄 心 勃 勃 向 大 自 然 宣 战 渴 望 战 胜 自 然, 征 服 世 界 的 时 候 却 发 现 其 实 一 开 始 我 们 就 错 了 - 人 与 自 然 间 本 是 共 生 共 赢 的 手 足, 而 非 你 死 我 活 的 仇 敌 可 惜 的 是, 至 今 还 有 不 少 人 没 有 意 识 到 这 一 点, 他 们 仍 旧 沉 迷 在 与 天 斗 其 乐 无 穷 的 自 我 膨 胀 当 中 近 年 来, 能 源 告 急 资 源 告 急 环 境 告 急 全 球 近 70 亿 人 的 需 求 几 乎 要 把 地 球 推 向 崩 溃 的 边 缘 通 过 直 观 感 受, 一 部 分 人 逐 渐 意 识 到 了 气 候 变 化 所 带 来 的 严 峻 威 胁, 但 这 远 远 不 够 : 环 境 污 染 海 洋 酸 化 物 种 灭 绝 等 其 他 问 题 的 严 重 程 度 丝 毫 不 逊 于 此 在 这 样 的 情 况 下, 不 少 人 都 发 出 了 照 这 样 下 去 地 球 到 底 还 能 持 续 多 久? 地 球 的 承 载 能 力 有 无 极 限? 人 类 还 有 多 大 回 旋 余 地? 这 样 的 疑 问 2009 年, 瑞 典 斯 德 哥 尔 摩 环 境 研 究 所 所 长 约 翰 罗 克 斯 特 伦 与 来 自 环 境 地 球 系 统 领 域 的 28 位 国 际 专 家 组 成 了 一 个 研 究 小 组, 对 上 述 问 题 作 出 了 回 答 该 团 队 的 成 员 包 括 1995 年 诺 贝 尔 化 学 奖 得 主 保 罗 克 鲁 岑 美 国 宇 航 局 气 候 学 家 詹 姆 斯 汉 森 盖 亚 学 研 究 员 和 临 界 点 专 家 蒂 姆 莱 顿 以 及 德 国 总 理 首 席 环 境 顾 问 汉 斯 乔 吉 姆 舍 伦 伯 等 根 据 对 地 球 系 统 的 科 学 认 识, 研 究 小 组 确 定 了 9 个 对 人 类 生 存 至 关 重 要 的 地 球 生 命 支 持 系 统, 并 对 目 前 人 类 的 消 耗 水 平 和 系 统 的 临 界 点 进 行 了 量 化 和 评 估 研 究 人 员 警 告 称, 一 旦 9 个 临 界 点 全 部 或 者 大 部 分 被 突 破, 人 类 生 存 环 境 将 面 临 不 可 逆 转 的 变 化, 此 后 的 地 球 将 不 再 像 今 天 这 样 的 和 蔼 可 亲 罗 克 斯 特 伦 称, 由 于 认 知 水 平 的 限 制 和 大 量 不 确 定 因 素 的 存 在, 这 些 临 界 点 目 前 还 只 是 一 种 粗 略 的 估 计 但 相 对 警 示 而 言, 我 们 更 应 将 其 看 作 是 一 个 喘 息 的 时 机, 一 个 改 变 的 机 会 因 此 他 更 愿 意 将 这 些 临 界 点 定 义 为 人 类 生 存 发 展 的 安 全 空 间 1. 海 洋 酸 化 海 洋 酸 化 严 重 威 胁 到 珊 瑚 礁 的 生 存 指 标 : 全 球 文 石 ( 也 称 霰 石, 是 一 种 亚 稳 态 的 碳 酸 钙 ) 饱 和 度 比 率 临 界 点 : 工 业 化 前 水 平 : 当 前 值 :2.9 1 评 估 : 本 世 纪 中 叶 将 有 部 分 海 洋 超 出 警 戒 线 直 到 10 年 前, 海 洋 酸 化 还 是 个 很 少 有 人 提 及 的 新 鲜 话 题 但 随 着 大 气 中 二 氧 化 碳 的 日 渐 增 多, 海 洋 酸 化 和 气 候 变 化 一 样 也 成 了 我 们 不 得 不 面 对 的 难 题 数 据 显 示, 自 工 业 革 命 以 来, 全 球 海 洋 浅 层 海 水 的 ph 值 已 由 8.16 下 降 到 了 8.05 其 实, 酸 化 本 身 并 不 是 主 要 问 题, 真 正 严 重 的 是 由 其 引 起 的 连 锁 反 应 浅 层 海 水 中 碳 酸 钙 饱 和 度 的 降 低 便 是 其 中 最 让 人 担 心 的 一 点 虽 然 就 目 前 而 言 还 不 是 特 别 严 重, 但 一 旦 其 低 于 某 一 阀 值, 像 海 螺 珊 瑚 这 样 以 碳 酸 钙 为 主 要 发 育 条 件 的 外 骨 骼 海 洋 生 物 就 将 面 临 被 海 水 溶 解 的 风 险 至 今 为 止, 全 球 海 洋 文 石 饱 和 率 已 经 从 工 业 化 前 的 下 降 到 了 现 在 的 这 意 味 着 目 前 仍 有 3 倍 于 极 限 值 的 文 石 能 抵 消 海 洋 酸 化 对 外 骨 骼 类 海 洋 生 物 的 影 响, 但 前 提 是 不 考 虑 地 域 差 异 因 素 最 近 的 研 究 表 明, 位 于 地 球 两 极 的 海 洋 文 石 饱 和 率 极 有 可 能 在 2050 年 左 右 下 降 到 1 1 以 下 没 有 人 知 道 在 这 之 后 会 发 生 什 么 目 前 能 想 到 的 情 况 是 : 珊 瑚 等 生 物 大 面 积 灭 绝 ; 没 有 生 命 的 海 洋 从 大 气 中 吸 收 二 氧 化 碳 的 能 力 大 幅 下 降, 地 球 也 将 变 得 更 热 为 了 预 防 这 种 情 况 的 发 生, 临 界 点 研 究 小 组 将 海 洋 酸 化 的 安 全 下 限 确 定 为 主 题 文 章 / 化 学 通 讯

9 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 2. 臭 氧 浓 度 臭 氧 层 变 薄 与 气 候 变 化 间 可 能 也 存 在 着 某 种 关 联 指 标 : 平 流 层 臭 氧 浓 度 临 界 点 :276 个 多 布 森 单 位 当 前 值 :283 个 多 布 森 单 位 评 估 : 安 全 但 亟 待 改 善 即 便 在 今 天 看 来, 上 世 纪 70 年 代 开 始 的 臭 氧 层 空 洞 研 究 仍 是 环 境 科 普 的 一 个 典 型 案 例 而 上 世 纪 70 年 代, 包 括 保 罗 克 鲁 岑 在 内 的 3 位 科 学 家 就 提 出 了 全 氯 氟 烃 会 严 重 损 害 地 球 臭 氧 层 的 问 题 1985 年, 英 国 南 极 探 险 队 队 长 法 曼 更 是 以 亲 身 经 历 证 明 了 南 极 上 空 每 年 9 月 11 月 都 会 出 现 臭 氧 空 洞 这 一 事 实 1987 年 9 月 16 日,24 个 主 要 工 业 国 签 署 了 关 于 消 耗 臭 氧 层 物 质 的 蒙 特 利 尔 议 定 书, 要 求 逐 步 停 止 使 用 危 害 臭 氧 层 的 化 学 物 质 随 后 在 媒 体 的 大 声 疾 呼 和 政 府 的 高 度 关 注 下, 拒 绝 全 氯 氟 烃 类 产 品 保 护 臭 氧 层 逐 渐 成 了 人 们 的 共 识 1995 年, 提 出 这 一 问 题 的 3 位 科 学 家 也 被 授 予 了 诺 贝 尔 化 学 奖 时 至 今 日, 臭 名 昭 著 的 氟 利 昂 等 化 学 物 质 已 被 禁 用, 危 机 似 乎 已 经 过 去 取 而 代 之 的 是 今 天 人 所 共 知 的 全 球 变 暖 问 题 但 近 几 年 的 研 究 发 现, 臭 氧 层 变 薄 与 气 候 变 化 间 可 能 也 存 在 着 某 种 关 联 研 究 称, 随 着 大 气 中 二 氧 化 碳 浓 度 和 地 表 温 度 的 增 高, 接 近 地 表 对 流 层 的 温 度 也 会 随 之 上 升 对 流 层 温 度 的 升 高 又 会 导 致 平 流 层 温 度 的 下 降, 这 一 系 列 连 锁 反 应 最 终 会 导 致 破 坏 臭 氧 层 的 化 学 反 应 加 速 因 此, 虽 然 目 前 臭 氧 层 的 厚 度 还 在 安 全 范 围 之 内, 但 我 们 仍 不 可 掉 以 轻 心 3. 淡 水 消 耗 量 淡 水 资 源 匮 乏 已 成 为 全 球 性 问 题 标 准 : 淡 水 年 消 耗 量 临 界 点 :4000 立 方 公 里 当 前 值 :2600 立 方 公 里 评 估 : 本 世 纪 中 叶 将 达 极 限 通 过 筑 坝 等 水 利 工 程, 人 类 目 前 已 成 功 控 制 了 世 界 上 大 多 数 河 流, 但 不 幸 的 是, 在 此 之 后 其 中 有 近 3 成 已 不 能 到 达 海 洋, 成 为 了 时 涝 时 枯 的 季 节 河 水 资 源 匮 乏 已 开 始 成 为 我 们 不 得 不 面 对 的 全 球 性 问 题 位 于 哈 萨 克 斯 坦 与 乌 兹 别 克 斯 坦 交 界 的 咸 海 就 是 一 个 典 型 的 例 子 1960 年, 咸 海 曾 是 世 界 第 四 大 内 陆 湖, 面 积 平 方 公 里 水 量 1100 立 方 公 里 但 在 那 之 后, 随 着 工 业 和 农 业 用 水 的 急 剧 增 加, 咸 海 水 位 不 断 降 低 面 积 持 续 缩 小 1998 年, 咸 海 面 积 下 降 至 平 方 公 里, 排 名 下 降 为 第 八, 含 盐 量 从 10 克 / 升 增 至 45 克 / 升 ;2004 年, 排 名 降 至 第 15 位 的 咸 海 水 量 不 足 200 立 方 公 里, 面 积 只 剩 下 原 本 的 四 分 之 一 ;2007 年, 咸 海 的 萎 缩 仍 在 继 续, 面 积 只 剩 下 了 最 初 的 10% 随 着 水 面 面 积 的 不 断 缩 小, 降 水 也 随 之 减 少, 咸 海 的 含 盐 量 逐 渐 增 多, 大 批 鱼 类 死 亡, 以 渔 业 为 生 的 渔 民 们 也 不 得 不 纷 纷 改 行 临 界 点 研 究 小 组 建 议 将 人 类 每 年 淡 水 消 费 量 的 上 限 设 定 在 4000 立 方 公 里 虽 然 目 前 2600 立 方 公 里 的 用 水 量 离 该 上 限 还 有 相 当 大 的 距 离, 但 考 虑 到 世 界 日 益 增 多 的 人 口 和 农 作 物 灌 溉 需 求, 罗 克 斯 特 伦 认 为, 从 现 在 起 就 应 大 幅 减 少 非 粮 食 作 物 的 灌 溉 用 水, 以 缓 解 人 畜 用 水 短 缺 4. 生 物 多 样 性 生 态 多 样 性 遭 到 巨 大 破 坏 指 标 : 百 万 物 种 年 灭 绝 数 量 临 界 点 :10 当 前 值 :100 评 估 : 严 重 超 标 人 类 在 地 球 上 的 大 肆 扩 张 使 不 少 物 种 都 走 到 了 绝 境 对 野 生 动 物 栖 息 地 的 开 发 阻 断 了 动 物 的 迁 徙 路 线, 带 来 了 老 鼠 杂 草 等 外 来 物 种 ; 工 业 污 染 让 原 本 平 静 的 自 然 环 境 不 堪 重 负 ; 捕 猎 使 野 生 动 物 的 数 量 急 剧 减 少 ; 人 类 活 动 所 导 致 的 气 候 变 化 让 野 生 动 物 成 为 了 无 辜 的 受 害 者 2009 年 底, 国 际 自 然 保 护 联 盟 的 报 告 显 示, 其 评 估 的 个 物 种 中, 有 种 达 到 了 濒 临 灭 绝 的 状 态, 其 中 包 括 八 分 之 主 题 文 章 / 化 学 通 讯

10 Chemical Newsletter 化学通讯 一的鸟类 五分之一的哺乳动物 四分之一的珊瑚和三分之一的 量的8倍以上 这同样会带来水体的富营养化 两栖类动物 世界自然基金会发布的地球生命指数评估结果也 6. 土地使用率 同样让人痛心 1686种脊椎动物的种群数量 仅在从1970年到 指标 用于耕种的非冻土比例 2005年这30多年间就下滑了30% 临界点 15% 当前值 12% 仅就单个物种而言 其作用或许不值一提 但若将其放置 在 整 个生 态系统中观察 你就会发现每 个 物种都是自然界独 评估 本世纪中叶将达极限 特 不可或缺的一个重要组成部分 如有的回收废物 有的清 农业向自然生态系统尤其是热带雨林扩张的速度也同样惊 洁水源 有的吸收二氧化碳 有的则保证海洋的化学平衡 人 全球一半的热带雨林到目前已经消失 野生动物原先栖息 虽然我们知道生物多样性 对健康的生态环境而言至关 重 的草原如今变成了带有围栏的现代化牧场 临界点研究小组认 要 但到现在为止 科学家们尚不清楚物种数量低至何种程度 为 农牧业的盲目扩张和城市化进程的加速是生态系统遭到破 才会导致 生态灾 难 也不 清楚哪一种物种在其中起 着关 键作 坏的另一大 元凶 气候变化以及水循环的破坏都与此相关 用 因此 研究小组将生物的自然灭绝率-10作为这一子系统的 虽然研究小组制定了用于耕种的非冻土比例不超过15%的 临界点 显然 现在我们已经严重超标 标准 但专家们认为 人类土地安全同时还取决于一系列综合 5. 氮磷循环 衡量指标的执行程度 如生物多样性与水文生态系统是否得到 指标1 大气年固氮量 了合理的保护 农业生产在灌溉以及氮肥的使用上是否合理 临界点 350万吨 城市的污染是否得到了无公害化处理等 7. 二氧化碳浓度 当前值 1210万吨 评估 严重超标 指标2 海洋中所检测到的年均磷流失量 临界点 1100万吨 当前值 90万吨 诊断 尚未超过 氮是生命体不可或缺的重要组成元素 存在于每个活细胞 当中 是构成DNA的4种基本元素之一 大气中的氮经微生物的 作用进入土壤 为动植物所用 最终又在微生物的参与下返回 大气 如此循环往复 以至无穷-氮的循环保证了地球生物圈最 基本的一项物质平衡 虽然地球大气中氮的含量占到近80% 但可供人类直接使 用的却少之又少 19世纪以前 农业所需的氮肥主要来自于畜 粪和绿肥 人们在氮循环上还遵循着大自然原有的规律 1909 年 这种天然的平衡终于被一位名为弗里茨 哈伯的德国化学家 所打破 这一年 他发现了从空气中制备出氮的方法 合成氨成 了把 空气变成面包 的 神奇药粉 二氧化碳浓度已超过临界点 时至今日 人类每年通过这种方法固氮的数量已超过了800 指标 大气中二氧化碳浓度 万吨 但由于农作物的吸收率极为有限 其中的绝大部分都会 临界点 350ppm(百万分比浓度) 随着地下水和河流进入海洋 加上汽车等交通工具以及热电站 工业化前水平 280ppm 所释放的含氮污染成分 人类每年向生物圈所排放的氮元素早 当前值 387ppm 已超出了地球处理能力的极限 达到了1210万吨 评估 超出极限 多余的氮会导致土壤酸化 破坏土壤和微生物原先的氮循 环能力 与此同时 湿地以及湖泊中高度饱和的氮还会产生富 营养效应 使水生生物 植物异常繁殖 大量消耗氧气 其所在 水体会迅 速成为 死亡区 目前全球 海洋中像这样的区域已 超过400处 墨西哥湾地区 波罗的海以及日本和韩国之间的水 域都在其中 总面积近25万平方公里 与氮相似的问题也同样出现在磷上 目前 人类每年开采的 磷矿有200万吨 其中有一半以上最终会进入海洋 是自然循环 大量的历史数据表明 大气中的二氧化碳是地球升温的罪 魁祸首 通过燃烧化石燃料 我们已经让大气中的二氧化碳浓 度由工业化前的280ppm增加到了现在的387ppm 当政客们还在为地 球到底能容 纳多少二氧化碳而争论不 休时 世界顶级气候科学家之一 美国宇航局戈达德空间研究 所主任 詹 姆斯 汉 森 却发出了 我们的 排 放 水平早 在 2 0 年 前 就已经超标 的惊人言论 那时 地球大气中二氧化碳浓度为 350ppm 主题文章/化学通讯

11 Newsletter Chemical 化学通讯 9. 化学污染 有人会 说 既然临界点早已超 过 为什么我们还好好的活 着 临界点研究小组给出的答案是 从长期来看 二氧化碳浓度 的变化是一个逐渐积累的过程 其具体结果也会通过间接的形 式显现 超过临界点并不意味着一定会发生重大的灾难 但它 意味着一种从 可能 到 必然 的转变 不少人认为地球的平均气温 只有 在升高5摄氏度或6 摄氏 度时才会发生生态危机 而现在只上升了不到2摄氏度 还有4 摄氏度到5摄氏度的空间 而实际的情况是 2摄氏度可能就是 我们最后的机会 一旦超过2摄氏度 情况极有可能无法挽回 人为排放和化学污染是人体健康的 杀手 因为冰层的融化将使海洋和陆地具有更强的吸热能力 最终使 永冻层融化 从而释放更多的 比二氧化碳更强的温室气体-甲 指标 尚无 烷 因此 全 球变暖的形势比原先预计的更加紧迫 目前大气 临界点 未知 二氧化碳的浓度已经达到危险值 应 采取必要 行 动使之回到 今天 全球已有近10万种各不相同的人工化合物 数以百万 350ppm或更低水平 计的化合物产品和数不清的化工副产品 8. 气溶胶浓度 我们都知道化学品尤其是重金属类有机化合物和放射性化 指标 尚无 合物会对人类和其他生物的健康造成严重危害 但目前的实际 临界点 未知 情况是 只有少数化学品得到了严格控制[ 斯德哥尔摩公约 人类通过燃烧煤炭 畜粪 木材和作物秸秆制造了大量的 就对DDT 狄氏剂等农药以及六氯苯(HCB)和多环芳烃(PCBs) 粉尘 这些固态或液态的颗粒物在气流运动的作用下会悬浮在 等工业化学品的排放和使用进行了严格限定] 更多的人工化合 大气当中 科学家把这种烟雾状物质称为气溶胶 除人类活动 物的有害性尚不明了 在使用上也未加任何限制 此外 一些在 外 自然活动也会产生气溶胶 据测算 目前地球大气中气溶胶 个体上已被证实了无毒无害的化合物 经过相互反应后也同样 的浓度已比前工业化时代多出了一倍以上 可能产生毒副作用 气溶胶粒子具有分布不均匀 变化尺度小等特点 多集中于 临界点研究小组发现 儿童自闭症和多动症极有可能是在 大气的底层 对降水的形成起重要作用 有研究已经证实气溶 大范围接触过各种低浓度的化学物品后所产生的一种 鸡尾酒 胶甚至能对东南亚的季风和雨量产生影响 此外 包含大量化 效应 他们称其为 一种在无声中流行的神经系统紊乱症 极 学成分的气溶胶还能对植物和人类的健康产生直接影响 从而 有可能在全球范围内普遍存在 虽然一个包罗万象的 化学品临界点 极有价值 但研究小 造成作物减产和人类呼吸系统疾病 严重时甚至能直接导致死 组认为 就人类目前的科学和认识水平来说 现在对此加以设 亡 研究小组称 气溶胶的化学组成十分复杂 微量金属 无机 置还为时过早 氧化物 硫酸盐 硝酸盐甚至微生物或生物大分子都有可能包 经过上述列举 我们能很清楚地发现 9个临界点中有3个 含其中 因为来源不同 形成过程不同 对环境的影响也很难准 已被严重超出 3个正在迅速接近 其余3个中的2个由于认识程 确评估 例如 主体成分为硫酸盐的气溶胶会具有反射太阳辐 度的限制目前还无法评估 这样一来 我们手中就只剩下了臭 射的作用 从而产生制冷效应 主体成分为烟尘的气溶胶则会 氧层这一张底牌 虽然臭氧空洞还仍旧存在 但同时应该看到 吸收太阳辐射 导致温室效应 因此 就全球范围而言 这些微 的是 在经过一番努力之后 我们已从悬崖边成功地后退了几 粒的综合作用目前还无法判断 也无法给出临界点 步 这至少说明了这样一个问题 只要肯抛弃分歧 团结一致 我们就还有挽回的余地 主题文章/化学通讯

12 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 环 境 中 痕 量 放 射 性 核 素 的 直 接 电 喷 雾 萃 取 电 离 质 谱 分 析 罗 明 标 丁 健 桦 鄢 飞 燕 华 东 理 工 大 学 开 展 放 射 性 核 素, 尤 其 是 铀 的 化 学 研 究, 无 论 对 国 防 能 源, 还 是 对 环 境 生 物 医 学 等 学 科 的 相 关 研 究 均 有 重 要 意 义 核 素 在 环 境 中 的 形 态 与 核 燃 料 的 生 产 迁 移 和 处 置 密 切 相 关, 要 想 了 解 铀 在 环 境 中 的 迁 移 变 化 及 危 害 行 为, 监 控 核 燃 料 的 生 产 过 程 和 核 废 物 处 置 的 情 况, 建 立 快 速 实 时 测 定 核 素 形 态 ( 包 括 同 位 素 ) 的 方 法 研 究 显 得 至 关 重 要 从 理 论 上 讲, 通 过 质 谱 光 谱 以 及 量 化 计 算 等 可 以 获 得 溶 液 中 铀 的 形 态 信 息, 但 是 这 些 方 法 均 不 能 通 过 实 验 直 接 得 到, 而 是 要 对 实 验 结 果 进 行 理 论 计 算 或 推 导, 因 而 有 时 会 出 现 问 题 导 致 结 论 不 准 确 另 一 方 面, 由 于 无 机 样 品 中 通 常 含 有 较 高 的 盐 成 分, 一 般 需 要 经 过 较 复 杂 的 样 品 预 处 理 后 才 能 进 行 下 一 步 分 析 测 定 以 最 常 用 的 电 感 耦 合 等 离 子 体 质 谱 法 (ICP-MS) 为 例, 测 定 铀 的 形 态 通 常 需 要 经 过 化 学 形 态 处 理 以 及 溶 剂 提 取 离 子 交 换 或 协 同 沉 淀 等 复 杂 的 样 品 预 处 理 过 程, 而 在 这 些 化 学 处 理 过 程 中, 分 析 物 的 形 态 也 可 能 发 生 改 变 因 此, 迫 切 需 要 建 立 一 种 高 灵 敏 度 高 特 异 性 的 新 方 法, 实 现 对 环 境 中 的 铀 及 其 形 态 进 行 实 时 在 线 的 快 速 检 测 电 喷 雾 萃 取 电 离 质 谱 (EESI-MS) 是 一 种 新 型 快 速 质 谱 技 术, 广 泛 用 于 液 体 样 品 的 直 接 实 时 和 在 线 分 析 到 目 前 为 止, 已 经 在 复 杂 基 质 中 有 机 化 合 物 的 实 时 在 线 和 快 速 分 析 方 面 得 到 [1-11] 了 广 泛 的 应 用, 并 取 得 了 丰 硕 的 成 果 然 而 EESI-MS 等 快 速 质 谱 技 术 用 于 复 杂 基 质 中 无 机 化 合 物 分 析 的 报 道 却 很 少 实 际 上, 痕 量 无 机 物 的 分 析, 尤 其 是 物 种 形 成 过 程 中 无 机 物 的 形 态 分 析 也 非 常 重 要 最 近, 罗 明 标 等 开 创 性 地 将 EESI 串 联 质 谱 用 于 天 然 水 样 中 放 射 性 无 机 物 铀 形 态 的 快 速 检 测, 使 EESI-MS 的 应 用 范 围 得 到 了 进 一 步 扩 展 由 于 该 方 法 在 放 射 性 核 素 分 析 技 术 领 域 具 有 重 要 意 义, 相 关 研 究 成 果 已 于 近 期 被 国 际 著 名 杂 [12] 志 Anal. Chem. 发 表 图 1 EESI-MS 装 置 示 意 图 在 EESI 源 中, 初 始 样 品 中 的 中 性 分 析 物 与 电 喷 雾 试 剂 交 叉 碰 撞, 在 质 谱 仪 入 口 前 的 三 维 空 间 内 同 时 发 生 在 线 液 液 微 萃 取 和 离 子 化, 离 子 化 后 的 分 析 物 离 子 再 进 入 质 谱 进 行 分 析 ( 如 图 1 所 示 ) EESI 源 的 这 种 独 特 的 结 构 使 它 能 够 耐 受 复 杂 基 质 样 品, 同 时, 由 于 中 性 样 品 不 需 经 过 高 电 压 或 带 电 微 粒 的 直 接 轰 击, 也 减 少 了 被 分 析 物 发 生 氧 化 还 原 反 应 从 而 发 生 形 态 变 化 的 可 能 性 在 罗 明 标 等 的 研 究 中, 加 入 一 定 量 的 醋 酸 溶 液 于 取 自 某 铀 矿 下 游 的 井 湖 及 河 流 的 水 样 中, 在 未 经 复 杂 预 处 理 的 情 况 下, 从 一 级 质 谱 中 可 以 观 察 到 一 系 列 的 醋 酸 铀 酰 离 子, 它 们 以 [UO 2 (Ac) 2 ]nac- (n= 1-5) 形 式 的 存 在, 其 中 UO 2 (Ac) 3 -(m/ z447) 的 丰 度 最 高 通 过 多 级 串 联 质 谱 和 235U 同 位 素 标 记 法 能 对 醋 酸 铀 酰 离 子 的 结 构 进 行 确 认 该 方 法 对 每 个 样 品 的 分 析 只 需 10s, 检 测 限 能 达 10-3ng/L, 具 有 快 速 灵 敏 等 特 点, 可 对 铀 的 形 态 进 行 快 速 直 接 分 析 由 于 能 发 生 核 裂 变 反 应 的 235U 在 EESI 串 联 质 谱 中 也 能 产 生 相 同 的 碎 片 离 子, 所 以 该 方 法 也 能 用 来 检 测 铀 的 同 位 素 比 通 过 快 速 检 测 235U/238U 的 比 值, 并 与 天 然 同 位 素 比 值 (235U 仅 占 0.725%) 比 较, 可 作 为 判 定 是 否 人 为 浓 缩 235U 的 铁 证 EESI-MS 能 检 测 出 富 集 量 只 有 0.8% 的 235U, 为 IAEA 的 核 查 和 国 家 安 全 及 公 共 安 全 保 障 方 面 展 示 了 良 好 的 应 用 前 景 我 们 相 信,EESI-MS 在 复 杂 基 质 中 无 机 化 合 物 的 痕 量 分 析 方 面 还 有 更 多 的 潜 力, 应 用 范 围 将 不 断 扩 大, 有 望 成 为 痕 量 核 素 的 实 时 在 线 监 测 的 有 效 方 法 参 考 文 献 [1] Hu a nwen Chen, Bi n Hu, Ya n Hu, Ya n f u Hu a n, Zhiquan Zhou, Xiaolin Qiao, J. Am. Soc. Mass Spectrom., 2009, 20(4): [2] Huanwen Chen, Shuiping Yang, Arno Wortmann, Renato Zenobi, A ngew. Chem. I nt. Ed., 2007, 46 (40): [3] Jianhua Ding, Haiwei Gu, Shuiping Yang, Ming Li, Jianqiang Li, Huanwen Chen, Anal. Chem., 2009, 81 (20), [4] Kon s t a nt i n C h i ng i n, Hu a nwe n C hen, G e r a rdo Gamez, Liang Zhu, and Renato Zenobi, Anal. Chem., 2009, 81 (1): [5] Huanwen Chen, Arno Wortmann, Weihua Zhang, Renato Z enobi, A ngew. Chem. I nt. E d., 20 07, 46 (4): [6] Jia n hu a D i ng, Shu ipi ng Ya ng, D a p e ng Lia ng, Huanwen Chen, Zhuanzhang Wu, Lili Zhang, Yulin Ren, 主 题 文 章 / 化 学 通 讯

13 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 Analyst, 2009, 134, [10] Huanwen Chen, Renato Zenobi, Nature Protocols, [7] Hu a nwe n C hen, A nd r e Ve nt e r a nd R. G r a h a m 2008, 3(9): Cooks, Chem. Commun., 2006, [11] Wai Siang Law, Huanwen Chen, Jian hua Ding, [8] L i a n g Z h u, G e r a r d o G a m e z, Hu a nwe n C h e n, Shuiping Yang, Liang Zhu, Gerardo Gamez, Konstantin Konstantin Chingin, Renato Zenobi, Chem. Commun., 2009, Chingin, Yulin Ren, Renato Zenobi, Angew. Chem. Int. Ed., , 48(44): [9] Huanwen Chen, Yanping Su n, A r no Wor t mann, [12] Mingbiao Luo, Bin Hu, Xie Zhang, Daofeng Peng, Haiwei Gu, and Renato Zenobi, Anal. Chem., 2007,79 (4): Huanwen Chen, Lili Zhang, Yanf u Huan, A nal. Chem., , 82(1): 王 晓 东 : 科 学 家 要 耐 得 住 寂 寞 美 国 国 家 科 学 院 院 士 评 审 相 当 严 格, 需 要 经 过 多 轮 秘 密 投 票 程 序 王 晓 东 的 入 选 完 全 凭 借 自 身 实 力 美 国 得 克 萨 斯 大 学 西 南 医 学 中 心 生 物 化 学 系 主 任 麦 克 奈 特 评 价 他 说 : 王 晓 东 是 过 去 10 年 中 引 用 率 最 高 的 科 学 家 之 一, 当 选 国 家 科 学 院 院 士 是 对 他 工 作 的 恰 当 承 认 2004 年 4 月 21 日,41 岁 的 王 晓 东 当 选 为 美 国 国 家 科 学 院 院 士, 成 为 最 年 轻 的 院 士, 也 是 中 国 改 革 开 放 以 来 大 陆 20 多 万 赴 美 留 学 生 中 进 入 美 国 科 学 界 最 高 殿 堂 的 第 一 人 他 的 成 功 具 备 了 四 个 有 利 条 件 一 路 走 来, 王 晓 东 的 足 迹 看 似 寻 常 却 并 不 寻 常 年, 王 晓 东 出 生 于 河 南 新 乡 一 个 农 民 家 庭, 自 幼 父 母 双 亡, 跟 着 外 婆 长 大, 吃 了 很 多 苦, 但 也 磨 炼 了 他 坚 强 的 意 志 1980 年, 王 晓 东 毕 业 于 河 南 省 重 点 中 学 - 河 南 师 范 大 学 附 属 中 学, 考 入 北 京 师 范 大 学 生 物 系 在 北 师 大 生 物 系 学 习 期 间, 特 别 刻 苦 是 本 科 老 师 何 大 澄 给 他 的 评 价 : 他 的 成 功 具 备 了 四 个 有 利 条 件 : 第 一 是 刻 苦 学 习, 这 是 基 础 ; 其 次, 人 要 聪 明 一 些 ; 再 者, 要 处 在 一 个 有 可 能 产 生 突 破 的 领 域 ; 还 有 就 是 有 好 的 导 师 带 领 1984 年 本 科 毕 业 时, 王 晓 东 考 取 了 北 师 大 生 物 系 硕 士 研 究 生, 师 从 薛 绍 白 教 授 1985 年, 中 美 生 化 考 试 和 申 请 第 二 次 组 织 中 国 学 生 留 美 学 习 生 物 经 学 校 推 荐 及 美 方 严 格 考 试, 王 晓 东 成 为 当 年 北 师 大 唯 一 通 过 该 项 考 试 的 学 生, 他 带 着 简 单 行 囊 和 对 知 识 的 渴 求 只 身 赴 美, 在 达 拉 斯 州 一 所 大 学 攻 读 医 学 研 究 生 此 后, 他 又 考 进 得 克 萨 斯 州 著 名 学 府 - 西 南 医 学 中 心 攻 读 博 士 学 位,1991 年 毕 业 后, 他 来 到 亚 特 兰 大 的 埃 莫 里 大 学 作 博 士 后, 师 从 诺 贝 尔 奖 金 获 得 者 约 瑟 夫 L 歌 德 金 和 密 歇 尔 S 布 朗, 研 究 胆 固 醇 对 基 因 的 调 节 课 题 从 读 研 究 生 开 始, 王 晓 东 选 择 了 当 今 最 前 沿 学 科 - 细 胞 凋 亡 规 律 研 究 这 项 研 究 可 为 揭 示 生 物 生 长 与 死 亡 的 规 律, 为 人 类 癌 症 及 传 染 病 等 疑 难 杂 症 治 疗 提 供 重 要 的 理 论 依 据 在 导 师 的 指 导 及 同 事 的 合 作 下, 短 短 几 年, 王 晓 东 就 获 得 了 多 项 国 际 一 流 研 究 成 果 他 的 学 术 论 文 发 表 在 科 学 自 然 细 胞 等 国 际 顶 尖 学 术 期 刊 上, 成 为 该 领 域 知 名 学 者, 被 西 南 医 学 中 心 聘 为 终 身 讲 席 教 授, 并 成 为 享 誉 全 球 的 霍 华 德 - 休 斯 研 究 所 的 研 究 员 你 如 果 学 会 了 科 学 的 方 法, 又 努 力 地 去 做 这 个 事 情, 怎 么 可 能 没 有 成 果? 王 晓 东 对 自 己 的 学 生 一 直 持 负 责 任 的 态 度 他 经 常 对 自 己 的 学 生 说 : 我 并 不 在 意 你 得 到 了 什 么, 但 我 对 你 如 何 得 到 的 非 常 在 意, 你 如 果 学 会 了 科 学 的 方 法, 又 努 力 地 去 做 这 个 事 情, 怎 么 可 能 没 有 成 果? 但 是 如 果 你 没 有 用 科 学 的 方 法, 即 使 有 了 成 果 也 是 不 可 靠 的, 是 瞎 猫 碰 上 死 耗 子 王 晓 东 非 常 重 视 科 学 的 方 法 从 1995 年 建 立 第 一 个 实 验 室 至 今, 他 在 生 命 科 学 界 取 得 了 举 世 瞩 目 的 突 破 性 成 就, 这 与 他 坚 持 科 学 的 研 究 方 法 是 分 不 开 年, 王 晓 东 和 助 手 们 进 行 了 一 项 实 验, 研 究 一 种 神 秘 的 线 粒 体 蛋 白 质 细 胞 Smac 这 种 细 胞 可 以 打 破 肿 瘤 的 坚 硬 堡 垒, 诱 使 肿 瘤 细 胞 自 杀, 对 研 究 治 疗 癌 症 方 法 有 重 要 帮 助 当 时 另 一 所 高 科 技 实 验 室 也 在 做 类 似 研 究, 但 两 个 实 验 都 有 欠 缺 王 晓 东 果 断 决 定 改 变 实 验 方 法, 并 先 于 对 手 一 步 完 成 了 实 验, 在 细 胞 杂 志 发 表 了 自 己 的 研 究 报 告 而 这 只 是 王 晓 东 坚 持 科 学 的 研 究 方 法 的 一 个 例 子 2006 年 8 月 3 日, 在 一 场 题 为 科 学 研 究 的 方 法 的 讲 座 上, 王 晓 东 结 合 具 体 事 例 讲 述 科 学 研 究 的 方 法, 并 将 科 学 研 究 的 方 法 最 终 归 为 以 下 九 项 内 容 : 选 择 一 个 很 感 兴 趣 的 生 物 领 域 把 一 个 复 杂 的 主 题 文 章 / 化 学 通 讯

14 Chemical Newsletter 化学通讯 问题简化成一个可以具体研究的问题 记录实验现象 运用需 验室 所以需要有一个清醒的认识 王晓东说 低年级的学生要 要的任何技术 提出一个假设 证实并且修改假设 把发现的 尽快掌握实验技能 得到并能分析具有说服力的实验数据 要 原理与更加复杂的生物系统理论相适应 把科学发现应用于实 安排好自己的实验时间 提高效率 研究生训练后期 尤其是高 际 继续科学探索 年级的学生往往会因为已经发表文章 心态不再平和 容易错 每位科学工作者在科研过程中都可能遭遇到挫败 但要 过重要的发现 所以做科研需要一直保持很好的心态 拿出屡败屡试 越挫越勇的精神来 王晓东还指出 科学工作 在申请博士后的时候 往往需要寻找能 一见钟情 的导师 者之间的合作非常重要 成功的合作会大大提高实验效率 合 合作 这样才能拥有尽情发挥的空间 而博士后是在导师的指 作时要尊重 感谢对方所做的工作 从长远角度分析合作的意 导下 独立完成课题 相对更需要自己去思考和解决问题 此时 义 不要计较一时的利益得失 特别需要有勇敢尝试的决心和不放过一切细节的耐心 与此同 人才只有在有压力的情况下才可能得到成长 时 选择研究领域的时候 不要跟风 一定要做有意义的 这样 王晓东自小酷爱体育 他说科学研究和体育竞赛有着很多 才会更有心得 非常相似的地方 科 研是一项竞争非常激烈的智力较量 体育 到自己建立实验室的时候 一方面需要自己以前的经验和 竞赛有金牌 银牌和铜牌 但是科学研究 特别是基础科学却 技术的积累 更要有勇于尝试的魄力 做科 研是需要行动的 只有金牌 没有银牌和铜牌 第一就是创新 就是发现 而其后 每个课题不能等完全想通了再动手 只能一边发现问题 一边 的只能是跟踪 解决问题 然后再发现更多的问题 人 才只有 在有压力的情况下才可能得到成长 王晓东 王晓东自谦说 他本人正是 at t he r ig ht pla c e a nd t he 说 虽然加入了美国国籍 但他始终眷恋着祖国 2003年 他被 r ig ht t i me 中文意为 天时地利 才在 a p opt o si s 中 聘为北京生命科学研究所所长 这个研究所是由国家和北京市 文 意 为 细 胞 凋 亡 领 域 做 出了重 大 的发 现 在 他 看 来 政府资助建立的 面向世界公开招聘国际生命科学领域的优秀 s u c c e s s f u l s c i e n t i s t 中文 意 为 成 功的 科 学家 和 人才 王晓东希望能把它建成世界一流的生命科学研究机构 great scientist 中文意为 伟大的科学家 存在很大的区 人才成长的环境并不一定非得是优裕的环境 而应该是 别 successf ul scientist 需要机遇 不单靠努力追求就可以 一个有压力的环境 比如我所在的霍华德 休斯医学研究所 得到 我们要努力做 great scientist 纵观科学发展史 有很 这种研究所在美国一共有350个实验室 这些实验室每隔五年 多没有获得诺贝尔奖的著名科学家在不同的领域做出了杰出的 就要评估一次 评估非常严格 如果与五年前差不多 你就可能 贡献 他们的工作同样激动人心 被踢出去 一旦出去了 以后再申请一般的经费就困难了 人们 就会说 你有这么多的钱都做不好 还来申请一般的经费干什 么 王晓东介绍说 在五年一次的评审中 美国的实验室大概 有20%的人不能通过 里面甚至包括美国国家科学院院士及诺 贝尔奖获得者 这是一个公平竞争的机制 它鼓励科 研人员唯 一要注重的是把自己的科研搞上去 而不是去搞其他的荣誉称 号 科学家要耐得住寂寞 不能急功近利 人才成长的优裕环 境 应该是你想做的事情有条件做 但并不意味着你有足够的 资源可以舒舒服服地做 资源越多 你的压力就越大 一个学生的进化 20 09年 4月 王晓东在北京生命科学研究所学术报告厅做 了一场题为 一个学生的进化 的报告 现场谈到的许多问题至 今仍为许多人记忆犹新 王晓东说 在本科阶段 考试成绩不是最重要的 但重要 的是 凡事都要有自己的思考 他建议 每个人都应该养成一生 阅读的习惯 在阅读中思考和进步 在谈到出国的问题时 王晓东说 从事自然科学研究 最好 要有出国的经历 但什么时候出国就要因人而异了 要在内心足 够强大后出国 这样才可以更快适应 更好学习 因为 出国后 就要完全依靠自己了 自己做决定 自己承担选择的结果 在研究生阶段 并不是每个人都能马上进入自己期望的实 10 主题文章/化学通讯 转自科学网--来源 中华儿女

15 Newsletter Chemical 化学通讯 科学新闻 垃圾焚烧争论 尽管目前尚无证据表明垃圾焚烧厂对周边居民健康造成了 况如何 来自中国科学院大连化学物理研究所的陈吉平研究员带领 影响 但是调查显示一些现有垃圾焚烧炉排放超标 表明了严 的研究团队历时一年 对中国19个市政生活垃圾焚烧炉的二恶 格和量化管理的迫切性 英排放进行检测和分析后发现 19个企业的二恶英 / 呋喃物质 的排放量变化在 ng TEQ/m 3间 ng TEQ/m 3为二恶 英排放浓度单位 平均值为0.423ng TEQ/m 3 远高于欧盟标 准 0.1ng TEQ/m 3 在受调查的19个企业中 16个企业的二恶英排放达到中国 生活垃圾焚烧污染控制标准 GB 即不超过 1.0 ng T EQ/m 3 所占比率为84% 还有3家企业二恶英排放超 标 对此次调查结果 陈吉平认为 这也很正常 没有什么好 奇怪的 这与一些焚烧炉的建设早晚等诸多因素都有关系 就 像产品抽查一样 任何行业里总有不合格的 4月19日 阴 当问及超标排放涉及哪些企业时 因为是做研究 同时答 走进北京市第一座现代化大型生活垃圾焚烧项目园区 高安屯生活垃圾焚烧厂 远远望去 烟囱中缓缓地冒着白烟 空 应不对外公布 样品采集 才得到焚烧炉所在企业的配合 陈 吉平说 谁问我 我都不会告诉他的 气并没有想象中的那么恶臭和刺鼻 映入眼帘的反倒是一片青 在江苏吴江垃圾发电厂审批过程中 国家环保部环评司官 员说 二恶英国家标准是1.0 ng TEQ/m 3 但环评司实际审批标 绿色 像高安屯这样的垃圾焚烧厂的兴起 与当前中国被垃圾围 城的状况密不可分 准为0.1 ng TEQ/m 3 是欧盟标准 比国家标准严格10倍 这 样比较保险 但是陈吉平的调查显示 19个企业中只有6个企业的二恶英 北京与广州目前每天制造的垃圾都达到约1.8万吨 但两市 每天的垃圾处理能力分别仅有1.04万吨与1.2万吨 传统垃圾填 排放达到欧盟排放标准 埋方式已经不能满足日益增长的垃圾处理量需求 垃圾焚烧被认为是目前垃圾减量化处理的最佳方案 与此 同时 二恶英 TEQ 这个听上去似乎都很 恶 的名字 随着 不过 即便中国垃 圾焚 烧的二 恶英 排 放 没有达 到欧 盟标 准 它在二恶英排放总量中占的比例并不像很多公众所担心的 那么高 年 南 京大学吕亚 辉等根据联 合国环境规 划署公布 对垃圾焚烧的争议 现在也变得令普通百姓都耳熟能详 垃圾焚烧厂附近居民的群体性事件的导火索便是这种高强 的 二恶英排放识别和定量工具包 同时利用实际监测数据 致癌物 其半衰期约为14-273年 极难降解 毒性是砒霜的900 对某些排放因子进行补充和修正 估算了中国二恶英的排放清 倍 单 北京阿苏卫 六里屯和广州番禺等抵制垃圾焚烧事件的发 生 即源于人们认为垃圾焚烧过程中排放了大量二恶英 中国科学院生态环境研究中心研究员 二恶英实验室主任 郑明辉告诉记者 排放清单的数据不完全是来自监测数据 基 二恶英超标悬疑 于2005年的数据预测 垃圾焚烧向大气排放的二恶英类占总排 作为一种难降 解的致癌物 二恶英具有热稳定性 只有当 放量的2.5% 现在虽然垃圾焚烧总量有增加 但关掉了一些高 温度高于850 时 二恶英才被分解破坏 所以一般要求 焚烧 排放的小型焚烧厂 预计垃圾焚烧向大气排放的二恶英类占总 炉的燃烧温度应该高于此温度 并保证二恶英在其中的停留时 排放量的1% 间在2秒钟以上 这样可以使二恶英的浓度降到最低 排放之后 基本不会对环境和人类造成危害 陈吉平的研究认为 导致二恶英排放超标的最主要原因是 国产焚烧炉的排放控制水平要低于进口焚烧炉 他同时强调 来自广州李坑垃圾焚烧厂的运营商威立雅李坑项目助理厂 垃圾焚烧并不是二恶英排放的首恶 钢铁行业中的二次冶炼等 长闵延军认为 垃圾焚烧在低温下会产生二恶英 在773 时二 成因 在总排放量中的影响比率更大 根据检测结果估算 假 恶英基本分解完成 炉温的行业标准是850 李坑的焚烧炉温 如以2006年中国焚烧处理垃圾总量1138万吨来计算 排放到大 高达979 所以二恶英会全部分解 并且 通过活性炭 石灰 气中的二恶英/呋喃总量仅为19.64克 布袋等过滤 可以使重金属和二恶英排放达标 但是在反对垃圾焚烧的中国环境科学研究院水环境研究专 那么 目前为止 那些已经建成的垃圾焚烧厂二恶英排放情 家赵章元研究员看来 不论是第一还是第二 只要排放都一 主题文章/化学通讯 11

16 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 样 有 影 响 多 少 都 不 应 该 排 放 但 显 然, 由 于 日 常 生 活 中 就 有 二 恶 英 产 生, 多 少 都 不 应 该 排 放 是 一 个 不 可 能 完 成 的 任 务 选 址 远 近 之 争 除 了 二 恶 英 排 放 的 困 惑, 垃 圾 焚 烧 厂 的 选 址 和 防 护 距 离 仍 然 是 一 大 难 题 2008 年 9 月 4 日, 环 境 保 护 部 颁 发 了 2008 年 82 号 文 件 关 于 进 一 步 加 强 生 物 质 发 电 项 目 环 境 影 响 评 价 管 理 工 作 的 通 知 指 出, 新 改 扩 建 项 目 环 境 防 护 距 离 不 得 小 于 300 米 300 米 的 科 学 出 处 在 哪 里? 其 实 到 现 在, 干 脆 没 有 标 准 了, 环 评 单 位 在 现 场 根 据 排 放 大 小 进 行 现 场 计 算, 算 下 多 少 是 多 少 赵 章 元 说 垃 圾 焚 烧 炉 距 离 居 民 点 到 底 多 远, 早 期 这 个 问 题 争 论 已 久, 迟 迟 定 不 下 来 在 他 最 初 参 加 的 评 审 时 定 的 是 1000 米, 后 来 修 改 到 800 米, 后 来 又 缩 到 700 米 实 际 上 1000 米 内 都 有 影 响,300 米 更 是 太 冒 险, 因 为 日 本 1.2 公 里 以 内 的 癌 症 发 病 率 相 当 于 外 边 的 两 倍 在 这 种 形 势 下, 我 们 是 不 是 就 没 有 一 个 把 关 的, 就 到 300 米? 但 是 对 赵 章 元 等 反 烧 派 的 看 法 也 不 乏 反 对 意 见 有 观 点 认 为 垃 圾 焚 烧 导 致 周 边 居 民 癌 症 高 发, 但 这 些 观 点 还 缺 乏 科 学 数 据 的 支 持 目 前 还 没 有 肯 定 的 二 恶 英 排 放 对 人 类 致 癌 的 病 例 报 道 国 外 一 些 焚 烧 设 施 周 边 大 型 调 查 也 没 有 发 现 对 居 民 健 康 的 明 显 影 响 郑 明 辉 说 他 同 时 指 出, 上 世 纪 八 九 十 年 代 的 欧 美 和 日 本 等 国 家 的 焚 烧 设 施 没 有 二 恶 英 类 控 制, 有 些 焚 烧 炉 二 恶 英 类 排 放 很 高, 有 可 能 会 对 健 康 或 环 境 有 影 响 中 国 在 没 有 兴 起 垃 圾 焚 烧 时 就 已 经 制 定 了 二 恶 英 类 排 放 标 准, 在 达 标 排 放 的 情 况 下, 对 人 体 健 康 和 生 态 环 境 是 没 有 影 响 的 但 是 对 于 焚 烧 厂 选 址 的 安 全 防 护 距 离 来 讲, 这 个 说 法 本 身 就 有 问 题, 安 全 不 安 全 受 很 多 因 素 所 控 陈 吉 平 说, 作 为 附 近 的 居 民, 谁 都 不 愿 意 让 焚 烧 厂 建 到 自 家 门 口 二 恶 英 毒 性 确 实 很 强, 但 是 风 险 并 不 一 定 很 大 目 前 国 际 上 也 没 有 一 个 具 体 案 例 能 够 证 明 垃 圾 焚 烧 厂 排 出 的 二 恶 英 对 人 体 的 具 体 伤 害 案 例 然 而, 西 南 交 通 大 学 环 境 科 学 与 工 程 学 院 教 授 张 文 阳 认 为 : 300 米 也 好,1.2 公 里 也 罢, 目 前 国 家 都 没 有 一 个 定 论 我 认 为 5 公 里 是 比 较 合 适 的 他 同 时 指 出, 德 国 的 焚 烧 厂 主 要 是 建 在 工 业 区, 所 以 没 有 出 现 群 体 事 件 焚 烧 厂 的 选 址 除 了 应 该 考 虑 居 民 以 外, 绝 对 不 能 建 在 上 风 口 不 过, 有 网 友 认 为, 有 关 垃 圾 焚 烧 厂 是 否 在 上 风 向 要 客 观 理 解, 上 风 向 和 下 风 向 是 相 对 的 就 北 京 来 讲, 海 淀 的 下 风 向 也 许 就 是 朝 阳 的 上 风 向, 北 京 市 的 下 风 向 也 许 就 是 河 北 某 地 的 上 风 向 如 果 因 为 海 淀 区 是 上 风 上 水, 北 京 市 海 淀 区 的 生 活 垃 圾 要 运 输 到 其 他 区 县 处 理, 进 一 步 延 伸, 北 京 的 生 活 垃 圾 是 否 要 运 输 到 北 京 以 外 地 区 处 理? 目 前 住 房 和 城 乡 建 设 部 已 经 下 发 文 件, 对 垃 圾 处 理 厂 的 选 址 垃 圾 处 理 工 艺 的 选 择 以 及 环 境 的 控 制 都 做 了 明 文 规 定 住 房 和 城 乡 建 设 部 副 部 长 仇 保 兴 说, 任 何 单 位 如 果 按 照 这 个 规 定 去 执 行 的 话, 对 周 围 的 环 境 影 响 是 非 常 低 的, 完 全 符 合 我 们 国 家 乃 至 国 际 的 标 准 目 前 认 为 垃 圾 焚 烧 对 周 围 环 境 有 影 响 是 一 种 误 导 监 测 之 难 虽 然 垃 圾 焚 烧 从 技 术 上 不 存 在 问 题, 但 实 时 监 测 二 恶 英 浓 度 则 难 以 实 现 一 个 疑 问 便 是 即 使 二 恶 英 排 放 达 标, 防 护 距 离 也 够, 谁 来 保 证 企 业 生 产 过 程 中 严 格 执 行 环 保 标 准? 二 恶 英 在 线 检 测 目 前 在 欧 美 乃 至 日 本 都 无 法 做 到, 只 能 在 实 验 室 里 检 测, 而 中 国 目 前 能 够 检 测 二 恶 英 的 实 验 室 也 寥 寥 无 几 也 就 是 说, 如 果 企 业 实 际 生 产 过 程 中 排 放 超 标, 出 了 问 题 很 难 解 决 目 前 全 世 界 的 垃 圾 焚 烧 厂 均 无 对 二 恶 英 的 实 时 监 测 手 段, 英 国 伯 明 翰 大 学 环 境 化 学 高 级 讲 师 二 恶 英 研 究 专 家 斯 图 尔 特 哈 瑞 (Stuart Harrad) 博 士 证 实, 对 二 恶 英 的 实 时 监 测, 目 前 在 国 际 上 是 道 难 题 在 郑 明 辉 看 来, 虽 然 二 恶 英 类 不 能 实 现 在 线 监 测, 但 可 以 通 过 一 些 间 接 指 标 来 指 示 二 恶 英 类 物 质 是 否 会 高 排 放 二 恶 英 类 是 由 于 燃 烧 不 充 分 产 生 的,CO 是 燃 烧 效 率 最 好 的 指 示, 它 可 以 实 现 在 线 监 测 CO 浓 度 低 表 示 燃 烧 效 率 高, 产 生 二 恶 英 类 的 可 能 性 小 还 有 就 是 灰 渣 热 灼 减 率 也 是 表 征 燃 烧 是 否 充 分 的 标 志, 测 试 也 很 容 易, 这 些 在 国 家 标 准 中 都 有 明 确 的 量 化 指 标 高 安 屯 垃 圾 焚 烧 厂 的 焚 烧 尾 气 中 二 氧 化 硫 氮 氧 化 物 粉 尘 等 数 据 通 过 一 个 LED 显 示 屏 向 公 众 公 开, 唯 独 没 有 二 恶 英 的 数 据 该 焚 烧 厂 所 在 的 管 理 中 心 业 务 科 工 作 人 员 告 诉 记 者 : 二 恶 英 无 法 实 现 实 时 监 测, 但 可 以 通 过 其 他 气 体 的 数 据 来 表 征, 因 为 二 恶 英 和 某 些 气 体 具 有 很 好 的 相 关 性 但 是 对 于 高 安 屯 垃 圾 焚 烧 厂 公 示 监 测 数 据 一 事, 周 边 居 民 有 看 法 : 公 示 的 数 据 是 否 能 达 到 真 实 可 信? 公 示 的 数 据 来 源 是 什 么, 会 不 会 是 焚 烧 厂 自 己 填 上 去 的? 我 们 怎 么 知 道 这 些 数 据 是 否 真 实, 是 否 有 说 服 力 而 且 这 些 专 业 的 数 据, 作 为 普 通 老 百 姓 也 很 难 看 懂 焚 烧 : 必 然 与 偶 然 环 保 组 织 自 然 之 友 发 布 的 中 国 环 境 发 展 报 告 (2010) 称, 中 国 已 经 超 越 美 国, 成 为 世 界 头 号 生 活 垃 圾 生 产 国 垃 圾 数 量 不 断 增 加, 但 政 府 又 难 以 找 到 处 理 垃 圾 的 新 方 法 和 新 地 点 在 土 地 资 源 稀 缺 的 背 景 下, 垃 圾 焚 烧 是 一 个 显 而 易 见 的 选 择 但 是, 健 全 的 垃 圾 分 类 是 垃 圾 焚 烧 的 前 置 条 件 二 恶 英 等 有 毒 物 质 主 要 是 由 垃 圾 中 的 塑 料 制 品 焚 烧 产 生, 由 于 垃 圾 没 有 分 类, 直 接 焚 烧 必 定 产 生 大 量 二 恶 英 北 京 市 政 管 委 高 级 工 程 师 王 维 平 说 : 垃 圾 焚 烧 发 电 是 目 前 国 际 上 普 遍 使 用 的 一 种 技 术, 是 一 种 成 熟 稳 定 的 技 术, 也 是 一 种 被 国 际 社 会 普 遍 认 同 的 技 术 12 主 题 文 章 / 化 学 通 讯

17 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 虽 然 国 外 也 有 部 分 垃 圾 焚 烧 禁 令 以 及 兴 建 计 划 被 取 消, 但 是 焚 烧 还 是 目 前 处 理 垃 圾 的 主 要 方 式 中 国 则 仍 然 处 于 大 规 模 兴 建 垃 圾 焚 烧 处 理 设 施 的 阶 段 广 东 番 禺 官 方 和 权 威 专 家 给 出 建 厂 的 理 由, 主 要 是 垃 圾 围 城 处 理 技 术 先 进 和 焚 烧 无 害 无 污 染 然 而, 这 些 理 由 在 反 垃 圾 焚 烧 派 主 要 代 表 赵 章 元 看 来, 实 际 上 是 商 业 的 语 言, 很 不 科 学 赵 章 元 认 为 : 国 际 上 对 于 二 恶 英 的 排 放 其 实 没 有 一 个 科 学 的 阈 值 即 临 界 值, 就 连 欧 盟 标 准 也 是 临 时 定 的, 也 并 不 科 学 并 不 是 参 考 这 个 标 准 就 能 解 决 问 题 他 指 出, 垃 圾 焚 烧 不 适 合 中 国 的 发 展 道 路 处 理 垃 圾 难 题, 国 外 也 想 了 很 多 办 法, 从 填 埋 到 焚 烧 - 一 度 被 认 为 是 解 决 垃 圾 问 题 的 良 策 - 大 家 慢 慢 发 现 焚 烧 带 来 的 危 害 更 大, 而 现 行 技 术 尚 无 法 做 到 无 害 化, 最 终 又 纷 纷 选 择 分 类 处 理 以 分 类 为 基 础, 对 垃 圾 进 行 资 源 化 利 用, 才 是 解 决 当 前 垃 圾 危 机 的 最 终 途 径 这 一 点, 与 全 国 政 协 外 委 会 副 主 任 韩 方 明 的 观 点 不 谋 而 合, 他 在 新 加 坡 联 合 早 报 上 撰 文 指 出, 焚 烧 的 方 式 处 理 垃 圾, 虽 然 在 部 分 发 达 国 家 确 实 是 重 要 手 段, 但 绝 非 简 单 地 一 烧 了 之, 而 必 须 具 备 以 下 前 提 : 只 有 健 全 的 垃 圾 分 类 与 回 收 处 理, 才 能 确 保 垃 圾 焚 烧 的 科 学 性, 即 不 该 烧 的 不 烧, 该 烧 的 才 烧 在 项 目 立 项 选 址 环 境 评 估 等 全 过 程 中, 都 必 须 公 开 透 明 只 有 这 样, 才 能 取 信 于 民 而 在 中 国, 这 些 条 件 在 韩 方 明 看 来 基 本 不 具 备, 他 说 : 实 际 运 作 中, 具 备 以 上 前 提 的 垃 圾 焚 烧 项 目 寥 寥 无 几, 多 数 项 目 往 往 从 立 项 开 始 就 对 周 边 居 民 欺 瞒 打 封, 违 法 暗 箱 操 作 再 次, 由 于 焚 烧 过 程 完 全 不 透 明, 厂 家 偷 工 减 料 的 现 象 普 遍 长 期 存 在, 焚 烧 质 量 无 从 保 证 但 是 陈 吉 平 有 不 同 看 法 : 其 实 垃 圾 焚 烧 并 不 是 人 们 想 象 的 那 么 特 别, 一 定 要 客 观 地 科 学 地 分 析 这 个 问 题 现 实 是, 随 着 科 技 的 进 步, 人 们 认 识 到 了 垃 圾 焚 烧 过 程 中 有 二 恶 英 的 排 放, 因 为 了 解 所 以 关 注 如 果 不 了 解 不 清 楚, 即 使 排 放 ( 二 恶 英 ) 人 们 也 不 知 道, 更 不 要 说 排 放 量 的 多 少 但 是 为 了 让 这 个 产 业 健 康 发 展, 陈 吉 平 认 为, 工 艺 技 术 一 定 要 提 升, 目 前 的 减 排 控 制 要 求 等 不 是 很 明 确, 政 府 部 门 要 加 大 监 督 和 监 管 力 度 郑 明 辉 认 为, 企 业 超 标 排 放 必 须 整 改, 同 时 在 管 理 上 也 可 以 探 索 一 些 实 用 且 能 量 化 的 方 法, 如 监 察 焚 烧 企 业 活 性 炭 的 购 买 量 和 使 用 量, 严 查 除 尘 器 的 效 率 等 自 然 : 甲 型 H1N1 流 感 大 流 行 一 周 年 记 甲 流 还 没 有 结 束, 但 它 已 经 为 我 们 提 供 了 未 来 对 付 流 行 病 的 经 验 2009 年 四 月, 出 现 于 墨 西 哥 和 美 国 的 新 型 甲 型 H1N1 流 感 盛 行, 引 起 一 片 恐 慌, 因 为 全 世 界 的 人 们 对 这 种 新 型 病 毒 几 乎 没 有 免 疫 力 接 下 来 的 短 短 几 周 之 内, 甲 流 病 毒 就 迅 速 地 蔓 延 到 了 全 世 界, 使 得 世 界 卫 生 组 织 (WHO) 于 2009 年 6 月 11 日 紧 急 宣 布, 全 球 进 入 40 多 年 来 首 次 流 感 大 流 行 自 然 杂 志 总 结 了 H1N1 病 毒 大 流 行 所 带 来 的 经 验 教 训, 以 帮 助 科 学 家 和 卫 生 机 构 更 好 地 处 理 未 来 的 流 感 大 流 行 1. 到 目 前 为 止, 甲 型 流 感 带 来 的 后 果 有 多 严 重? 2009 年 大 流 行 的 甲 流 并 没 有 如 1918 年 的 流 感 那 般 引 起 大 量 人 员 死 亡 来 自 哈 佛 大 学 公 共 卫 生 学 院 的 流 行 病 学 家 Marc Lipsitch 指 出, 相 比 于 以 往 大 流 行 的 流 感, 感 染 甲 流 的 人 数 较 少, 即 使 是 感 染 上 了 甲 流, 人 们 生 病 和 死 亡 的 几 率 都 要 小 很 多 但 是 现 阶 段, 甲 流 仍 在 流 行, 要 估 计 甲 流 所 引 起 的 死 亡 人 数 还 为 时 尚 早 上 个 月, 美 国 国 立 卫 生 研 究 院 的 研 究 员 Cécile Viboud 和 她 的 同 事 在 公 共 科 学 图 书 馆 潮 流 : 流 感 (PLoS Currents Inf luenza) 上 发 文 指 出, 第 一 波 甲 流 大 流 行 所 带 来 的 后 果 可 能 比 人 们 普 遍 预 想 的 要 更 为 严 重 Viboud 和 她 的 研 究 团 队 通 过 官 方 的 医 学 记 录 这 种 最 保 守 的 方 法 估 计 了 甲 流 在 美 国 所 引 起 的 死 亡 人 数, 大 概 在 7500 到 人 之 间, 这 比 美 国 每 年 因 季 节 性 流 感 和 乙 型 流 感 死 亡 人 数 的 一 半 还 要 少 同 时 这 种 估 计 方 法 也 揭 示 出 2009 年 的 流 感 相 比 于 季 节 性 流 感, 致 死 者 中 年 轻 人 居 多 但 是, 这 种 方 法 极 有 可 能 低 估 了 甲 流 的 致 死 率, 因 为 许 多 患 有 心 脏 病 和 糖 尿 病 的 甲 流 致 死 病 例, 最 终 并 没 有 被 记 录 另 外 根 据 一 项 不 太 保 守 的 估 计 方 法, 将 甲 流 流 行 期 间 的 总 死 亡 人 数 与 往 年 同 期 的 总 死 亡 人 数 相 比, 发 现 甲 流 流 行 期 间 的 死 亡 人 数 多 出 了 人, 这 已 经 超 过 了 典 型 流 感 季 节 的 死 亡 人 数 2. 为 什 么 老 年 人 在 很 大 程 度 上 都 能 幸 免 于 难? 季 节 性 流 感 的 主 要 感 染 人 群 是 老 年 人 和 小 孩, 但 是 2009 年 的 甲 流 主 要 感 染 年 龄 较 大 的 孩 子 和 年 轻 人 2010 年 1 月 出 版 的 BMC 传 染 病 杂 志 (BMC Infectious Diseases) 报 道 的 一 项 研 究 表 明,2009 年 的 甲 流 患 者 中, 有 四 分 之 三 的 人 年 龄 在 30 岁 以 下, 并 且 在 10 到 19 岁 之 间 达 到 高 峰 一 项 检 测 甲 流 病 毒 抗 体 反 应 的 血 清 研 究 解 释 说, 老 年 人 可 能 因 为 以 前 接 触 过 与 甲 流 病 毒 相 似 的 病 毒 株, 所 以 他 们 体 内 针 对 H1N1 病 毒 的 抗 体 反 应 比 年 轻 人 要 强 3. 甲 流 病 毒 还 会 带 来 更 多 的 感 染 波 吗? 这 种 可 能 性 还 是 有 的 在 过 去 的 流 感 大 流 行 中, 感 染 和 疾 病 一 般 会 一 波 接 一 波 地 持 续 数 年, 而 越 到 后 面, 后 果 往 往 就 更 严 重 美 国 传 染 病 动 态 研 究 及 政 策 (RAPIDD) 计 划 的 流 感 专 家 Lone Simonsen 警 告 说, 我 们 正 处 在 2 至 5 年 的 流 感 大 流 行 期 间, 必 须 继 续 保 持 警 觉 从 长 远 来 看,H1N1 病 毒 似 乎 已 经 是 主 要 的 季 节 性 流 感 病 毒, 目 前, 几 乎 所 有 发 现 的 新 流 感 病 例 都 被 检 测 出 带 有 H1N1 流 感 病 毒, 当 然 也 有 一 些 季 节 性 乙 型 流 感 病 毒 参 杂 其 中 随 着 越 来 越 多 的 人 获 得 针 对 甲 型 H1N1 流 感 病 毒 的 免 疫 力, 其 毒 性 也 将 随 之 降 至 季 节 性 流 感 的 水 平 甲 型 H1N1 主 题 文 章 / 化 学 通 讯 13

18 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 流 感 病 毒 要 想 引 起 新 的 感 染 波, 也 只 有 当 它 的 病 毒 基 因 发 生 变 得 较 为 缓 慢 在 流 感 流 行 初 期, 绝 大 多 数 的 实 验 室 都 忙 于 诊 断 异 后 才 有 可 能 今 年 冬 天, 很 少 看 到 流 感 在 北 半 球 蔓 延 目 前 标 本, 以 便 于 及 时 满 足 迫 切 的 公 共 健 康 需 求, 这 样 往 往 就 缺 乏 在 美 洲 非 洲 西 部 和 东 部 的 热 带 地 区 以 及 亚 洲 东 南 部 的 一 些 地 事 先 的 规 划, 使 得 后 续 的 努 力 无 法 展 开 区 有 流 感 大 流 行 的 暴 发, 尤 其 是 泰 国 和 新 加 坡, 但 都 在 较 低 的 良 好 的 血 液 监 测 数 据 对 于 作 出 明 智 的 决 策 是 至 关 重 要 的 水 平 随 着 南 半 球 冬 季 的 来 临, 一 个 新 的 流 感 流 行 浪 潮 是 否 会 一 个 大 流 行 疾 病 严 重 性 的 主 要 衡 量 标 准 是 致 死 率, 或 者 感 染 的 出 现, 答 案 将 很 快 揭 晓 致 死 几 率 有 多 大 要 回 答 这 个 问 题, 就 需 要 对 被 感 染 的 人 数 进 4. 我 们 从 2009 年 的 流 感 大 流 行 中 学 到 了 哪 些 经 验 教 训? 行 确 切 的 估 计 但 是 直 到 去 年 9 月 份, 也 就 是 甲 流 大 流 行 已 经 5 H1N1 病 毒 让 我 们 明 显 地 看 到, 以 目 前 的 技 术, 制 造 流 感 疫 个 月 的 时 候, 流 行 病 学 家 才 开 始 得 到 这 样 的 数 据 苗 的 时 间 还 是 太 长 - 从 鉴 定 新 病 毒 到 可 以 大 量 生 产 疫 苗 大 约 要 6 疾 病 大 流 行 期 间 的 临 床 研 究, 如 最 好 的 药 物 制 度 的 研 究 也 个 月 去 年 十 月 份, 大 量 的 疫 苗 免 疫 注 射 才 得 以 实 现, 而 此 时 甲 比 较 滞 后 在 英 国 和 澳 大 利 亚 等 一 些 国 家, 医 学 研 究 理 事 会 提 流 病 毒 已 经 在 澳 大 利 亚 和 其 他 南 半 球 国 家 完 成 了 第 一 波 肆 虐, 出 对 研 究 人 员 的 研 究 进 展 记 录 速 度 的 建 议, 但 是 相 比 于 流 行 病 同 时, 北 半 球 的 绝 大 多 数 国 家 也 已 经 经 历 了 甲 流 病 毒 秋 季 浪 潮 学 家 和 病 毒 学 家, 临 床 研 究 人 员 因 为 要 对 流 行 病 最 前 沿 进 展 保 数 周 的 侵 扰 持 关 注, 所 以 对 该 建 议 普 遍 反 应 迟 缓 来 自 澳 大 利 亚 墨 尔 本 的 我 们 还 需 要 更 好 的 监 控 虽 然 研 究 人 员 能 够 从 确 诊 个 案 和 世 界 卫 生 组 织 流 感 参 考 与 研 究 合 作 中 心 主 任 Anne Kelso 指 出, 代 理 数 字 - 如 住 院 和 报 告 的 流 感 样 疾 病 人 数, 来 得 到 流 感 大 流 道 德 因 素 有 时 也 使 得 一 些 研 究 无 法 展 开, 在 有 些 情 况 下, 疾 病 行 的 进 展 和 趋 势, 但 是 卫 生 机 构 和 科 学 家 们 对 于 抗 流 感 病 毒 抗 大 流 行 已 接 近 尾 声, 而 相 应 的 研 究 才 刚 刚 开 始 体 水 平 的 血 清 血 液 监 测 这 一 检 测 流 感 病 毒 的 黄 金 标 准 普 遍 实 施 ( 科 学 网 谢 文 兵 / 编 译 ) 手 机 致 癌 堪 比 香 烟 直 板 机 型 辐 射 最 大 手 机 辐 射 究 竟 对 人 体 有 没 有 害? 对 此, 马 拉 松 式 的 争 论 似 乎 从 未 停 止 过 前 段 时 间, 美 国 非 营 利 组 织 环 境 工 作 组 (EWG) 测 试 了 1000 多 款 手 机 的 SAR 值 ( 辐 射 被 人 类 头 部 软 组 织 吸 收 的 比 率 ), 排 出 了 最 新 十 佳 与 十 差 手 机 辐 射 榜 结 果 显 示, 摩 托 罗 拉 手 机 辐 射 最 大, 三 星 手 机 辐 射 最 小 其 中, 黑 莓 的 Bold 9700 辐 射 值 达 到 了 1.55W/kg, 获 得 辐 射 冠 军 手 机 的 称 号 不 久 前, 英 国 专 家 的 最 新 研 究 又 发 现 : 手 机 的 致 癌 性 可 能 比 香 烟 更 强 这 也 成 为 迄 今 为 止 关 于 手 机 最 新 最 严 重 的 警 告, 将 人 们 对 手 机 辐 射 的 关 注 提 到 了 前 所 未 有 的 高 度 手 机 辐 射 争 议 持 续 不 断 据 统 计, 目 前 全 球 约 30 亿 人 用 手 机, 是 吸 烟 人 数 的 3 倍 中 国 13 亿 多 人 口, 移 动 电 话 用 户 已 经 突 破 7 亿, 也 就 是 说, 平 均 两 个 人 中 至 少 有 一 个 人 拥 有 手 机 作 为 使 用 频 率 最 高 的 数 字 产 品, 很 多 人 几 乎 24 小 时 手 机 不 离 身 一 直 以 来, 世 界 各 国 科 学 家 都 在 努 力 探 明 手 机 辐 射 的 真 实 危 害 程 度 他 们 明 显 分 为 两 派, 一 派 表 示 乐 观, 认 为 手 机 辐 射 并 无 大 碍 另 一 派 则 非 常 谨 慎, 经 常 发 布 一 些 较 为 悲 观 的 消 息, 认 为 手 机 可 能 从 不 同 程 度 上 危 害 健 康 世 界 移 动 通 信 论 坛 秘 书 长 麦 克 在 一 个 报 告 中 称, 过 去 20 多 年 全 球 289 项 实 验, 均 未 能 找 出 手 机 辐 射 对 人 体 有 害 的 罪 证 但 很 多 医 学 专 家 认 为, 手 机 要 实 现 通 讯 功 能 就 必 须 接 收 和 发 送 强 力 的 无 线 电 波, 在 使 用 手 机 过 程 中, 信 号 最 强 的 天 线 部 恰 恰 离 大 脑 最 近, 所 以 一 定 会 对 人 脑 有 负 面 影 响 2009 年 瑞 典 及 多 个 欧 洲 国 家 的 研 究 发 现, 使 用 手 机 10 年 以 上, 可 能 会 增 加 患 脑 癌 和 口 腔 癌 的 危 险 荷 兰 最 新 研 究 也 显 示, 手 机 辐 射 还 与 失 眠 老 年 痴 呆 症 儿 童 行 为 问 题 男 性 不 育 等 有 密 切 关 系 直 板 袖 珍 山 寨 手 机 辐 射 大 当 人 们 使 用 手 机 时, 手 机 会 向 发 射 基 站 传 送 无 线 电 波, 而 无 线 电 波 或 多 或 少 地 会 被 人 体 吸 收, 这 些 电 波 就 是 手 机 辐 射, 由 高 到 低 依 次 为 天 线 部 听 筒 部 键 盘 部 和 话 筒 部 资 深 电 磁 环 境 专 家 中 国 室 内 装 饰 协 会 室 内 环 境 监 测 工 作 委 员 会 赵 玉 峰 教 授 告 诉 生 命 时 报 记 者 : 手 机 的 辐 射 主 要 来 自 天 线, 包 括 外 置 天 线 和 内 置 天 线 辐 射 的 强 度 跟 手 机 和 人 体 的 距 离 成 反 比, 距 离 远 一 倍, 辐 射 衰 减 十 倍 ; 距 离 缩 短 一 倍, 辐 射 强 度 增 加 十 倍 从 天 线 的 位 置 看, 外 置 天 线 的 辐 射 比 内 置 的 要 大 在 机 型 的 选 择 上, 直 板 机 的 天 线 离 头 部 最 近, 所 以 它 的 辐 射 最 大, 翻 盖 机 的 天 线 离 头 部 最 远, 所 以 辐 射 较 小, 滑 盖 机 则 介 于 两 者 之 间 而 手 机 的 功 能 多 少, 则 对 辐 射 强 度 没 有 影 响 国 际 无 线 电 科 学 联 盟 电 磁 噪 声 与 干 扰 委 员 会 中 国 分 会 高 攸 刚 教 授 则 认 为, 袖 珍 型 的 手 机 辐 射 比 较 大 手 机 厂 商 为 了 降 低 电 磁 辐 射, 通 常 会 在 手 机 内 部 设 一 个 金 属 屏 蔽 层, 这 层 屏 蔽 可 以 将 除 天 线 之 外 的 电 磁 辐 射 转 换 成 热 能 消 耗 掉 手 机 体 积 过 于 小 巧, 厂 家 就 会 在 金 属 屏 蔽 层 的 大 小 上 作 出 牺 牲, 可 能 使 其 对 电 磁 辐 射 的 过 滤 功 能 减 弱 山 寨 手 机 更 成 了 辐 射 大 户 中 国 消 费 者 协 会 消 费 指 导 部 副 主 任 张 德 志 称, 有 些 山 寨 手 机 原 材 料 质 量 结 构 设 计 发 射 参 数 都 不 合 格, 为 了 追 求 功 率, 在 辐 射 方 面 超 过 了 国 家 标 准, 有 的 甚 至 超 标 50 多 倍 手 机 辐 射 还 和 手 机 与 基 站 之 间 的 距 离 使 用 者 周 围 的 地 理 环 境 等 因 素 有 关 前 些 年, 基 站 之 间 距 离 比 较 远, 而 城 市 里 钢 筋 混 凝 土 结 构 的 建 筑 会 对 电 磁 波 产 生 很 大 影 响, 迫 使 手 机 加 大 功 率 来 和 基 站 取 得 联 系, 导 致 其 辐 射 强 度 增 加 现 在 基 站 密 集 化 了, 信 号 好 了, 手 机 的 发 射 功 率 就 不 需 要 原 来 那 么 大, 辐 射 也 相 对 减 小 了 赵 玉 峰 强 调 14 主 题 文 章 / 化 学 通 讯

19 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 自 然 社 论 : 文 献 开 放 获 取 或 将 大 范 围 实 现 传 统 出 版 业 的 改 革 势 在 必 行, 但 还 需 更 多 的 时 间 思 考 和 尝 试 90 年 代 兴 起 的 互 联 网 引 发 了 人 们 对 于 传 统 出 版 业 进 行 脱 胎 换 骨 改 革 的 设 想, 如 果 杂 志 社 向 作 者 征 收 费 用 而 无 需 向 读 者 和 图 书 馆 收 取 订 阅 费, 那 么, 全 世 界 都 可 以 免 费 看 到 那 些 发 表 的 同 行 评 审 论 文 这 一 看 似 简 单 的 论 文 开 放 获 取 设 想 在 业 内 引 发 了 激 烈 的 争 论, 其 广 泛 达 成 的 共 识 是 传 统 出 版 业 的 改 革 势 在 必 行, 但 建 设 性 的 改 革 有 待 时 日, 还 需 更 多 的 思 考 和 尝 试 非 盈 利 性 的 公 共 科 学 图 书 馆 (PLoS) 是 论 文 开 放 获 取 的 先 行 者, 其 作 者 付 费 模 式 的 成 功 运 行 证 明 了 这 一 设 想 的 现 实 可 行 性 该 杂 志 社 自 2003 年 成 立 以 来, 旗 下 最 顶 尖 的 杂 志 向 作 者 收 取 一 篇 文 章 2900 美 元 的 费 用, 其 低 成 本 运 营 的 公 共 科 学 图 书 馆 综 合 (PLoS ONE) 发 表 的 论 文 只 经 过 同 行 评 审 而 没 有 主 编 的 评 论 推 荐, 每 篇 收 取 1350 美 元 的 费 用, 以 支 持 杂 志 社 的 资 金 周 转 公 共 科 学 图 书 馆 的 运 行 经 验 也 说 明 了 完 全 利 用 作 者 付 费 模 式 所 面 临 的 考 验 包 括 自 然 科 学 及 其 子 刊 在 内 的 许 多 杂 志 一 直 沿 袭 传 统 模 式, 即 依 赖 收 取 订 阅 费 维 持 其 较 高 的 运 行 成 本 虽 然 作 者 付 费 模 式 对 于 许 多 低 成 本 杂 志 来 说 切 实 可 行, 但 这 一 模 式 的 推 广 还 有 赖 于 研 究 机 构 对 于 论 文 发 表 专 项 基 金 的 设 立 现 阶 段, 一 种 处 于 中 间 状 态 的 混 合 模 式 正 被 众 多 杂 志 所 接 受, 该 模 式 下, 杂 志 让 作 者 选 择 支 付 一 定 的 费 用, 以 使 他 们 的 文 章 能 够 被 及 时 地 免 费 提 供 给 大 众 自 然 出 版 集 团 不 久 也 将 推 出 这 种 模 式 的 期 刊 - 自 然 通 讯 (Nature Communications) 研 究 科 学 出 版 业 的 经 济 学 家 认 为, 各 种 杂 志 将 逐 渐 发 展 为 开 放 获 取 收 费 订 阅 以 及 处 于 中 间 态 这 三 者 的 混 合 模 式 同 时, 立 法 者 和 资 助 者 也 逐 步 要 求 开 放 文 献 获 取, 特 别 是 如 生 物 医 学 这 种 跟 公 众 利 益 密 切 相 关 的 领 域 2007 年 的 一 项 法 案 要 求 美 国 国 立 卫 生 研 究 院 的 研 究 人 员 在 论 文 发 表 后 的 12 个 月 内 向 公 众 开 放 生 物 医 学 中 心 (PubMed Central) 的 研 究 论 文 而 如 今 呼 吁 的 开 放 在 可 预 见 的 时 间 内 很 有 可 能 以 一 种 不 同 于 以 往 的 模 式 呈 现 出 来 可 以 推 测 美 国 总 统 奥 巴 马 将 签 署 一 项 执 行 令, 将 开 放 的 诉 求 推 广 到 所 有 的 联 邦 研 究 所 自 然 出 版 商 一 直 支 持 2007 年 的 这 项 法 案, 同 时 也 支 持 将 这 种 命 令 推 广 到 其 他 机 构 但 是, 强 制 开 放 文 献 的 期 限 应 该 具 有 一 定 的 灵 活 性, 因 为 杂 志 出 版 文 献 以 及 将 文 献 归 档 都 需 要 一 定 的 时 间 政 府 切 不 可 采 取 一 刀 切 的 办 法 来 限 定 开 放 获 取 的 期 限 ( 科 学 网 谢 文 兵 / 编 译 ) 中 国 首 份 开 放 获 取 期 刊 纳 米 研 究 成 功 进 入 SCI-E 由 全 球 知 名 出 版 社 Springer 与 清 华 大 学 出 版 社 共 同 出 版 和 发 行 的 纳 米 研 究 (Nano Research) 英 文 学 术 期 刊 在 创 刊 一 年 半 后, 于 2010 年 初 得 到 Thomson ISI 通 知, 期 刊 已 经 成 功 被 SCI-E 收 录 该 刊 由 中 国 教 育 部 主 管, 清 华 大 学 主 办 Nano Research 于 2008 年 7 月 创 刊 ( 月 刊 ), 是 一 个 国 际 化 ( 编 委 国 际 化 作 者 国 际 化 审 稿 国 际 化 ) 多 学 科 交 叉 的 学 术 期 刊 该 期 刊 主 要 刊 登 纳 米 研 究 领 域 高 质 量 原 创 性 的 研 究 论 文 和 评 论 性 文 章 Nano Research 采 用 开 放 获 取 (Open Access) 出 版 模 式, 全 球 读 者 可 以 通 过 SpringerLink 在 线 出 版 平 台 免 费 下 载 该 期 刊 的 所 有 文 章 开 放 获 取 出 版 模 式 有 效 地 帮 助 新 创 办 的 Nano Research 迅 速 提 高 其 国 际 能 见 度 和 全 文 下 载 量 此 外, 快 速 评 审 和 及 时 出 版 是 该 刊 的 特 色, 期 刊 采 用 网 上 投 稿 系 统, 全 部 稿 件 均 通 过 网 络 提 交 在 线 审 阅, 加 快 了 文 章 的 出 版 速 度 期 刊 利 用 Springer 的 在 线 优 先 出 版 (Online FirstTM) 方 式, 读 者 可 以 在 整 期 的 印 刷 版 期 刊 出 版 之 前 在 线 阅 读 优 先 出 版 的 电 子 版 文 献 全 文, 大 大 提 高 了 文 献 出 版 的 速 度 和 效 率 Nano Research 发 表 的 文 章 均 经 过 严 格 的 同 行 评 议 期 刊 得 到 了 很 多 世 界 纳 米 研 究 领 域 顶 级 科 学 家 的 支 持, 并 且 吸 引 了 世 界 一 流 的 作 者 和 评 审 专 家 期 刊 接 受 的 文 章 相 当 大 部 分 来 自 于 世 界 一 流 大 学 和 一 流 研 究 机 构 ( 例 如 :MIT 伯 克 利 斯 坦 福 大 学 剑 桥 大 学 汉 堡 大 学 香 港 科 技 大 学 南 洋 理 工 大 学 清 华 大 学 北 京 大 学 以 及 中 国 科 学 院 等 等 ) 期 刊 的 作 者 中 有 很 多 世 界 一 流 的 科 学 家, 如 :Pulickel Ajayan 戴 宏 杰 James Heath Sumio Iijima Reshef Tenne 杨 培 东 王 中 林 等 来 自 中 国 内 地 的 文 章 约 占 已 发 表 文 章 的 五 分 之 一 Nano Research 采 用 国 际 通 行 的 主 编 负 责 制 期 刊 主 编 是 斯 坦 福 大 学 的 戴 宏 杰 教 授 和 清 华 大 学 的 薛 其 坤 院 士, 副 主 编 为 清 华 大 学 的 李 亚 栋 教 授 和 阿 肯 色 大 学 的 彭 笑 刚 教 授 期 刊 编 委 会 成 员 来 自 美 国 中 国 德 国 英 国 韩 国 荷 兰 和 以 色 列 等 多 个 国 家, 期 刊 文 章 的 评 审 人 员 以 及 文 章 的 作 者 来 自 世 界 20 多 个 国 家 和 地 区 15 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

20 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 美 博 士 学 位 1/7 授 中 国 人 为 美 学 术 界 带 来 新 气 象 据 美 国 世 界 日 报 报 道, 百 人 会 第 19 届 年 会 4 月 8 日 接 连 举 行 三 场 专 家 研 讨 会, 最 后 一 场 重 头 戏 是 美 中 知 名 大 学 教 授 讨 论 培 养 下 一 代 全 球 化 人 才 多 次 访 问 中 国 的 斯 坦 福 大 学 校 长 汉 尼 斯 (John Hennessy) 表 示 : 中 国 学 校 值 得 美 国 学 校 学 习 的 地 方, 是 中 国 学 校 更 加 鼓 励 学 生 进 入 科 学 领 域, 特 别 是 女 性 美 国 人 不 应 该 再 把 所 有 聪 明 的 人 都 送 去 华 尔 街 我 想 事 实 已 经 证 明 这 样 做 对 我 们 没 多 大 好 处 研 讨 会 由 加 州 大 学 唯 一 的 华 裔 校 长 - 圣 塔 芭 芭 拉 分 校 校 长 杨 祖 佑 主 持, 中 国 两 大 名 校 北 京 大 学 校 长 周 其 凤 清 华 大 学 校 长 顾 秉 林, 与 汉 尼 斯 加 大 圣 地 亚 哥 分 校 校 长 福 克 斯 (Mar ye Anne Fox) 同 台 与 会 者 都 强 调 跨 学 科 广 泛 教 育 的 重 要 性 主 持 人 杨 祖 佑 首 先 提 出, 全 美 国 每 年 取 得 博 士 学 位 的 学 生 中, 每 七 个 人 就 有 一 人 来 自 中 国 这 些 人 中 93% 计 划 回 中 国 发 展, 但 实 际 留 下 来 的 人 超 过 60% 另 一 项 有 趣 的 数 据 显 示, 这 些 中 国 学 生 中 有 92% 学 的 是 科 技, 只 有 8% 钻 研 社 会 科 学 中 国 留 学 生 已 经 为 美 国 学 术 界 带 来 新 气 象 率 先 发 言 的 周 其 凤 表 示, 北 大 非 常 重 视 国 际 交 换 学 生 为 校 园 带 来 的 国 际 学 习 风 气 中 国 第 一 学 府 目 前 有 位 国 际 学 生, 其 中 2700 人 正 在 攻 读 学 位 拥 有 北 大 荣 誉 学 位 的 汉 尼 斯 则 强 调, 有 世 界 观 的 学 生 必 须 具 备 判 断 性 思 考 的 技 能, 能 提 出 关 键 性 的 疑 问 他 表 示, 国 际 事 务 中 充 满 了 模 糊 和 不 确 定 性, 领 导 人 必 须 要 有 化 繁 为 简 的 能 力 汉 尼 斯 说 : 现 在 的 世 界 任 何 工 作 再 也 无 法 避 免 跨 越 国 界, 就 像 任 何 硅 谷 企 业 都 需 要 与 亚 洲 公 司 合 作 全 球 的 大 学 都 意 识 到 彼 此 间 合 作 的 重 要, 无 法 闭 门 造 车 解 决 问 题 清 华 大 学 校 长 顾 秉 林 则 说, 教 育 新 一 代 中 国 人 才 面 临 新 的 挑 战, 除 国 际 观 和 广 泛 的 学 习 外, 现 在 更 应 教 育 学 生 具 有 社 会 责 任 特 别 在 全 球 经 济 危 机 爆 发 之 后, 更 突 显 出 道 德 与 才 能 兼 顾 的 重 要 在 化 学 领 域 有 杰 出 成 就 的 福 克 斯 是 与 会 校 长 中 唯 一 的 女 性 她 强 调 公 共 研 究 大 学 的 价 值 教 学 研 究 和 社 会 服 务 同 等 重 要 她 也 说 : 大 学 里 有 各 种 学 系, 但 这 些 学 系 不 是 根 据 人 类 实 际 面 对 的 问 题 所 制 定 的 因 此 更 显 现 出 合 作 的 必 要 杨 祖 佑 问 在 场 的 校 长 中 国 何 时 才 会 出 现 第 一 位 诺 贝 尔 奖 得 主 汉 尼 斯 答 道 : 这 只 是 迟 早 的 问 题 现 在 中 国 充 满 了 人 才, 在 世 界 各 地 都 有 杰 出 的 表 现 但 诺 贝 尔 奖 和 实 际 的 成 就 大 约 有 20 年 的 时 间 差 距 顾 秉 林 则 表 示, 中 国 学 界 和 诺 贝 尔 奖 所 熟 悉 的 欧 美 学 术 体 系 仍 有 差 距, 但 做 学 问 的 人 本 身 不 应 该 考 虑 这 些 问 题 中 国 的 诺 贝 尔 奖 得 主 在 10 年 到 20 年 之 间 自 然 会 出 现 合 成 有 助 控 制 癌 症 扩 散 的 分 子 英 国 研 究 人 员 最 近 合 成 一 种 可 以 干 扰 细 胞 之 间 通 信 的 分 子, 有 望 用 于 控 制 癌 细 胞 扩 散 和 细 菌 感 染 英 国 东 英 吉 利 大 学 等 机 构 研 究 人 员 在 新 一 期 自 然 化 学 生 物 学 (Nature Chemical Biology) 杂 志 上 报 告 说, 新 合 成 的 这 种 分 子 是 一 种 名 为 UDP 半 乳 糖 的 天 然 物 质 的 衍 生 物, 它 可 以 抑 制 细 胞 中 的 糖 基 转 移 酶 发 挥 作 用 据 介 绍, 包 括 癌 细 胞 和 细 菌 细 胞 在 内 的 许 多 细 胞 都 有 一 层 由 糖 分 子 组 成 的 外 衣, 它 影 响 着 细 胞 与 外 部 环 境 和 其 他 细 胞 之 间 的 通 信 而 要 织 出 这 件 外 衣, 细 胞 就 要 依 赖 糖 基 转 移 酶 将 糖 分 子 搬 运 并 组 合 到 一 起 在 癌 细 胞 扩 散 或 细 菌 细 胞 侵 入 人 体 时, 它 们 需 要 通 过 这 层 糖 分 子 外 衣 与 其 他 细 胞 通 信, 因 此 如 果 抑 制 糖 基 转 移 酶 发 挥 作 用, 就 可 以 影 响 这 层 糖 分 子 外 衣, 从 而 干 扰 有 关 细 胞 之 间 的 通 信, 最 终 达 到 帮 助 控 制 癌 症 扩 散 或 细 菌 感 染 的 目 的 研 究 人 员 瓦 格 纳 博 士 说, 这 是 一 种 干 扰 细 胞 通 信 的 全 新 机 制, 它 在 治 疗 癌 症 和 细 菌 感 染 等 方 面 具 有 很 大 潜 力, 新 合 成 的 这 种 分 子 有 望 用 于 研 发 相 关 药 物 ( 来 源 : 新 华 网 ) 利 用 太 阳 能 和 空 气 中 的 二 氧 化 碳 制 造 生 物 燃 料 美 国 辛 辛 那 提 大 学 工 程 和 应 用 科 学 学 院 和 该 校 生 物 医 学 工 程 系 的 科 学 家 研 发 成 功 一 种 新 生 物 燃 料 制 造 技 术, 此 种 技 术 可 将 太 阳 能 转 化 为 碳 水 化 合 物, 进 而 生 产 出 乙 醇 和 其 他 生 物 燃 料 相 关 的 研 究 报 告 发 表 在 该 校 校 报 纳 米 通 讯 等 专 业 期 刊 上 这 项 发 明 的 灵 感, 来 自 一 种 亚 热 带 蛙 类 (Tungava frog) 的 巢 穴 结 构 设 计 和 多 种 植 物 能 利 用 光 合 作 用 产 生 具 有 高 能 效 天 然 物 质 的 自 然 现 象 研 究 发 现, 上 述 亚 热 带 蛙 会 为 发 育 中 的 蝌 蚪 分 泌 一 种 泡 沫, 同 时 实 验 室 中 的 某 些 植 物 细 菌 真 菌 也 会 自 然 生 成 一 种 特 殊 泡 沫 利 用 太 阳 能 和 空 气 中 的 二 氧 化 碳, 能 使 这 些 泡 沫 生 成 碳 水 化 合 物, 进 而 生 产 出 乙 醇 和 其 他 生 物 燃 料 长 久 以 来, 农 业 生 产 者 一 直 在 尝 试 寻 找 新 的 方 法, 以 求 从 太 阳 能 中 获 取 更 多 的 能 量 这 种 对 太 阳 能 利 用 的 狂 热 追 求, 如 今 已 演 变 为 生 物 燃 料 的 生 产, 其 目 的 是 提 高 这 类 能 源 生 产 的 效 率 辛 辛 那 提 大 学 以 人 工 方 式 研 发 的 上 述 新 技 术, 是 这 种 追 求 的 最 新 成 果 之 一 16 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

21 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 这 项 新 技 术 的 最 大 好 处 在 于 可 以 优 化 能 源 生 产 方 式, 减 少 于 自 然 界 中 光 合 作 用 在 高 浓 度 二 氧 化 碳 中 会 停 止 的 现 象, 新 方 空 气 中 二 氧 化 碳 的 含 量, 而 且 无 需 占 用 土 地 具 体 来 说, 被 吸 收 法 在 这 样 的 环 境 中 同 样 奏 效 因 此, 无 论 从 环 境 成 本 角 度 还 是 的 太 阳 能 可 以 全 部 转 化 为 碳 水 化 合 物, 而 这 一 点 在 自 然 界 中 很 从 能 源 利 用 率 的 角 度 看, 这 都 是 一 种 既 经 济 又 环 保 的 双 赢 方 难 做 到 ; 在 自 然 环 境 中, 各 种 机 体 必 须 将 大 量 能 量 用 于 维 持 生 法 如 果 解 决 了 新 技 术 在 更 高 层 级 和 更 复 杂 领 域 内 的 应 用, 未 命 活 动 和 繁 殖 的 需 要 其 次, 这 种 泡 沫 体 系 不 需 要 任 何 土 壤, 来 该 技 术 还 可 用 于 生 产 石 油 甚 至 粮 食, 前 景 十 分 看 好 不 会 因 占 用 土 地 而 影 响 粮 食 或 其 他 农 作 物 的 生 产 此 外, 相 对 ( 生 物 谷 Bioon.com) 科 学 家 们 创 造 了 世 界 上 首 个 分 子 晶 体 管 我 们 能 够 调 整 山 的 高 度, 使 它 在 处 于 低 位 的 时 候 允 许 电 流 通 过, 而 在 高 的 时 候 则 阻 止 电 流 的 通 过 该 小 组 通 过 这 样 的 方 式 就 能 和 使 用 普 通 晶 体 管 非 常 相 似 的 方 式 来 使 用 这 个 分 子 这 项 工 作 是 以 Reed 先 前 在 1990 年 代 的 研 究 工 作 为 基 础 的, 该 项 研 究 证 明 单 独 的 分 子 会 被 陷 住 在 不 同 的 电 流 触 点 之 间 从 那 时 开 始, 他 就 和 耶 鲁 大 学 当 时 的 博 士 后 研 究 助 理, 现 为 韩 国 Gwangju 科 技 学 院 教 授 的 Takhee Lee 合 作, 并 在 这 几 年 中 开 发 出 更 多 技 术, 使 他 们 能 看 见 在 分 子 等 级 上 发 生 的 事 情 康 涅 狄 格 州, 纽 黑 文 市 科 学 家 已 经 成 功 创 造 了 以 单 个 分 子 要 能 够 在 如 此 微 小 的 范 围 内 制 造 电 流 触 点 确 定 有 待 使 用 制 造 的 首 个 晶 体 管 由 耶 鲁 大 学 和 韩 国 Gwangju 科 技 学 院 的 的 理 想 分 子 搞 清 楚 安 放 这 些 分 子 的 位 置 以 及 如 何 将 它 们 连 接 研 究 人 员 共 同 完 成 此 项 研 究 到 触 点 等 等 都 是 这 一 发 现 的 关 键 所 在 我 们 多 年 来 在 技 术 上 包 括 耶 鲁 大 学 的 工 程 和 应 用 科 学 系 的 哈 罗 德 霍 奇 金 森 已 经 取 得 了 长 足 的 进 步 和 深 刻 的 理 解, 正 是 以 这 些 为 基 础 才 使 (Harold Hodgkinson) 教 授 Mark Reed 在 内 的 这 个 小 组 表 示, 这 一 成 果 得 以 实 现, Reed 说 道 附 着 在 黄 金 触 点 上 的 苯 分 子 能 够 产 生 像 硅 晶 体 管 一 样 的 作 用 在 计 算 机 电 路 内 使 用 分 子 是 非 常 有 意 思 的 事 情, 因 为 传 统 研 究 者 们 利 用 通 过 触 点 施 加 在 苯 分 子 上 的 电 压 就 能 操 纵 该 的 晶 体 管 在 如 此 微 观 的 情 况 下 是 无 法 实 现 的 但 是 Reed 强 调 说 分 子 的 不 同 能 态 通 过 对 能 态 的 操 纵, 科 学 家 能 够 控 制 流 经 该 这 绝 对 是 科 学 上 的 突 破, 而 像 更 小 和 更 快 的 分 子 计 算 机 这 分 子 的 电 流 样 的 实 际 应 用 - 即 使 真 的 可 以 实 现 也 将 是 几 十 年 以 后 的 事 这 就 像 把 一 个 球 向 山 上 滚 动 并 越 过 山 顶, 球 在 其 中 就 我 们 并 非 即 将 创 建 下 一 代 的 集 成 电 路, 他 说 但 是 在 代 表 电 流 而 山 的 高 度 就 表 示 该 分 子 的 不 同 能 态, Reed 表 示 多 年 的 推 进 工 作 以 后, 我 们 毕 竟 完 成 了 为 时 十 年 的 探 索 并 且 证 明 分 子 是 能 够 像 晶 体 管 一 样 运 作 的 Chem. Commun. : 纤 维 素 催 化 转 化 新 进 展 中 科 院 大 连 化 物 所 张 涛 研 究 组 关 于 纤 维 素 催 化 转 化 的 研 究 论 文 作 为 内 封 面 文 章 发 表 在 近 期 出 版 的 Chem. Com mu n. 上 纤 维 素 作 为 自 然 界 中 最 丰 富 的 生 物 质 资 源, 其 催 化 转 化 制 能 源 化 学 品 是 学 术 界 研 究 的 热 点 张 涛 研 究 组 利 用 碳 化 钨 在 涉 氢 反 应 中 的 类 贵 金 属 性 质, 首 次 尝 试 将 廉 价 的 碳 化 钨 催 化 剂 应 用 于 纤 维 素 的 催 化 转 化, 发 现 活 性 炭 担 载 的 碳 化 钨 催 化 剂 能 够 将 纤 维 素 高 效 转 化 为 乙 二 醇, 尤 其 是 在 少 量 Ni 的 促 进 下, 乙 二 醇 的 收 率 高 达 61% 与 具 有 微 孔 结 构 的 活 性 炭 相 比, 使 用 具 有 较 大 比 表 面 积 和 孔 容 积 的 介 孔 炭 作 为 催 化 剂 载 体, 不 仅 可 以 提 高 活 性 组 分 碳 化 钨 的 分 散 度, 同 时 也 有 利 于 反 应 物 和 产 物 分 子 的 传 质 和 扩 散, 进 而 可 提 高 其 催 化 性 能 为 此, 该 工 作 采 用 廉 价 易 得 的 商 品 化 二 氧 化 硅 作 为 硬 模 板 制 备 了 一 种 具 有 三 维 连 通 孔 结 构 的 介 孔 炭, 以 此 作 为 碳 化 钨 催 化 剂 的 载 体, 大 大 提 高 了 碳 化 钨 的 分 散 度, 在 纤 维 素 的 催 化 转 化 反 应 中 表 现 了 更 高 的 活 性 选 择 性 以 及 稳 定 性, 即 使 在 不 添 加 Ni 的 情 况 下 乙 二 醇 的 收 率 就 达 到 70% 以 上, 在 循 环 使 用 四 次 以 后 乙 二 醇 的 收 率 仍 接 近 60% 以 上 研 究 为 设 计 合 成 新 型 高 效 实 用 纤 维 素 转 化 催 化 剂 提 供 了 新 的 借 鉴 和 思 路 ( 生 物 谷 推 荐 原 文 出 处 :Chem. Commun. DOI: / b919182h) 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 17

22 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 科 学 : 科 学 家 拍 摄 到 电 子 在 细 胞 中 移 动 图 象 该 突 破 性 成 果 有 望 应 用 于 提 高 纳 米 电 路 和 电 力 运 输 系 统 等 的 能 效 美 国 明 尼 苏 达 大 学 研 究 人 员 最 近 拍 摄 到 电 子 在 细 胞 蛋 白 质 中 移 动 的 分 子 图 像 研 究 人 员 称, 这 是 生 物 学 界 一 项 突 破 性 研 究 成 果, 将 来 有 望 应 用 于 提 高 纳 米 电 路 和 电 力 运 输 系 统 等 的 能 效 这 项 研 究 由 明 尼 苏 达 大 学 生 物 科 学 学 院 副 教 授 卡 里 威 尔 莫 特 领 导 完 成, 研 究 成 果 刊 登 在 新 一 期 科 学 杂 志 上 电 子 在 细 胞 内 移 动 产 生 的 能 量 是 生 物 体 生 存 的 基 本 能 量 来 源 之 一, 由 此 产 生 的 能 量 被 人 体 用 来 生 成 蛋 白 质 脱 氧 核 糖 核 酸 等 复 杂 分 子 这 些 复 杂 分 子 是 促 进 生 物 体 生 长 维 持 生 命 和 储 存 能 量 的 基 石 威 尔 莫 特 等 人 利 用 X 射 线 晶 体 技 术 获 得 的 图 像 将 加 深 对 这 一 过 程 的 理 解 威 尔 莫 特 说, 生 物 体 在 进 化 过 程 中 利 用 电 流 的 历 史 久 远, 人 类 可 以 从 大 自 然 中 学 到 更 有 效 的 电 流 利 用 方 式, 这 可 以 用 来 研 究 更 小 的 纳 米 电 路 或 开 发 出 更 有 效 的 电 力 传 输 网 络 对 这 一 研 究 提 供 资 助 的 美 国 国 家 卫 生 研 究 院 科 学 家 弗 农 安 德 森 说, 获 得 电 子 在 复 杂 分 子 间 移 动 的 晶 体 结 构 好 比 通 晓 了 魔 术 表 演 的 奥 秘, 科 学 界 早 已 知 道 生 物 体 利 用 电 流 存 在 诀 窍, 威 尔 莫 特 的 团 队 揭 示 了 这 一 特 殊 化 学 过 程 是 如 何 完 成 的 ( 转 自 科 学 网 ) 自 然 纳 米 技 术 : 利 用 病 毒 从 水 中 分 离 出 氢 据 美 国 物 理 学 家 组 织 网 4 月 12 日 ( 北 京 时 间 ) 报 道, 美 国 麻 省 理 工 学 院 的 研 究 人 员 利 用 病 毒 将 氢 从 水 中 分 离 出 来, 在 将 水 变 成 氢 燃 料 的 漫 漫 征 程 中 迈 出 了 关 键 一 步 相 关 研 究 发 表 在 最 新 出 版 的 自 然 纳 米 技 术 (Nature Nanotechnology) 杂 志 上 麻 省 理 工 学 院 材 料 化 学 家 安 琪 拉 贝 尔 彻 领 导 的 团 队 模 拟 植 物 利 用 太 阳 光 分 离 水 并 制 造 化 学 燃 料 来 促 进 自 身 生 长 的 过 程, 对 一 个 病 毒 进 行 了 基 因 改 造, 同 时 将 其 作 为 生 物 支 架, 将 一 些 纳 米 组 件 搭 建 在 一 起, 最 终 把 水 分 子 分 离 成 了 氢 原 子 和 氧 原 子 以 往, 研 究 人 员 使 用 太 阳 能 电 池 板 产 生 的 电 力 来 分 离 水 分 子, 但 麻 省 理 工 学 院 的 研 究 人 员 直 接 使 用 太 阳 光 来 制 取 氢 贝 尔 彻 表 示, 虽 然 他 们 的 最 终 目 的 是 从 水 中 得 到 氢 气, 但 将 氧 气 从 水 中 分 离 出 来 面 临 的 技 术 挑 战 更 大, 于 是 该 研 究 团 队 首 先 开 始 攻 克 这 一 难 关 贝 尔 彻 团 队 将 无 毒 的 细 菌 病 毒 M13 进 行 基 因 改 造, 让 它 吸 附 一 个 催 化 剂 分 子 氧 化 铱 和 一 个 吸 光 物 质 锌 卟 啉, 并 同 它 们 绑 在 一 起, 吸 光 物 质 源 源 不 断 地 将 阳 光 沿 着 病 毒 传 递, 于 是 该 病 毒 就 变 成 了 类 似 电 线 的 设 备, 能 够 高 效 地 将 氧 从 水 分 子 中 分 离 出 来 然 而 实 验 发 现, 一 段 时 间 后, 该 病 毒 电 线 会 簇 拥 在 一 起, 失 去 效 力 于 是, 研 究 人 员 将 它 们 变 成 凝 胶 状 态 封 入 一 个 胶 囊 内, 这 些 病 毒 因 此 能 够 保 持 自 己 的 状 态, 从 而 维 持 了 其 稳 定 性 和 有 效 性 这 种 方 法 使 产 生 氧 气 的 效 率 提 高 了 4 倍, 研 究 人 员 希 望 能 够 找 到 同 样 的 以 生 物 学 为 基 础 的 系 统 来 完 成 这 个 反 应 的 另 一 半 过 程 - 分 离 氢 气 目 前, 从 水 中 分 离 的 氢 被 分 成 质 子 和 电 子 研 究 人 员 正 在 进 行 第 二 步 攻 关, 将 这 些 质 子 和 电 子 变 成 氢 原 子 或 者 氢 分 子 该 研 究 团 队 也 希 望 找 到 更 常 见 更 便 宜 的 物 质 来 做 催 化 剂, 替 代 昂 贵 而 稀 少 的 铱 贝 尔 彻 表 示, 她 们 将 在 两 年 内 研 制 出 能 够 自 我 支 持 并 持 久 耐 用 的 模 型 设 备, 实 现 将 水 分 离 成 氢 气 和 氧 气 日 本 研 发 新 型 塑 料 片 硬 度 相 当 于 钢 铁 2 到 5 倍 据 日 本 共 同 社 报 道, 日 本 广 岛 大 学 高 分 子 物 理 学 特 任 教 授 彦 坂 正 道 等 组 成 的 科 研 小 组 4 月 19 日 宣 布, 已 研 发 出 硬 度 相 当 于 钢 铁 2-5 倍 的 塑 料 片 这 种 塑 料 片 的 厚 度 为 10 分 之 几 毫 米, 透 明 且 可 塑 性 强, 有 望 被 用 作 汽 车 车 身 及 玻 璃 的 替 代 品 其 造 价 与 普 通 塑 料 不 差 上 下 由 于 不 含 杂 质, 还 便 于 回 收 利 用, 因 此 有 望 作 为 新 材 料 来 普 及 预 计 将 首 先 讨 论 在 食 品 容 器 领 域 的 实 用 化 该 科 研 小 组 在 低 于 熔 点 的 约 150 时 将 液 体 的 带 状 高 分 子 聚 丙 烯 进 行 瞬 间 压 缩, 于 是 分 子 的 带 状 部 分 被 拉 伸 并 整 齐 地 排 列 在 一 起, 结 晶 体 变 得 紧 密 而 牢 固 其 抗 拉 强 度 可 达 230 兆 帕, 是 以 往 聚 丙 烯 的 7 倍 多 据 介 绍, 这 一 强 度 相 当 于 相 同 重 量 钢 铁 的 2~5 倍 该 科 研 小 组 估 算 认 为, 如 果 以 这 种 素 材 替 代 车 身 的 钢 铁, 成 本 可 降 至 目 前 的 三 分 之 一 至 四 分 之 一 18 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

23 Newsletter Chemical 化学通讯 将药物递送到肿瘤之内 分子 从血管中渗出 这种倾注在血管外的肿瘤组织中继续发 生 从而让药物越来越深地渗透到肿瘤中 许多研发出来的抗癌药物的功效因为其穿透肿瘤组织的能 力差而受到限制 但如今 一项新的研究展示了一种特别的肽 可帮助抗癌药物渗透到最坚韧的肿瘤组织之中 但又不会增加 其对健康细胞的毒性 Kaz u k i Sugahara及其同僚从前曾经报 告过一种可穿透肿瘤的被称作i RGD的肽 当该肽以化学方式 和药物发生结合的时候 它可伴送某些抗癌药物深入到在小鼠 体内生长的肿瘤的血管外组织之中 如今 这些研究人员在小鼠 身上继续其研究工作 他们显示 当iRGD作为一个独立的物质 与抗肿瘤药物共同注射的时候 该肽可大大地加强药物的递送 静脉注射i RGD 这是一种环状的能穿透肿瘤的肽 图中 及其抗肿瘤活性 这种做法是有好处的 因为化学性的结合步 彩色的环 它们和肿瘤血管中的与血管形成有关的整联蛋白 骤常常会干扰药物的活性 Sugahara及其同僚测试将iRGD与 图中蓝 色和黄色的受体 结合 然后这种肽劈开 成为了激 数种不同分子大小的抗癌药物进行组合疗法 这些药物包括阿 活的CendR肽 图中彩色的半环 后者与 neuropilin-1 图中 霉素 紫杉醇 阿霉素脂质体以及治疗性抗体曲妥单抗 即 赫 紫色的受体 相结合 CendR /neu ropilin-1的结合调控着一种 赛汀 这种策略对治疗人类的癌症是否有效还需作进一步的 激活的运输系统 让同时注射的药物 例如抗体 图中的绿色 研究 研究发现体内二氧化碳浓度过高可引起濒死体验 心脏停止跳动的人称 他们产生了一种与众不同的体验 其中包 括感觉很平静 沿着隧道奔向光明和遇到死去的人等 据研究 人员说 之所以会产生这种感觉 可能是因为体内过高的二氧 化碳改变了大脑的化学平衡 诱使 它产生幻觉 他们对52名心脏停跳后又恢复健康的人进行研究 斯洛文 尼亚科学家说 呼出的气体里和动脉里所含的二氧化碳浓度更 高的那些人 产生不同寻常的体验的可能性更大 在心脏停搏 的过程中 一旦一个人的心脏停止跳动 他会在几秒内失去意 北京时间4月8日消息 据国外媒体 报道 一些昏迷甚至心 跳暂停的患者表示 他们看到自己的生活就像放电影一样从他 识 然而大脑会在接下来的几分钟内仍保持活跃状态 而不会 受到损伤 科学家认为 在这期间他会产生灵魂出窍的感觉 们眼前飞过 其他一些人则说有种灵魂出窍的漂浮感或很强的 英国南安普敦大学专家萨姆 帕尼亚博士表示 二氧化碳 平静感 这就是所谓的濒死体验 现在科学家认为 他们已经 浓度很高可能意味着患者苏醒的机会很大 医生应该确保流向 能够解释众多患者为何会在手术台上产生濒死体验了 患者大脑的血流畅通 如果一名患者拥有很好的苏醒条件 那 一项针对心脏病发作受害者的研究发现 这些体验与血液 么他记住灵魂出窍体验的可能性更大 中二氧化碳的含量过高有关 在心脏停搏过程中 有五分之一 科学家设计微型3D地球 一颗盐粒容纳千个 地球 据国外媒体报道 日前 I BM科学家成功建造了微观3D地 个3 D 和 2 D 微 观 地 球 模 型 相关的 研 究 报告发 表在 科 学 球模型 这一模型非常小 仅占一颗盐粒的千分之一 科学家使 Science 和 先进材料 Advanced Materials 杂志上 在 用最 新突破性纳米技术 用一个非常锋 利纤细的硅尖 进行雕 这个独特的3D地图上 壮观的阿尔卑斯山脉的马特峰(4 478米 刻 这一硅尖直径仅有15纳米 是削好的铅笔尖直径的十万分 高) 在地图上仅有25纳米高 它采用分子玻璃制造 缩小比例 之一 这项技术将大大地缩减复杂工艺制造的成本 比如 开 为 这个微观3D地图长22微米 宽11微米 被刻画在一块聚合 发纳米级的微电子芯片 医药领域 生命科学和光电子元件制 物上 依据这个地球模型的尺寸 一颗盐粒可放置10 0 0个 地 造 I B M 科 学 家 为了 证 实 这 项 技 术 的 独 特 性 能 建 造了多 球 科学动态/化学通讯 19

24 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 科 学 家 利 用 社 交 网 站 分 享 科 研 信 息 最 近 有 一 个 名 叫 研 究 之 门 (ResearchGate) 的 网 站 比 较 火 爆 这 是 一 个 看 似 和 Facebook StudiVZ 一 样 的 社 交 网 站, 但 却 受 到 学 术 界 专 业 人 士 的 青 睐, 平 均 每 天 有 约 1500 人 登 记 注 册, 总 人 数 达 到 30 万 人, 有 超 过 2000 个 网 上 小 组, 连 德 国 著 名 的 马 克 思 普 朗 克 研 究 会 也 是 其 用 户, 这 个 业 绩 对 于 这 个 2008 年 才 成 立 的 网 站 来 说 已 经 相 当 了 不 起 了 创 建 这 个 网 站 的 是 3 名 年 轻 学 者, 包 括 28 岁 的 病 毒 学 专 家 索 伦 豪 夫 迈 尔 29 岁 的 伊 贾 德 马 迪 士 以 及 29 岁 的 信 息 学 专 家 霍 斯 特 费 肯 舍 豪 夫 迈 尔 与 马 迪 士 曾 在 汉 诺 威 相 识, 两 人 的 共 同 兴 趣 使 他 们 决 定 创 建 这 个 网 站, 随 后 又 找 到 了 费 肯 舍 作 为 技 术 顾 问 在 美 国 哈 佛 大 学 工 作 的 马 迪 士 现 在 担 任 这 个 网 站 的 首 席 执 行 官, 并 在 哈 佛 校 园 和 德 国 柏 林 两 地 设 立 了 办 公 室 上 这 个 网 站 的 几 乎 都 是 专 业 人 士, 他 们 在 网 站 上 注 册 并 留 下 自 己 的 联 络 地 址 后, 就 可 对 自 己 研 究 的 领 域 发 表 观 点 或 需 求, 与 兴 趣 相 投 的 人 建 立 论 坛, 讨 论 各 种 感 兴 趣 的 题 目 从 医 疗 手 术 到 氢 燃 料 技 术, 议 题 可 谓 五 花 八 门, 人 数 最 多 的 则 是 一 个 名 为 方 法 学 的 论 坛, 共 有 2241 名 成 员, 论 坛 里 讨 论 的 内 容 涉 及 实 验 室 遇 见 的 各 种 常 见 问 题 及 解 决 方 案 一 位 在 德 国 卡 尔 斯 鲁 厄 尔 工 作 的 病 毒 专 家 在 研 究 之 门 网 站 上 寻 找 一 种 标 定 分 裂 细 胞 DNA( 脱 氧 核 糖 核 酸 ) 颜 色 的 方 法, 他 在 24 小 时 内 就 获 得 了 巴 西 细 胞 生 物 学 家 印 度 生 物 化 学 家 澳 大 利 亚 癌 症 专 家 和 土 耳 其 分 子 基 因 学 专 家 的 答 复 和 Facebook 一 样, 在 研 究 之 门 网 站 上 与 网 友 建 立 联 系 后, 用 户 可 自 动 获 取 网 友 在 网 上 发 表 的 论 文 和 其 他 短 消 息 德 国 癌 症 研 究 中 心 的 医 学 专 家 苏 克 巴 特 林 领 导 着 一 个 开 发 计 算 机 断 层 扫 描 成 像 新 技 术 的 课 题 小 组, 他 对 研 究 之 门 的 作 用 深 有 体 会 他 认 为, 虽 然 研 究 人 员 也 有 很 好 的 个 人 工 作 关 系, 但 通 常 局 限 在 很 窄 的 专 业 圈 子, 而 利 用 这 个 网 络 平 台, 就 能 找 到 其 他 领 域 的 专 家, 例 如 他 找 到 了 一 名 想 应 用 其 成 果 的 心 脏 病 学 专 家, 并 与 一 名 信 息 学 专 家 讨 论 计 算 机 断 层 扫 描 成 像 的 图 片 处 理 方 法 柏 林 的 生 物 化 学 家 蒂 姆 胡 肖 在 这 个 社 交 网 站 上 联 系 了 35 名 从 事 疼 痛 方 面 研 究 的 专 家, 专 家 在 论 坛 里 交 流 各 自 的 最 新 研 究 成 果, 谁 想 发 表 什 么 见 解, 都 可 以 把 自 己 的 文 献 附 在 留 言 版 上, 并 在 保 留 原 始 文 献 的 基 础 上, 允 许 其 他 人 对 留 言 版 内 容 进 行 修 改 胡 肖 感 觉 这 个 网 络 平 台 提 供 了 比 电 子 邮 件 更 加 方 便 快 捷 的 交 流 方 法 德 国 马 克 思 普 朗 克 研 究 会 也 对 研 究 之 门 网 站 产 生 了 浓 厚 兴 趣 效 果 显 示, 社 交 网 站 并 非 只 是 聊 天 工 具, 也 可 以 从 事 严 肃 的 科 学 研 究 马 普 计 划 从 今 年 起 建 立 数 个 分 网 络 系 统, 让 马 普 所 属 80 多 个 研 究 所 的 约 名 研 究 人 员 都 能 在 这 个 网 络 平 台 上 交 流, 马 普 尤 其 希 望 借 此 推 动 跨 学 科 和 跨 所 的 学 术 交 流 社 交 网 站 对 马 普 研 究 会 还 有 特 殊 意 义, 因 为 马 普 的 约 名 研 究 人 员 中 有 2/3 是 博 士 后 青 年 科 学 家 和 来 自 国 外 的 客 座 教 授, 这 些 人 几 年 后 有 相 当 一 部 分 要 离 开 马 普 社 交 网 站 提 供 了 这 样 一 种 可 能, 即 让 这 些 离 开 马 普 的 学 者 能 够 与 马 普 的 同 行 继 续 保 持 紧 密 的 联 系 马 普 希 望 未 来 能 成 为 研 究 之 门 网 站 最 大 的 应 用 客 户 和 中 介 机 构, 便 于 开 发 更 多 的 高 校 和 研 究 机 构 用 户 Science:DNA 复 制 中 核 小 体 装 配 方 式 2010 年 4 月 2 日, 北 京 生 命 科 学 研 究 所 (NIBS) 朱 冰 实 验 室 在 science 杂 志 发 表 文 章, 报 导 了 DNA 复 制 过 程 中 核 小 体 装 配 的 方 式 真 核 生 物 DNA 与 包 括 组 蛋 白 在 内 的 多 种 蛋 白 质 组 装 成 为 染 色 质, 染 色 质 的 结 构 给 基 因 功 能 提 供 了 遗 传 信 息 之 外 的 另 一 层 次 的 调 控 方 式 核 小 体 是 染 色 质 的 基 础 结 构 单 元, 它 由 DNA 与 组 蛋 白 八 聚 体 包 装 而 成, 其 中 H3-H4 构 成 组 蛋 白 核 心 四 聚 体 组 蛋 白 H3-H4 携 带 的 一 系 列 稳 定 修 饰 被 认 为 可 在 有 丝 分 裂 细 胞 周 期 中 得 到 继 承, 起 到 表 观 遗 传 信 息 的 作 用, 但 是 这 些 修 饰 的 继 承 方 式 尚 有 待 研 究 想 要 发 掘 组 蛋 白 修 饰 的 继 承 机 理, 就 必 须 首 先 澄 清 DNA 复 制 过 程 中 核 小 体 结 构 的 分 配 模 式 NIBS 朱 冰 实 验 室 与 蛋 白 质 中 心 合 作, 利 用 基 于 稳 定 同 位 素 标 记 的 定 量 质 谱 技 术 对 DNA 复 制 之 后 新 旧 组 蛋 白 的 分 配 进 行 研 究 作 者 以 可 诱 导 表 达 融 合 FLAG 标 签 的 组 蛋 白 H3.1 和 H3.3 的 哺 乳 动 物 细 胞 系 作 为 模 式 体 系 开 展 实 验 在 本 项 工 作 中, 作 者 们 发 现 H3.1-H4 组 成 的 核 心 四 聚 体 在 DNA 复 制 过 程 中 保 持 完 整 此 结 果 暗 示, 新 的 组 蛋 白 H3.1-H4 可 能 以 相 邻 核 小 体 的 已 有 修 饰 为 模 板, 重 新 建 立 其 修 饰 模 式 作 者 们 还 首 次 发 现 由 组 蛋 白 变 体 H3.3 组 成 的 H3-H4 四 聚 体 会 发 生 相 当 量 的 新 旧 重 组 这 种 重 组 的 生 物 学 意 义 值 得 进 一 步 探 究 NIBS 博 士 生 徐 墨 与 技 术 员 龙 承 祖 为 本 文 的 共 同 第 一 作 者, 其 他 作 者 还 有 研 究 生 陈 秀 珍 和 黄 畅 朱 冰 博 士 和 陈 涉 博 士 为 文 20 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

25 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 章 的 共 同 通 讯 作 者 此 项 研 究 由 科 技 部 863 计 划 和 北 京 市 科 委 资 助, 在 北 京 生 命 科 学 研 究 所 完 成 论 文 Partition of histone H3/H4 tetramers during DNA replication dependent ch romatin assembly 引 起 关 注, science 配 发 了 Geneviève Almouzni 博 士 题 名 为 Mixing or not mixing 的 文 章, 对 此 项 工 作 进 行 了 评 论 与 展 望 评 论 指 出 尽 管 早 期 研 究 认 为, 组 蛋 白 H2A-H2B 可 以 在 核 小 体 之 间 交 换 而 H3-H4 四 聚 体 保 持 稳 定, 但 是 近 年 关 于 新 合 成 的 H3-H4 以 二 聚 体 形 式 与 histone chaperone 组 装 的 发 现 重 新 激 起 了 争 论, 作 者 们 的 研 究 工 作 确 凿 了 关 于 旧 的 组 蛋 白 H3-H4 四 聚 体 保 持 稳 定 的 早 期 研 究, 同 时 还 发 现 组 蛋 白 变 体 H3.3 与 H4 形 成 的 四 聚 体 在 细 胞 周 期 中 可 以 发 生 分 裂 该 评 论 认 为 下 一 步 的 挑 战 在 于, 探 究 这 些 核 小 体 重 组 模 式 是 如 何 与 组 蛋 白 修 饰 的 继 承 方 式 相 关 联 的 以 及 细 胞 是 如 何 做 出 重 组 与 否 的 选 择, 而 这 种 选 择 是 否 在 细 胞 生 命 和 个 体 发 育 过 程 中 被 调 控 ( 生 物 谷 S c i e n c e 2 A p r i l D O I : / science ) Langmuir: 纳 米 线 表 面 SAM 修 饰 应 用 于 生 物 检 测 新 进 展 生 物 传 感 器 是 分 析 生 物 体 内 各 项 生 理 活 动 指 标 的 重 要 工 具, 在 面 向 重 大 疾 病 的 高 效 检 测 方 面 具 有 重 要 的 研 究 价 值 和 应 用 前 景 目 前, 金 属 氧 化 物 纳 米 材 料 在 生 物 传 感 器 的 应 用 中 表 现 出 了 突 出 的 优 势, 然 而 它 们 的 表 面 性 质 极 大 地 影 响 着 生 物 传 感 器 的 关 键 性 能, 如 选 择 性 灵 敏 度 响 应 时 间 等 研 究 自 组 装 单 层 膜 能 够 方 便 地 调 控 金 属 氧 化 物 的 表 面 性 质, 对 后 续 生 物 大 分 子 的 可 靠 稳 定 修 饰 以 及 提 高 生 物 传 感 器 性 能 具 有 重 要 的 意 义 中 科 院 苏 州 纳 米 技 术 与 纳 米 仿 生 研 究 所 纳 米 生 物 医 学 部 博 士 生 张 蓓 蓓 博 士 后 孔 涛 在 导 师 程 国 胜 研 究 员 指 导 下, 以 ZnO 为 研 究 对 象, 在 表 面 修 饰 表 征 及 其 在 生 物 领 域 中 的 应 用 探 索 方 面 取 得 了 新 的 进 展 他 们 选 取 了 两 种 磷 酸 分 子 HOOC(CH 2 )np(o)(oh) 2 (n=2: 3-PPA;n=9: 10-PDA), 系 统 地 研 究 和 比 较 了 这 两 种 分 子 在 ZnO 基 片 及 纳 米 线 表 面 的 修 饰 结 果, 并 探 索 了 IgG 抗 体 分 子 在 ZnO 表 面 的 共 价 修 饰 方 法 研 究 表 明,3-PPA 分 子 主 要 通 过 末 端 羧 基 结 合 在 ZnO 表 面, 形 成 无 规 则 的 多 分 子 层 ; 而 10-PDA 分 子 能 够 主 要 通 过 磷 酸 基 团 在 ZnO 表 面 形 成 不 连 续 的 岛 状 单 分 子 层 利 用 光 刻 技 术 在 ZnO 表 面 制 备 出 Au 电 极 阵 列, 实 现 了 IgG 抗 体 在 ZnO 表 面 的 选 择 性 固 定 上 述 进 展 对 金 属 氧 化 物 的 表 面 修 饰 生 物 传 感 器 的 制 备, 尤 其 是 生 物 大 分 子 在 电 极 表 面 的 固 定 环 节 具 有 重 要 的 参 考 价 值 部 分 研 究 成 果 以 全 文 ( A r t i c l e) 形 式 发 表 在 近 期 的 Langmuir 杂 志 上 (Langmuir 2010, 26(6), ), 并 已 申 请 国 家 发 明 专 利 一 项 该 项 研 究 工 作 得 到 了 国 家 重 大 科 学 研 究 计 划 (973 项 目 )(2009CB930802) 国 家 自 然 科 学 基 金 ( ) 及 中 科 院 百 人 计 划 项 目 支 持 ( 生 物 谷 推 荐 原 文 出 处 : L a n g m u i r D O I : / la ) 科 研 人 员 开 发 出 检 测 牛 奶 中 的 三 聚 氰 胺 的 新 方 法 迈 阿 密 大 学 的 工 程 师 和 她 的 合 作 者 正 在 使 用 金 纳 米 颗 粒 开 发 一 种 检 测 乳 制 品 中 的 三 聚 氰 胺 的 迅 速 简 单 而 有 效 的 方 法 佛 罗 里 达 州 CORAL GABLES- 迈 阿 密 大 学 工 程 学 院 的 助 理 教 授 Na Li 和 她 的 合 作 者 开 发 出 了 一 种 迅 速 经 济 而 简 单 的 探 测 牛 奶 中 的 三 聚 氰 胺 的 方 法 三 聚 氰 胺 是 2007 年 中 国 生 产 的 被 污 染 的 宠 物 食 品 和 2008 年 中 国 生 产 的 被 污 染 的 乳 制 品 中 发 现 的 化 合 物 这 些 被 污 染 的 乳 制 品 造 成 了 数 千 人 生 病, 特 别 是 儿 童 这 一 情 况 导 致 了 中 国 乳 制 品 在 全 世 界 范 围 被 召 回 监 测 被 三 聚 氰 胺 污 染 的 产 品 仍 然 是 全 世 界 所 关 心 的 三 聚 氰 胺 是 一 种 常 用 于 塑 料 和 肥 料 的 工 业 物 质 由 于 三 聚 氰 胺 的 氮 含 量 很 高, 当 它 加 入 到 食 品 中 的 时 候, 它 可 以 让 标 准 的 测 试 认 为 产 品 的 蛋 白 质 含 量 更 高 然 而, 当 人 体 摄 入 这 种 化 学 物 质 的 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 21

26 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 由 于 不 同 浓 度 的 三 聚 氰 胺 导 致 的 金 纳 米 颗 粒 的 颜 色 和 浑 浊 度 的 变 化 ( 从 左 到 右 依 次 减 少 ) 时 候, 它 能 导 致 严 重 的 健 康 问 题, 有 时 候 会 导 致 死 亡 本 周 发 表 在 应 用 物 理 快 报 网 站 上 的 题 为 R a p i d D e t e c t i o n of Mel a m i n e i n W h ole M i l k Me d i a t e d b y Unmodif ied Gold Nanopar ticles 的 论 文 ( org/link/?apl/96/133702) 描 述 了 这 种 新 方 法 该 研 究 开 发 了 一 种 利 用 金 的 纳 米 颗 粒 和 一 种 双 色 和 析 出 测 试 检 测 三 聚 氰 胺 的 容 易 而 准 确 的 方 法 完 成 整 个 检 测 只 需 要 不 到 15 分 钟 目 前 检 测 牛 奶 中 的 三 聚 氰 胺 的 方 法 成 本 高 而 且 耗 费 时 间, 该 研 究 的 资 深 通 讯 作 者 迈 阿 密 大 学 机 械 和 航 空 航 天 工 程 系 的 助 理 教 授 Na Li 说 我 们 的 研 究 代 表 了 朝 着 迅 速 检 测 三 聚 氰 胺 迈 出 的 一 大 步, 它 解 决 的 是 一 个 关 键 的 全 球 问 题 这 组 科 学 家 首 先 把 基 于 酪 蛋 白 的 牛 奶 成 分 分 离, 它 们 可 能 干 扰 三 聚 氰 胺 的 检 测 接 下 来, 他 们 向 溶 液 中 加 入 金 的 纳 米 颗 粒 金 的 纳 米 颗 粒 与 三 聚 氰 胺 的 相 互 作 用 导 致 了 显 著 的 颜 色 变 化, 显 示 出 三 聚 氰 胺 的 存 在 当 三 聚 氰 胺 存 在 的 时 候, 溶 液 的 颜 色 在 几 秒 钟 内 从 红 色 变 成 了 蓝 色, 而 且 可 以 通 过 视 觉 观 察 和 分 光 光 度 测 定 法 检 测 然 后 加 入 和 三 聚 氰 胺 能 发 生 特 定 反 应 的 三 聚 氰 酸, 从 而 增 加 特 异 性 如 果 存 在 三 聚 氰 胺, 会 产 生 析 出, 这 也 可 以 通 过 视 觉 观 察 和 分 光 光 度 法 检 测 这 种 方 法 提 供 了 一 种 使 用 纳 米 颗 粒 的 高 灵 敏 度 探 测 属 性 从 而 防 止 人 们 因 为 摄 入 三 聚 氰 胺 而 受 到 伤 害 的 独 特 机 遇, 该 研 究 的 通 讯 作 者 之 一 西 北 大 学 生 物 医 学 和 机 械 工 程 系 助 理 教 授 Robert H. Lurie 综 合 癌 症 研 究 中 心 的 研 究 人 员 Dean Ho 说 使 用 产 量 高 的 纳 米 颗 粒 是 很 重 要 的, 这 让 它 有 可 能 成 为 一 种 能 够 广 泛 使 用 的 方 法 在 未 来, 这 组 科 学 家 希 望 开 发 一 种 普 通 人 能 够 在 家 或 者 在 现 场 使 用 的 商 业 取 样 工 具 包, 从 而 检 测 食 品 中 的 三 聚 氰 胺 污 染 我 们 的 方 法 不 仅 提 供 了 当 前 实 验 室 检 测 的 一 种 替 代 方 法, 而 且 还 提 供 了 一 种 早 期 筛 查 牛 奶 的 方 法, 特 别 是 供 现 场 工 作 和 发 展 中 国 家 使 用, 该 研 究 的 第 一 作 者 加 州 大 学 洛 杉 矶 分 校 机 械 和 航 空 航 天 工 程 系 的 研 究 人 员 Fang Wei 说 新 的 成 像 技 术 让 痕 量 化 学 物 质 显 形 亚 利 桑 那 州 立 大 学 的 科 学 家 N.J. Tao 和 他 在 生 物 设 计 研 究 所 的 同 事 发 现 了 一 种 新 的 多 用 途 方 法, 可 以 显 著 改 善 对 在 国 家 安 全 人 类 健 康 和 环 境 等 领 域 具 有 重 要 性 的 痕 量 化 学 物 质 的 检 测 Tao 的 研 究 组 有 能 力 检 测 和 识 别 在 指 纹 的 隆 起 和 凹 陷 处 的 三 硝 基 甲 苯 (TNT) 炸 药 的 微 小 颗 粒 - 每 一 个 颗 粒 都 小 于 十 亿 分 之 一 克 我 们 可 以 轻 易 地 检 测 到 TNT 的 痕 迹, 因 为 我 们 把 提 供 空 间 分 辨 率 的 光 学 显 微 镜 与 高 灵 敏 度 和 高 选 择 性 的 电 化 学 探 测 的 长 处 结 合 了 起 来, 他 说 这 项 研 究 的 结 果 发 表 在 了 3 月 12 日 出 版 的 科 学 杂 志 上 Tao 的 这 项 研 究 涉 及 了 在 他 的 实 验 室 开 发 的 一 种 混 合 技 术 的 应 用, 称 为 电 化 学 成 像 显 微 镜 我 们 不 仅 仅 使 用 电 化 学, 担 任 生 物 设 计 研 究 所 的 生 物 电 子 学 和 生 物 传 感 器 中 心 主 任 兼 Ira A. Fulton 工 程 学 院 电 子 工 程 教 授 的 Tao 说 我 们 把 电 化 学 传 感 与 包 括 光 学 检 测 在 内 的 其 它 技 术 结 合 了 起 来 这 项 技 术 比 更 传 统 的 检 测 技 术 具 有 几 个 优 点, 而 且 它 是 比 单 独 的 光 学 或 电 化 学 传 感 更 强 有 力 的 工 具 它 很 快 速, 对 于 它 探 测 的 化 学 系 统 是 非 侵 入 式 的, 并 且 为 研 究 提 供 了 表 面 的 详 细 地 图, 揭 示 了 每 个 位 置 存 在 的 化 学 物 质 尽 管 Tao 的 已 发 表 结 果 凸 显 了 电 化 学 成 像 显 微 镜 发 现 炸 药 残 留 物 的 本 领, 他 指 出 这 种 方 法 可 以 用 于 各 种 各 样 的 检 测 应 用 他 的 研 究 组 目 前 正 在 使 用 电 化 学 成 像 显 微 镜 监 测 活 细 胞 的 活 动, 并 探 测 蛋 白 质 生 物 标 记 - 它 们 是 早 期 预 警 信 号, 可 以 向 医 生 提 示 疾 病 的 症 状 前 迹 象 这 可 以 提 供 比 当 前 的 微 阵 列 方 法 更 快 和 成 本 更 低 的 生 物 标 记 发 现 方 法 其 它 可 能 的 应 用 包 括 检 测 饮 用 水 中 的 重 金 属 离 子 这 项 技 术 免 去 了 用 于 化 学 传 感 的 传 统 的 微 电 极 的 使 用 Tao 解 释 说 : 关 键 概 念 在 于 把 一 个 光 信 号 转 化 成 局 部 的 电 化 学 电 流 这 要 归 功 于 一 种 称 为 表 面 等 离 振 子 共 振 的 现 象 在 电 极 ( 电 流 通 过 的 金 属 导 体 ) 中, 电 子 自 由 运 动, 以 一 种 称 为 等 离 振 子 的 波 一 样 的 方 式 振 荡 对 表 面 的 等 离 振 子 进 行 光 照 会 导 致 电 子 吸 收 能 量 并 进 入 激 发 态 Tao 指 出, 等 离 振 子 对 于 发 生 在 电 极 表 面 附 近 的 任 何 变 化 非 常 敏 感 例 如, 如 果 一 种 电 化 学 反 应 涉 及 到 发 生 氧 化 或 者 还 原 ( 分 别 对 应 着 失 去 和 得 到 电 子 ) 的 时 候, 等 离 振 子 以 反 射 光 的 形 式 表 现 出 这 种 变 化 ( 可 以 通 过 检 测 到 的 光 信 号 的 变 化 推 断 出 电 化 学 电 流 ) 这 种 技 术 可 以 提 供 直 径 小 于 1 微 米 的 痕 量 化 学 物 质 的 分 辨 率 这 项 TNT 实 验 首 先 把 一 个 指 纹 沉 积 在 一 个 电 极 的 表 面 指 纹 上 隆 起 的 脊 形 成 了 纤 细 的 蛋 白 质 层, 阻 挡 了 电 化 学 电 流 的 流 动, 而 指 纹 上 的 沟 又 能 让 电 流 流 动, 当 施 加 电 势 的 时 候, 这 能 够 提 供 显 示 指 纹 鲜 明 的 浮 雕 效 果 的 反 差 接 下 来, 施 加 的 电 势 降 低, 从 而 对 应 于 TNT 的 特 定 的 还 原 电 势, 此 时 这 种 炸 药 粒 子 的 点 显 现 出 来, 提 供 了 光 学 和 化 学 的 证 据 值 得 注 意 的 是, 这 种 技 术 可 以 成 功 地 探 测 少 量 的 TNT, 即 便 它 们 与 其 它 种 类 的 颗 粒 混 合 在 一 起, 包 括 痕 量 的 灰 尘 空 气 中 的 颗 粒 物 质 或 蜡 22 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

27 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 烟 草 基 因 改 造 后 含 油 量 提 高 或 成 为 生 物 燃 料 研 究 人 员 说, 烟 草 经 由 基 因 改 造 后 含 油 量 大 幅 提 高, 有 望 变 身 生 物 燃 料, 为 解 决 当 前 能 源 危 机 提 供 新 思 路 能 源 植 物 美 国 托 马 斯 杰 斐 逊 大 学 生 物 技 术 基 金 会 实 验 室 研 究 人 员 维 亚 切 斯 拉 夫 安 德 里 阿 诺 夫 说, 同 其 他 植 物 相 比, 烟 叶 能 提 取 出 更 多 油 和 糖, 是 诱 人 的 能 源 植 物 安 德 里 阿 诺 夫 的 研 究 团 队 改 变 了 烟 草 的 基 因, 使 烟 叶 含 油 量 大 幅 提 高 改 造 后 烟 叶 可 提 取 的 烟 油 是 普 通 烟 叶 的 21 倍 研 究 成 果 发 表 于 植 物 生 物 工 程 学 杂 志 ( P l a n t Biotechnology Journal) 的 一 期 生 物 燃 料 特 刊 美 联 社 3 月 30 日 援 引 研 究 人 员 的 话 报 道, 烟 叶 不 会 直 接 提 供 动 力, 从 烟 叶 中 提 取 的 油 和 糖 才 是 真 正 的 燃 料 所 以 人 们 不 必 担 心 堵 在 车 流 中 会 吸 入 二 手 烟 另 外, 烟 草 不 是 粮 食 原 料, 以 烟 叶 提 取 物 开 发 燃 料 不 会 减 少 食 物 来 源, 这 是 它 相 较 大 豆 玉 米 等 农 作 物 的 优 势 所 在 美 国 可 再 生 燃 料 协 会 发 言 人 马 特 哈 特 维 希 对 烟 草 成 为 生 物 燃 料 持 乐 观 态 度 : 烟 草 无 疑 可 以 发 挥 作 用 ; 任 何 植 物 都 有 成 为 生 物 燃 料 的 潜 能 美 联 社 分 析, 本 届 美 国 政 府 强 调 开 发 非 传 统 能 源 的 重 要 性, 烟 草 变 身 生 物 燃 料 的 研 究 契 合 这 一 政 策 导 向 金 草 叶 或 将 有 助 解 决 美 国 能 源 危 机 烟 草 减 产 联 合 国 粮 农 组 织 数 据 显 示, 过 去 10 年 间, 世 界 范 围 内 烟 草 产 量 减 少 1.5%; 美 国 烟 草 产 量 减 少 39% 烟 草 业 估 测 数 据 显 示, 美 国 2009 年 香 烟 销 量 较 前 一 年 下 滑 8% 多 种 因 素 导 致 美 国 烟 草 减 产 鉴 于 香 烟 消 费 税 上 升 民 众 日 益 关 注 健 康 政 府 颁 布 各 种 禁 烟 令, 美 国 香 烟 需 求 锐 减, 直 接 导 致 烟 草 业 缩 水 ; 政 府 采 取 政 策 引 导 提 供 资 金 支 持 烟 农 种 植 其 他 作 物 也 是 烟 草 减 产 原 因 之 一 可 再 生 燃 料 协 会 发 言 人 哈 特 维 希 说, 美 国 烟 草 种 植 业 近 年 遭 受 重 创 研 究 成 果 对 烟 草 种 植 农 民 也 许 是 个 机 遇 其 他 作 物 也 可 能 成 为 生 物 燃 料 来 源, 但 采 用 烟 草 是 考 虑 它 不 属 于 粮 食 作 物, 安 德 里 阿 诺 夫 说, 我 从 不 少 烟 农 那 里 得 到 反 馈, 他 们 希 望 种 植 烟 草, 但 不 是 当 前 用 途 烟 农 福 音? 一 些 烟 农 说, 他 们 必 须 看 到 烟 草 用 于 制 造 生 物 燃 料 的 整 个 过 程 和 经 济 效 益 后 才 能 断 定 新 思 路 是 否 可 行 国 际 烟 草 种 植 业 协 会 负 责 人 罗 杰 夸 尔 斯 说, 烟 农 最 初 听 到 烟 草 新 用 途 兴 奋 不 已 不 过 截 至 目 前, 研 究 仍 处 于 基 础 阶 段 北 卡 罗 来 纳 州 烟 农 艾 伦 伍 滕 种 植 了 约 61 公 顷 烟 草 他 所 在 地 区 曾 有 50 个 烟 草 种 植 农 场, 如 今 只 剩 4 个 伍 滕 说, 美 国 禁 烟 令 和 吸 烟 限 制 较 为 普 遍, 致 使 香 烟 销 量 下 滑, 烟 草 种 植 业 每 况 愈 下, 每 周 每 月 都 在 下 滑 由 于 成 本 提 高 利 润 下 滑, 部 分 烟 农 转 而 种 植 其 他 作 物 或 者 干 脆 放 弃 种 植 业 不 过, 安 德 里 阿 诺 夫 对 金 草 叶 前 景 看 好 : 当 烟 叶 作 燃 料 的 时 代 来 临, 你 就 会 铆 足 劲 儿 种 植 烟 草 清 华 大 学 多 酸 手 性 化 合 物 研 究 方 面 取 得 新 进 展 最 近, 化 学 系 魏 永 革 副 教 授 研 究 小 组 利 用 课 题 组 自 主 发 展 的 多 酸 亚 胺 化 方 法, 选 择 三 羟 甲 基 氨 基 甲 烷 修 饰 的 烷 氧 基 化 Anderson 杂 多 钼 酸 簇 作 为 特 殊 的 亚 胺 化 试 剂, 成 功 地 将 两 个 非 手 性 Lindqvist 六 钼 酸 根 簇 与 一 个 A nderson 杂 多 钼 酸 簇 组 装 成 纳 米 尺 度 的 C2 手 性 杆 状 多 酸 三 聚 体 ( 直 径 约 1 n m 长 约 2.8 nm) 该 方 法 是 在 多 酸 中 引 入 含 三 羟 甲 基 基 团 的 有 机 胺 配 体, 通 过 共 价 组 装, 将 不 同 的 多 酸 簇 通 过 碳 - 碳 单 键 连 接 起 来, 形 成 多 酸 纳 米 杆 由 于 多 酸 簇 特 大 的 体 积 阻 止 了 碳 - 碳 单 键 的 自 由 旋 转, 瓦 解 了 多 酸 分 子 的 高 度 对 称 性, 从 而 构 建 出 含 多 酸 的 手 性 化 合 物 这 一 工 作 为 多 酸 簇 的 可 控 组 装, 尤 其 是 为 设 计 合 成 新 型 手 性 多 酸 材 料 提 供 了 新 的 研 究 思 路 该 研 究 结 果 发 表 在 J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 自 然 亚 洲 材 料 NPG Asian Materials 杂 志 于 2010 年 3 月 23 日 在 Featured H ig h l ig ht s 栏 目 以 Polyoxomet alat e s: ch i r al rods f rom achiral building blocks 为 题 对 此 工 作 作 了 特 别 的 亮 点 报 道, 认 为 本 工 作 将 非 手 性 多 酸 簇 构 建 成 手 性 多 酸 纳 米 结 构, 开 辟 了 一 条 多 酸 可 控 组 装 的 新 道 路 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 23

28 Chemical Newsletter 化学通讯 美科学家将制造悬浮金属液滴揭开玻璃之谜 室的另一台机器 散变中子源 将产生中子束,目标直指悬浮液 滴 (中子是原子核中的电中性亚原子粒子)研究人员计划让中 子担任光线的 替身,形成一个中子显微镜用以研究液体 穿 过液滴过程中,中子能够与液滴中的原子发生相互作用 当中子 在液滴另一面出现时,它们会因液滴中的原子排列呈现出一种独 特的结构 凯尔顿说: 我们希望悬浮室实验能够为我们提供有关液体 中从未被研究的东西的信息 如果原子在液体中移动,我们能够 通过中子穿过的方式了解这种移动 在室温下以固态存在的 金属必须被置于高温环境以保持液态 研究人员计划采用激光 束照射液体样本以保持加热状态,而后调整激光束能量进而调 节温度,让液态金属冷却成玻璃 物理学家希望在不同形态下比较金属的微 观结构,以确定 哪些因素决定形态差异 凯尔顿表示: 如果对从液体变成玻璃 的结构差异进行观察,我们就能发现差异, 但这种差异非常微 妙 美国 生活科学 杂志报道,美国物理学家正在制造一个中 子静电悬浮室 用于将一滴液态金属悬浮在半空中 进而观察 金属液滴冷却成玻璃过程中的原子活动 悬浮室将帮助科学家 揭开玻璃谜团 玻璃是一种令人迷惑不解的形态,物质属性更接 近液体而不是固体 通过悬浮室实验,物理学家希望进一步了解 物质从液体变成玻璃过程中原子到底发生了什么 我们通常简单地认为 玻璃就是安装在窗户上的东西 但实 际上,玻璃也是一种物质形态 就像气态 液态或者固态一样.所 有液体都能变成玻璃 只是难易程度不同罢了 美国华盛顿大 学圣路易斯分校物理学家肯尼斯 凯尔顿表示 4000年前 生 活在美索不达米亚的人就开始使用玻璃,但我们至今仍不了解 液体如何变成玻璃的过程.这是最有趣的动力学过程之一 此次研究中使用的液体为金属,例如钛 锆 镍 铂以及合金 (两种或更多种金属的混合物) 如果能够快速冷却,这些液态金 属也能变成玻璃 而不是固体 关键的问题是必须让这些液态 金属处于不与容器等其他物质接触的状态.使用容器更容易让 液态金属变成固态而不是玻璃.为了进行这种实验 液态金属必 须在真空中漂浮 不接触其他任何东西.这也就是为什么要使用 悬浮室 固体 拥有组织非常严密的结构,原子有规则地排列并且不 断重复,就像是一个个积木 随着时间流逝,这种结构仍比较稳 定 相比之下,液体中的原子排列则较为混乱,以不断变化的不规 则结构聚集在一起 从表面上看,玻璃更像是固体,但内部原子 排列却更接近液体 它们也会发生变化,只是速度比固体更为缓 慢,这也就是为什么旧玻璃靠 近底部的地方更厚 随着时间推 移,玻璃的一些区域在引力作用下向下 渗漏,但这一过程非常 缓慢,很难被观察到 物理学家表示,虽然玻璃中的原子在一定程度上随机排列, 但它们实际上要比表面看起来更为稳定 绝大多数原子可能被 它们的邻居禁锢在一定位置,对于移动的原子来说,其周围的原 子也不得不发生移动 因此,玻璃流动的唯一原因就是内部大量 原子的共同移动 凯尔顿及其团队在悬浮室进行的早期实验显示,原子以有 序结 构聚集 在一起可形成岛状物 这些岛状物似乎可以干 扰 在固体中形成的更大结构,它们的存在阻止液体变成固体,让液 体保持一种较为混乱的状态 但对于岛状物如何发挥作用或者 所有玻璃中是否都存在这种现象,研究人员并没有达成一致意 见.他们希望未来的悬浮 室实验能够提供新线索 中子静电悬浮室造价165万美元,制造完毕后将在美国田纳 西州橡树 岭国家实验 室投 入使 用 项目组领导人 凯 尔顿 及其 同事 - 橡树岭国家实验室和田纳西州大学 的江 上 武 ( Ta ke s h i Ega m i) 爱荷华州大学的艾伦 高曼以及橡树岭国家实验室的 王勋利(Xun-li Wang,音译)-希望能够在大约3年内完成制造并 投入使用 悬浮室将使用电极诱导金属液滴表面的电荷 在此之后,电 磁场将负责让液滴在一个点上保持悬浮状态 橡树岭国家实验 24 科学动态/化学通讯

29 Newsletter Chemical 化学通讯 美日德科学家发现世界上最小超导体 当环境温 度降到一定程 度时 一些材料的电阻会突然消 失 这种现象被称为超导 科学家表示 受焦耳热影响 超导物 质并非在任何尺度下都能展示出超导特性 研究能展示超导特 性的极限尺度关乎对超导现象的基本理解以及对纳米电子学 的应用 在美国能源部的资助下 美 日 德科学家对一类已知有机 盐超导材料 BETS 2GaCI4的特性进行了研究 在温度降至 10开尔文 约为零下263摄氏度 的环境下 他们将这种有机盐 的单层分子放置在金属银表面 并利用扫描隧道显微镜观测分 子链长度不同时这种材料的超导特性 科学家发现 在有机盐分子链长度低于50纳米时 超导现 象随着分子链缩短而逐渐减弱 最终 科学家观测到超导现象 的最短分子链长度为3.5纳米 此时分子链由4对有机盐分子组 成 科学家表示 这是目前世界上已知的最小超导体 领导这项研究的俄亥俄大学物理学副教授苏韦拉 音译 表示 他们的研究表明 超导并不仅是宏观现象 在分子水平上 (图片来源 美国俄亥俄大学3月29日发表新闻公报说 在该校科学家领 导下 美国 日本和德国科学家合作发现了由4对分子组成的世 界上最小超导体 同样存在 这为研究超导现象开辟了新途径 这项研究成果29日发表在英国 自然 纳米技术 杂志网 络版上 中国科学院北京化学研究所在 多铁性分子材料研究方面取得重要进展 多铁性材料 Mult ifer roic mater ials 是指同时具有铁电 性和铁磁性的一类多功能材料 能同时对外加磁场和外加电场 了创新性研究成果 其结果发表在J. A m. Chem. Soc. 2010, 132, 上 进行信号响应 相应于有四个逻辑态 现有的信息存储材料只 该实验室科研人员利用两个新的纯手性Schiff 碱多齿配体 有两个逻辑态 可极大地提高信息存储密度 被称为信息存储 (R-和S-H3L 见图1)去构筑得到了由呈现C3对称的达到纳米尺 终极材料 具有重要的理论意义和应用前景 制备同时具有铁电性和铁磁性的材料具有很强的挑战性 目前 已报道的多铁性材料主要集中在一些无机化合物上 因 此 研究易于进行设计和修饰的分子基多铁性材料受到很多关 注 最近 在国家自然科学基金委 科技部重大科学研究计划 中国科学院的大力支持下 中科院有机固体院重点实验室科研 人员与东南大学科学家合作 在多铁性分子材料研究领域取得 图1 手性Schiff 碱配体R-和S-H3L(a)及R-1和S-1的CD谱(b) 科学动态/化学通讯 图2 R-1和S-1的金属骨架 图3 R-1的变温χT曲线(a) 及R-1的室温电滞回线(b) 25

30 Chemical Newsletter 化学通讯 度的二十二核锰簇{[M n I I I 3 M n I I (O)( H 2 O) 3 (L) 3] 4 [M n I I I 6 Cl 4 O 4 ]} 试分析表明它们不但呈现铁磁性 而且在室温就观察到电滞回 做阳离子而呈现C3对称的三核锰簇[ M n I I I 3 O( H 2 O) 3 ( L) 3] 做阴 线 图3 交流变温电介常数的测定证实了它们是铁电体 它们 离子的两单元分立的纯手性混合价锰簇合物(R-1和S-1 其金属 是首例铁磁性和铁电性共存的纳米尺度混合价锰簇合物 这种 骨架如图2所示) 这两个纯手性化合物均结晶于纯手性空间群 通过手性Sch if f 碱配体去构筑极性锰簇合物的方法为多铁性 R 3 属于极性点群3 能满足产生铁电性的必要条件 而且它们 分子材料的研究开辟了新的途径和提供了新的思路 还易溶于有机溶剂 CD谱也表明了它们是一对对映异构体 测 超薄塑料可快速充放电 电池时代或将终结 给几代人源源不断提供能量的电池或许将很快被扔进历史 的项目 准备将这种材料用于混合油电汽车 用它来替代沃尔 的垃圾桶中 据英国 每日邮报 近日报道 英国科学家研发出 沃汽车后备箱内附挂备用胎的金属底板 研究人员表示 有了 了一种能够存储和释放电能的超薄塑料 这或将彻底改变人们 这项技术 未来的汽车可以从车顶甚至车门获得能量 这也意 使用手机 汽车甚至着装的方式 味着汽车会变得更小 更轻 更高效 英国伦敦大学帝国理工学院航空系的艾米勒 格林哈尔夫 研究人员表 示 这种 材料充放电的速 度比普通电池快得 博士 领导的研 究团队研发出的这种塑料 其实并非 真正的电 多 而且没有化学反应 因此 使用寿命也更长 应用范围也会 池 而是一个类似于普通电路电容器的超级电容器 非常广泛 这意味着手机和i Pod等的电源持续时间将翻倍 而 研究人员首先在由两层碳纤维组成的物质中夹一层玻璃纤 且也会让这些电子小玩意薄如一张信用卡 另外 它也可被用来 维 当这个 三明治 被通电时 电子从一个碳纤维层到达另一 制造柔性电脑显示屏 届时人们可以将电脑像纸张一样折叠起 个碳纤维层 由此会产生正负电荷 当这个设备被插入一个电器 来随身携带 而且 电脑的使用时间将会更长 设备时 它将可以像普通电池一样起作用 除此之外 人们也可以用它来制造 电子服装 其在人走 研究小组完成的样品大约32平方厘米 而且超薄 用普通 动时可进行充电 并在天气变凉时释放出热量 电源5秒钟就可充满电 并可让一个LED灯照明20分钟 他们目 前正和沃尔沃汽车公司合作开展一个为期3年 投资300万英镑 研究人员称 迄今为止 还没有人制造出这样的材料 十年 内其将有望替代电池 智能共聚物合成方面取得新进展 清华大学化学系袁金颖副教授的研究小组致力于具有特定 感器 该成果已发表在Chem. Commun. 2010, 46, 结构的刺激响应性智能聚合物的合成与性能方面的研究 并以 上 英国皇家化学会 R SC 旗下的H ig h l ig ht s i n C he m ic a l 此为基础 构筑发展新型的智能材料与大分子机器 最近 该 Technology 在2010年第4期上以 Twin-action nanosensor 课题组合成出一种含卟啉侧基的三嵌段两亲性共聚物 这种共 为主标题 以 A polymer nanosensor developed by Chinese 聚物在水溶液中可以形成稳定的微凝胶体系 通过添入不同的 scient ists responds to both met al ions and temperat u re 阳离子氛围 可以改变该共聚物的颜色 使之具有广谱色彩调 为副标题 对此项工作进行了亮点报 道和评述 该 报 道 此前于 节能力 同时 调节温 度还可以使每种含不同金属离子的共聚 3月5日发表在Chem ist r y World上 充分肯定了单种共聚物进 物颜色进一步改变 形成一种类似 Twin-action 型的纳米传 行全 谱 色 彩调节的重 要性与创新性 这为多通 道 双响应纳米 26 科学动态/化学通讯

31 Newsletter Chemical 化学通讯 传感 器的制备开辟了新 途径 有 望 应用于全 谱的纳米比色阵 was impressed by the amazing results. He says he has 列和超敏长 程温 度计阵列中进行高速多通 道检测 评述 撰 稿 not seen a ny exa mples where w it h one si ngle poly mer 人引用了共聚物领域的著名专家 荷兰 R a d b o u d Un ive r s it y it i s p o s si bl e t o g e t s u c h a b r o a d c olo u r s p e c t r u m a n d 的 R i c h a r d H o o g e n b o o m 教 授的 评论 H o o g e n b o o m 教 授 temperature sensing regime just by adding metal ions 上海有机所在n-型有机半导体材料研究方面取得重要进展 图2.分子材料OTFT器件的稳定性测试 图1. 分子材料OTFT器件的结构示意图及器件的转移曲线 近年来 有机薄膜场效应晶体管 OT FT 因其在轻薄 可 高分子材料研究室的研究人员采用在缺电子的芳核上稠合富电 弯折 个性时尚的有机电子产品方面有广阔的应用前景, 成为 子的硫杂环 提高迁移率 并结合拉电子的丙二氰基团封端 有机电子 学中的研 究热点 p - 型和 n - 型有机半导体 材料对于 的策略 保证稳定性 发展了一类新的可溶液加工的n-型有机 OT F T的发展同等重要 因为由p型和n型OT F T共同构筑的有 半导体材料 2- (1,3-二硫-2-叶立德)丙二氰稠合的萘酰亚胺衍 机互补电路具有功耗低 操作速度快 噪音容限大等优点 可 生物 图1 R为长的分支烷基 他们与化学所有机固体院重点 广泛 用于各种有机 数字电 路 是实现有机电子 器 件应 用的基 实验室的研究人员合作 用溶液加工的方法制备了该类分子材 础 然而 目前n-型有机半导体材料的发展远远落后于 p -型有 料的OT FT器件 电子迁移率高达0.51 cm 2 V-1S -1 开关比大于 机半导体 材料 具有高电子迁移率 空气稳定 可溶液加工性 10 5 阈值电压低于10V 且器件具有良好的空气稳定性和操作 质的n-型有机半导体材料极为短缺 大大限制了OT FT相关的 稳定性 图2 器件的迁移率和稳定性在已报道的可溶液加工 柔性电子器件及有机电路的发展 的n-型有机小分子材料中是最好的 相关工作申请了中国发明 不同于以往在缺电子的芳核上直接引入拉电子基团 如氰 基 氟原子 来设计n-型有机半导体材料的方法 上海有机所 专利 部分结果以通讯的形式发表在 美国化学会志 J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 上 中国科学院大连化学物理研究所石墨烯研究取得新进展 石墨烯是sp 2杂化碳原子排列成蜂窝状六角平面晶体 厚度 我 所催化 基 础国家重 点实 验 室纳米 和界面催化研 究 组 仅为单层原子的新型碳材料 是构成石墨 碳纳米管和富勒烯 502组 在多年碳材料研究的基础上发展了一条以商品化碳 等的基本单元 具有非常新颖的物理化学特性 在新型超导材 化硅颗粒为原料 通过高温裂解规模制备高品质无支持 Free 料 微电子 表面处理以及催化等方面具有非常重要的应用前 st a nd i ng 石墨烯材料的新途径 通过对原料碳化硅粒子 裂 景 迄今为止 石墨烯材料的制备主要采用机械剥离 氧化石墨 解温度 速率以及气氛的控制 可以实现对石墨烯结构和尺寸 还原和表面化学沉积等方法 在结构调控和规模制备等方面存 的调控 为石墨烯作为新型电极材料以及催化材料的研究及应 在很大的困难 限制了这类新型材料在化学特别是催化材料等 用奠定了基础 该项研究成果发表在最近一期的 先进材料 上 应用领域的发展 Advanced Materials DOI: /adma 审稿人评价 这是一种非常新颖 对实现石墨烯的实际应 用非常重要的制备方法 该方法已申报国家发明专利 (文/图 赵凌潇) 科学动态/化学通讯 27

32 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 我 国 研 制 成 功 新 型 三 维 图 像 悬 浮 显 示 装 置 一 种 新 型 三 维 图 像 悬 浮 显 示 装 置, 近 日 在 中 科 院 长 春 光 机 所 研 制 成 功, 通 过 该 装 置, 观 众 可 以 360 度 环 绕 欣 赏 立 体 图 像, 获 得 意 想 不 到 的 感 官 效 果 在 中 科 院 长 春 光 机 所 新 技 术 研 究 室, 记 者 见 到 了 该 装 置 的 原 理 样 机 在 一 个 用 玻 璃 做 的 倒 金 字 塔 中, 悬 浮 的 立 体 图 像 不 断 变 幻 无 论 从 周 围 哪 个 角 度 观 看 都 十 分 清 晰 逼 真 科 研 人 员 介 绍, 这 项 新 成 果 全 称 是 基 于 单 源 光 路 的 三 维 图 像 多 方 位 悬 浮 显 示 装 置, 它 的 可 观 看 视 角 达 到 360 度 该 装 置 采 用 高 亮 度 投 影 光 源, 即 便 经 过 视 差 障 栅 亮 度 损 失, 显 示 的 立 体 图 像 也 能 保 持 较 高 的 亮 度, 甚 至 在 普 通 的 光 照 环 境 下 也 清 晰 可 见 依 靠 这 种 装 置, 观 众 不 需 要 借 助 任 何 助 视 仪 器, 就 能 够 多 人 同 时 围 绕 显 示 区 域, 多 角 度 观 看 三 维 图 像, 视 点 完 全 不 受 限 制 据 了 解, 目 前 国 内 市 场 上 大 多 数 三 维 显 示 产 品, 虽 然 能 给 观 众 带 来 丰 富 的 视 觉 享 受, 但 其 影 像 效 果 仅 能 在 显 示 屏 正 前 方 的 一 定 范 围 内 得 以 保 证, 而 且 视 场 角 有 限, 图 像 亮 度 不 够 丹 麦 兰 博 公 司 研 制 的 一 套 类 似 系 统, 放 映 的 图 像 悬 浮 在 显 示 装 置 中 央, 做 到 了 多 方 位 观 看, 但 观 看 者 看 到 的 图 像 没 有 视 差, 因 此 这 种 三 维 图 像 只 有 心 理 景 深 而 没 有 视 觉 景 深 中 科 院 光 机 所 的 该 项 研 究 成 果, 有 效 解 决 了 真 实 三 维 物 体 全 方 位 悬 浮 显 示 的 技 术 问 题 随 着 其 工 艺 日 益 成 熟, 有 望 在 广 告 展 厅 游 戏 等 领 域 得 到 广 泛 应 用, 为 观 看 者 提 供 更 高 质 量 的 观 看 体 验 研 究 将 农 作 物 废 料 转 化 为 液 态 烃 一 提 到 生 物 燃 料, 乙 醇 无 疑 是 其 中 的 王 者 然 而 它 并 不 是 一 种 理 想 的 燃 料 除 了 其 他 缺 点 之 外, 它 所 释 放 的 能 量 大 概 只 相 中 国 科 学 院 大 连 化 学 物 理 研 究 所 当 于 汽 油 的 2/3 因 此 科 学 家 一 直 试 图 将 农 作 物 以 及 农 作 物 肥 料 转 变 为 汽 油 以 及 其 他 富 含 能 量 的 碳 氢 化 合 物 如 今, 科 学 家 研 制 出 了 一 种 方 法, 能 够 将 农 作 物 废 料 转 化 为 液 态 烃 据 美 国 科 学 (Science) 杂 志 在 线 新 闻 报 道, 研 究 人 员 发 现, 在 高 压 环 境 下, 二 氧 化 碳 可 通 过 催 化 被 有 效 地 从 γ- 戊 内 酯 上 切 离, 其 剩 下 的 部 分 是 一 种 丁 烯 混 合 物 在 一 个 第 二 阶 段 反 应 器 中, 这 些 丁 烯 化 合 物 可 被 串 联 在 一 起 并 形 成 分 子 量 较 重 的 类 似 于 那 些 在 汽 车 和 喷 气 飞 机 燃 料 中 所 见 的 碳 氢 化 合 物 研 究 人 员 在 最 新 出 版 的 科 学 杂 志 上 报 告 了 这 一 发 现 物 理 吸 附 储 氢 材 料 研 究 取 得 新 进 展 ( 来 源 : 科 学 时 报 群 芳 ) 氢 能 源 作 为 一 种 零 污 染 可 再 生 能 源 日 益 受 到 重 视, 并 成 为 洁 净 能 源 研 究 领 域 的 国 际 前 沿 和 热 点 储 氢 问 题 是 氢 能 源 领 域 的 一 项 重 要 课 题 目 前 储 氢 研 究 包 括 化 学 储 氢 和 物 理 储 氢 两 个 领 域 物 理 吸 附 利 用 微 孔 材 料 物 理 吸 附 氢 分 子, 因 其 在 特 定 条 件 下 对 氢 气 具 有 良 好 可 逆 的 热 力 学 吸 附 脱 附 性 能 而 受 到 广 泛 研 究 提 高 材 料 对 氢 气 的 吸 附 作 用 使 氢 分 子 更 容 易 更 牢 固 地 吸 附 在 微 孔 材 料 的 表 面 或 孔 腔 中, 已 成 为 进 一 步 提 高 微 孔 材 料 储 氢 量 的 一 条 重 要 途 径 最 近, 中 国 科 学 院 大 连 化 学 物 理 研 究 所 邓 伟 侨 所 在 的 11T4 研 究 组 及 合 作 者 使 用 锂 离 子 掺 杂 技 术 提 高 微 孔 共 轭 聚 合 物 对 氢 气 的 吸 附 焓 从 而 提 高 材 料 的 储 氢 量 理 论 模 拟 发 现 锂 离 子 在 共 轭 体 系 上 对 氢 气 有 增 强 的 吸 附 作 用, 可 以 使 氢 分 子 更 牢 固 地 吸 附 在 微 孔 材 料 中 实 验 上, 通 过 催 化 聚 合 1,3,5- 三 乙 炔 苯 制 备 较 大 比 表 面 积 的 三 维 微 孔 共 轭 聚 合 物 (CM P) 作 为 吸 附 载 体, 其 网 络 结 构 中 的 碱 性 活 性 基 团 碳 碳 叁 键 吸 附 锂 离 子 锂 离 子 有 效 提 高 了 材 料 对 氢 分 子 的 吸 附 焓 研 究 表 明 当 锂 离 子 的 掺 杂 比 例 在 0.5wt% 时, 材 料 储 氢 能 力 最 强, 对 氢 气 的 吸 附 焓 为 8.1KJ/mol 该 材 料 在 77K 和 1bar 条 件 下, 储 氢 量 高 达 6.1wt%, 刷 新 了 同 等 条 件 下 的 物 理 吸 附 储 氢 的 纪 录, 远 远 高 于 碳 纳 米 材 料 (3.0wt%) 和 金 属 框 架 化 合 物 (2.5wt%) 该 研 究 工 作 以 通 讯 形 式 刊 登 在 近 期 的 德 国 应 用 化 学 (Angew. Chem. Int. Ed., 2010, 49, DOI: / anie ), 并 被 选 为 热 点 文 章 ( 文 / 图 范 文 杰 ) 28 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

33 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 中 国 科 学 院 大 连 化 学 物 理 研 究 所 研 究 人 员 首 次 观 察 到 水 凝 胶 含 水 状 态 下 表 面 微 纳 结 构 水 凝 胶 (Hydrogel) 是 一 类 集 吸 水 保 水 缓 释 于 一 体 的 功 能 高 分 子 材 料 因 其 独 特 的 生 物 组 织 仿 生 特 性, 而 被 誉 为 新 一 代 最 具 潜 力 的 组 织 工 程 用 生 物 材 料 新 近 研 究 发 现, 生 物 材 料 的 表 面 性 质 是 影 响 生 物 材 料 生 物 相 容 性 的 关 键 因 素 之 一 但 水 凝 胶 因 其 含 水 量 高 (90% 以 上 ), 用 扫 描 电 镜 和 原 子 力 显 微 镜 均 难 以 给 出 含 水 状 态 下 真 实 的 表 面 形 貌 马 小 军 研 究 组 ( 生 物 医 用 材 料 工 程,1802 组 ) 的 谢 红 国 博 士 等 与 孙 龙 研 究 组 ( 光 学 元 件 加 工 与 镀 膜,704 组 ) 的 王 锋 等 合 作, 首 次 将 白 光 干 涉 技 术 用 于 含 水 状 态 下 水 凝 胶 表 面 形 貌 的 原 位 表 征, 并 将 水 凝 胶 表 面 形 貌 与 蛋 白 质 吸 附 行 为 及 体 内 移 植 效 果 相 关 联, 提 出 水 凝 胶 材 料 的 表 面 性 质 影 响 其 生 物 相 容 性 的 主 要 机 制 该 项 研 究 成 果 得 到 国 际 同 行 专 家 的 认 可, 在 最 近 一 期 美 国 化 学 会 出 版 的 Langmuir 杂 志 上 (Langmuir, 2010, 26 (8), pp ) 发 表, 并 在 上 千 人 参 加 的 全 国 生 物 材 料 大 会 (2010 年 4 月 日, 成 都 ) 上 得 到 国 内 生 物 材 料 领 域 专 家 的 好 评, 获 得 大 会 优 秀 论 文 奖 ( 文 / 图 于 炜 婷 谢 红 国 ) 大 孔 吸 附 树 脂 对 黄 酮 类 化 合 物 选 择 性 吸 附 机 理 研 究 取 得 新 进 展 近 日, 由 中 国 科 学 院 兰 州 化 学 物 理 研 究 所 中 科 院 西 北 特 色 植 物 资 源 化 学 重 点 实 验 室 邸 多 隆 研 究 员 带 领 的 课 题 组, 在 大 孔 吸 附 树 脂 对 天 然 产 物 中 黄 酮 类 化 合 物 选 择 性 吸 附 机 理 研 究 方 面 取 得 新 进 展 该 研 究 以 苯 乙 烯 二 乙 烯 基 苯 系 大 孔 吸 附 树 脂 为 研 究 对 象, 通 过 研 究 大 孔 吸 附 树 脂 对 芦 丁 的 吸 附 行 为, 发 现 其 吸 附 行 为 更 适 合 于 Br unauer 提 出 的 第 四 种 模 型 研 究 结 果 验 证 了 大 孔 吸 附 树 脂 的 吸 附 依 其 吸 附 过 程 依 次 存 在 着 大 孔 中 孔 和 小 孔 三 个 阶 段 的 假 设, 并 发 现 在 每 两 个 阶 段 的 交 替 过 程 会 出 现 毛 细 管 效 应 进 一 步 的 研 究 表 明, 大 孔 吸 附 树 脂 吸 附 作 用 力 主 要 源 于 其 内 壁 作 用 位 点 上 的 剩 余 价 键 力, 剩 余 价 键 力 的 诱 导 作 用 随 传 递 层 数 的 增 加 而 快 速 衰 减, 在 传 递 过 三 层 后 基 本 消 失 该 研 究 结 果 对 大 孔 吸 附 树 脂 吸 附 分 离 理 论 的 更 深 入 研 究 具 有 一 定 的 意 义 该 项 工 作 得 到 了 国 家 自 然 科 学 基 金, 中 科 院 百 人 计 划 项 目 的 基 金 资 助 近 期 研 究 工 作 发 表 在 Jou r nal of Physical Chemistry:Part B(J. Phys. Chem. B 2010, 114, ) 上 中 国 科 学 院 北 京 化 学 研 究 所 在 功 能 材 料 的 可 控 组 装 聚 集 态 结 构 和 性 能 研 究 方 面 取 得 系 列 进 展 通 过 分 子 设 计 和 自 组 装 实 现 对 功 能 材 料 形 貌 维 数 和 尺 寸 的 调 控, 构 建 新 的 功 能 材 料 聚 集 态 结 构, 从 而 调 控 其 性 能 是 化 学 物 理 和 材 料 等 学 科 的 重 要 前 沿 研 究 领 域, 目 前 备 受 关 注 在 国 家 自 然 科 学 基 金 委 科 技 部 和 中 科 院 的 大 力 支 持 下, 化 学 所 有 机 固 体 院 重 点 实 验 室 的 研 究 人 员 在 功 能 材 料 的 组 装 与 性 能 研 究 方 面 又 取 得 了 新 的 进 展, 最 近 他 们 发 展 了 一 种 基 于 无 机 / 有 机 功 能 材 料 的 固 态 超 分 子 体 系, 在 无 机 - 有 机 界 面 形 成 分 子 口 袋, 通 过 界 面 间 强 烈 作 用 达 到 高 选 性 分 离 富 集 苝 分 子, 相 关 的 研 究 结 果 已 经 发 表 在 Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 研 究 结 果 表 明, 根 据 无 机 材 料 的 特 性, 通 过 设 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 29

34 Chemical Newsletter 化学通讯 无机-有机界面形成 分子口袋 零维纳米胶囊到二维纳米管的自然生长 计结构 能级及带隙可调的有机功能材料 可以调节聚集态结 21, 该研究是在自然的条件下实现对一个物质的 构中电荷和能 量转移和传 输 达 到从能 量和结 构的角度考虑 调控生长 对自组装技术的发展具有重要意义 研究结果发表 无机和有机材料的精确匹配 真正实现无机 / 有机异质结构的 之后立即被Sy n fa ct s 20 09,6, 0615 H ig h l ig ht 被认为 为 构建 从而产生有效的界面作用并导致新的 特殊的性质和性 自然体系的模拟带来了极大的希望 他们也实现了对分 能 达到无机与有机材料的功能互补和协同 该研究通过分子 子机器运动中的聚集态结构的控制 从一个独特的运动过程 设计 在无机/有机界面形成高活性表面 成功的产生在两个独 实现了机器工作中不同状态下的固态结构构筑 这一研究工作 立体系不可能产生的新功能 证明了无机 / 有机异质结构作为 完 整表 述了分 子机器的运动是有可能利用固态下的性 质实现 关键材料在光电 信息和生命等高技术研究领域的潜在应用价 化学表征 Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 141 另外他们在自 值 组装的方法 固态结构和性质方面获得了新的系列研究结果 此外 在功能材料的可控组装 聚集态结构和性能研究方 这些结果分别发表在 J. Phys. Chem. C 2010, 114, 2925 J. 面取得系列进展 例如 确定了零维纳米胶囊到二维纳米管的 Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 327 Langmuir 2010, 26, 3179 自然生长及其机理 控制纳米胶囊的开口以及从开口纳米胶囊 ChemPhysChem, 2010,11, 659 等 这些研究对功能材料的 逐渐生长为一维纳米管和二维纳米管结构 Adv. Mater.2009, 可控组装的研究具有指导意义 中国科学院北京化学研究所 利用光子晶体实现高性能光信息存储 发 展高密度 高性能的存 储材料和器 件是 信息技 术的 重 研人员从材料的结构性能关系出发 在已有研究基础上 设计 要基础 其中 提高信息存储的开关比对于提高存储器件的性 制备了一系列新型有机光电功能薄膜 对分子结构与光电信息 能具有 重 要意义 在国家自然 科 学基 金 委 科 技部 和中国科 存储性能的关系进行了深入研究 Adv. Fu nct. Mater. 2010, 学院的支持下, 化学所有机固体实验 室和新材料 实验 室的科 20, Adv. M at e r , 20, 利用同 30 科学动态/化学通讯

35 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 图 1 二 芳 基 乙 烯 / 香 豆 素 薄 膜 在 光 子 晶 体 表 面 及 存 储 应 用 的 示 意 一 材 料 实 现 了 光 电 双 重 响 应 的 高 密 度 信 息 存 储 (Appl. Phys. Lett. 2009, 94, ; Appl. Phys. Lett.2009, 95,183307), 并 通 过 光 电 协 同 效 应, 实 现 了 低 能 耗 高 开 关 比 的 信 息 存 储 (J. Phys. Chem. C 2009, 113, ) 他 们 还 应 World Scientif ic 出 版 社 邀 请, 出 版 了 专 著 High Densit y Data Storage:Principle,Technology and Materials (World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2009) 同 时, 该 课 题 组 通 过 聚 合 物 结 构 设 计, 通 过 喷 涂 (Macromol. Rapid Commun., 2009, 8, , Cover) 打 印 (J. Mater. Chem. 2009, 19, ,Back cover) 等 方 法 简 便 制 备 了 大 面 积 和 图 案 化 的 光 子 晶 体, 并 发 展 了 通 过 交 联 提 高 光 子 晶 体 强 度 的 通 用 方 法 ( M a c r o m ol. R a pid Commun. 2009, 7, , Back cover), 为 光 子 晶 体 的 应 用 打 下 基 础 他 们 进 一 步 发 展 了 光 子 晶 体 在 环 境 湿 度 (J. Mater. Chem. 2008, 18, , Cover) 石 油 检 测 (Adv. Funct. Mater. 2008, 20, ) 以 及 化 学 振 荡 体 系 的 实 时 监 控 (Macromol. Rapid Commun. 2009, 20, , Cover) 等 方 面 的 应 用 最 近, 他 们 结 合 信 息 存 储 与 光 子 晶 体 方 面 的 研 究 基 础, 将 光 子 晶 体 引 入 到 光 存 储 体 系 中, 发 展 了 一 种 简 单 有 效 的 方 法 以 提 高 光 存 储 体 系 的 荧 光 开 关 比 在 这 个 光 存 储 体 系 中, 利 用 光 子 晶 体 带 隙 对 光 子 的 调 控 作 用, 将 其 作 为 一 种 新 型 光 信 息 存 储 基 底 材 料 利 用 二 芳 基 乙 烯 和 香 豆 素 在 光 照 条 件 下 的 分 子 间 能 量 转 移 实 现 荧 光 的 开 和 关 状 态 通 过 优 化 光 子 晶 体 的 结 构 控 制 其 光 子 带 隙, 可 以 使 荧 光 信 号 提 高 40 倍, 荧 光 开 关 比 提 高 了 7 倍 光 子 晶 体 体 系 的 荧 光 存 储 图 案 质 量 得 到 明 显 提 高 该 研 究 结 果 表 明, 通 过 光 子 晶 体 的 带 隙 设 计 可 以 大 大 提 高 荧 光 分 子 体 系 的 信 号 强 度 和 开 关 比, 对 于 发 展 高 性 能 的 光 信 息 存 储 及 荧 光 检 测 器 件 具 有 重 要 意 义 该 研 究 结 果 发 表 在 近 日 出 版 的 先 进 材 料 (Adv. Mater. 2010, 22, ) 上, 并 被 Nature Publishing Group 的 Asia Materials 选 为 研 究 亮 点 报 道 图 2 (a) 存 储 薄 膜 在 优 化 光 子 晶 体 和 玻 璃 ( 插 图 ) 表 面 上 的 荧 光 光 谱 的 变 化 及 在 光 子 晶 体 表 面 存 储 薄 膜 的 荧 光 峰 强 度 的 可 逆 变 化 循 环 (b);(c, d) 在 玻 璃 和 光 子 晶 体 表 面 的 存 储 薄 膜 经 掩 膜 在 紫 外 光 照 射 下 形 成 的 荧 光 信 息 存 储 图 案 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 31

36 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 科 学 家 巧 用 沾 笔 纳 米 光 刻 技 术 获 得 生 物 超 材 料 刚 柔 结 合 出 奇 材 沾 笔 纳 米 光 刻 工 艺 示 意 图 你 或 许 没 有 想 过 将 坚 硬 的 金 属 或 半 导 体 与 柔 软 的 有 机 物 或 生 物 产 品 结 合 起 来 会 是 何 种 情 景, 不 过 美 国 科 学 家 可 以 告 诉 你 的 是, 他 们 获 得 了 自 然 界 从 没 有 见 过 的 混 合 材 料, 而 这 些 混 合 材 料 在 医 学 和 制 造 业 中 将 具 有 惊 人 的 应 用 前 景 美 国 佛 罗 里 达 州 立 大 学 综 合 纳 米 研 究 所 (INSI) 的 科 学 家 完 成 了 这 项 开 创 性 的 工 作 在 2010 年 4 月 出 版 的 自 然 纳 米 技 术 (Nature Nanotechnology) 杂 志 上, 综 合 纳 米 科 学 研 究 所 新 成 员 生 物 学 家 史 蒂 文 勒 恩 荷 特 作 为 主 要 作 者, 与 同 事 们 共 同 发 表 了 相 关 的 研 究 文 章 一 类 全 新 物 质 这 样 诞 生 这 篇 题 为 脂 质 多 层 光 栅 的 文 章 介 绍 了 勒 恩 荷 特 本 人 过 去 在 德 国 明 斯 特 大 学 和 卡 尔 斯 鲁 厄 工 学 院 时 设 计 出 的 基 于 沾 笔 纳 米 光 刻 (Dip-Pen Nanolithography, 简 写 为 DPN) 的 新 工 艺 沾 笔 纳 米 光 刻 是 一 种 用 锋 利 的 笔 状 工 具 和 墨 水 在 固 体 物 质 表 面 上 勾 画 纳 米 级 图 形 的 技 术 勒 恩 荷 特 将 沾 笔 纳 米 光 刻 经 过 改 进, 让 它 成 为 一 种 让 柔 性 材 料 ( 作 为 墨 水 ) 与 坚 硬 材 料 结 合 从 而 形 成 新 材 料 的 工 艺 实 验 中, 研 究 人 员 通 过 自 上 而 下 及 自 下 而 上 的 制 造 方 法, 让 多 种 柔 性 纳 米 级 物 质 按 需 要 以 任 意 图 案 被 刻 写 在 预 备 好 的 结 构 物 质 表 面, 形 成 结 构 复 杂 的 材 料 和 器 件 譬 如, 用 该 工 艺 对 脂 质 材 料 进 行 操 作, 他 们 获 得 了 易 溶 性 光 学 衍 射 光 栅 衍 射 光 栅 由 多 层 脂 质 组 成, 高 度 被 控 制 在 5 纳 米 至 100 纳 米 之 间 勒 恩 荷 特 说, 将 柔 性 材 料 与 硬 性 材 料 结 合, 他 们 获 得 了 从 本 质 上 讲 可 以 说 是 全 新 的 一 类 物 质, 事 实 上 它 们 就 是 学 术 界 所 称 的 生 物 超 材 料 (biometamaterial ), 它 们 并 不 存 在 于 自 然 界 中 这 类 材 料 的 行 为 如 同 生 物 传 感 器, 通 过 将 敏 感 生 物 元 素 和 物 理 器 件 结 合 起 来, 能 现 场 检 测 生 物 制 剂 的 存 在 与 否 新 材 料 应 用 范 围 广 阔 科 学 家 表 示, 用 生 物 纳 米 技 术 和 沾 笔 纳 米 光 刻 技 术 制 造 的 新 材 料, 不 仅 能 用 于 医 学 诊 断, 而 且 可 用 于 需 要 材 料 的 任 何 领 域, 从 人 体 组 织 工 程 到 药 物 开 发 以 及 计 算 机 芯 片 制 造 目 前 最 有 可 能 实 现 的 是 新 材 料 在 医 学 诊 断 领 域 的 应 用, 科 学 家 设 想 利 用 新 材 料 生 产 出 便 于 携 带 价 格 便 宜 和 用 后 可 丢 弃 的 芯 片, 并 将 其 安 装 在 手 机 中 用 于 医 学 诊 断 当 前 的 诊 断 工 作 需 要 人 们 前 去 医 院 看 医 生 并 将 样 品 交 给 化 验 室 进 行 检 验 未 来 的 诊 断 芯 片 作 为 人 们 常 说 的 芯 片 实 验 室, 能 够 就 地 快 速 地 分 析 血 样 或 尿 样, 这 类 同 于 家 用 怀 孕 检 测 法 不 过, 科 学 家 同 时 表 示, 其 他 种 类 的 检 测 仍 需 要 先 进 的 化 验 室 或 实 验 室 跨 学 科 团 队 的 协 同 创 新 今 年 32 岁 的 勒 恩 荷 特 出 生 在 美 国 盐 湖 城,2004 年 在 德 国 明 斯 特 大 学 获 得 博 士 学 位 在 加 入 佛 罗 里 达 州 立 大 学 前, 他 一 直 是 德 国 纳 米 科 学 研 究 小 组 的 带 头 人 在 2009 年 一 次 会 议 上, 他 无 意 中 看 到 了 佛 罗 里 达 州 立 大 学 散 发 的 有 关 综 合 纳 米 科 学 研 究 所 的 宣 传 单, 其 上 的 内 容 深 深 地 打 动 了 他, 并 促 使 他 接 受 佛 罗 里 达 州 立 大 学 的 聘 请, 回 国 进 入 该 大 学 的 综 合 纳 米 科 学 研 究 所 综 合 纳 米 科 学 研 究 所 集 中 了 大 学 多 个 系 不 同 学 科 的 优 秀 人 才, 他 们 从 事 的 领 域 包 括 细 胞 和 分 子 生 物 学 化 学 和 生 物 化 学 材 料 科 学 化 学 工 程 和 生 物 医 学 工 程, 以 及 物 理 学 这 种 跨 学 科 人 才 的 氛 围 让 勒 恩 荷 特 感 到 振 奋 并 印 象 深 刻 目 前 他 与 研 究 所 的 其 他 科 学 家 合 作 从 事 着 尖 端 科 学 技 术 的 研 究 勒 恩 荷 特 说 : 我 有 幸 在 攻 读 研 究 生 时 有 机 会 游 学 于 不 同 的 院 系 和 学 科, 其 中 包 括 生 物 系 医 学 系 化 学 系 和 物 理 系 我 觉 得 解 决 特 殊 问 题 的 途 径 也 许 就 在 不 远 处 综 合 纳 米 科 学 研 究 所 基 于 跨 学 科 团 队 协 同 工 作 的 原 则, 这 是 我 喜 欢 它 的 原 因 勒 恩 荷 特 在 生 物 纳 米 技 术 和 沾 笔 纳 米 光 刻 技 术 领 域 所 做 的 开 创 性 研 究 工 作 受 到 全 球 同 行 的 认 可 大 学 教 授 布 莱 恩 特 切 斯 认 为, 勒 恩 荷 特 并 非 属 于 传 统 的 生 物 学 家, 他 是 在 今 天 从 事 未 来 的 生 物 学 研 究 他 在 纳 米 技 术 和 生 物 学 领 域 接 受 的 训 练 帮 助 他 采 用 以 前 无 法 完 成 的 新 奇 实 验, 来 解 答 生 物 学 的 问 题 他 正 在 设 计 的 新 工 具 在 科 学 和 医 学 领 域 具 有 前 所 未 有 的 应 用 前 景 32 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

37 李 政 道 设 计 伽 利 略 铜 像 在 意 大 利 落 成 以 中 国 高 等 科 学 技 术 中 心 名 义 赠 送 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 已 落 成 的 伽 利 略 铜 像 及 李 政 道 设 计 的 伽 利 略 铜 像 草 图 由 美 籍 华 裔 物 理 学 家 诺 贝 尔 奖 获 得 者 中 国 高 等 科 学 技 术 中 心 主 任 李 政 道 设 计, 世 界 实 验 室 出 资 建 造, 以 中 国 高 等 科 学 技 术 中 心 名 义 赠 送 的 伽 利 略 铜 像 在 意 大 利 首 都 罗 马 落 成 由 世 界 实 验 室 主 席 安 东 尼 诺 齐 基 基 主 持 的 铜 像 落 成 典 礼 4 月 28 日 举 行, 意 大 利 文 化 部 部 长 卡 桑 德 罗 邦 迪 中 国 驻 意 大 利 大 使 丁 伟 等 出 席 李 政 道 致 信 祝 贺 他 在 信 中 指 出, 自 马 可 波 罗 以 来, 中 意 两 国 之 间 一 直 保 持 着 良 好 的 文 化 科 技 交 流 例 如,1607 年, 明 朝 大 学 士 徐 光 启 和 意 大 利 耶 稣 会 士 利 玛 窦 合 作 译 出 了 6 卷 本 几 何 原 本 欧 几 里 得 几 何 原 本 的 引 入, 对 于 中 国 近 代 科 学 的 兴 起 产 生 了 很 大 影 响 伽 利 略 铜 像 坐 落 在 由 米 开 朗 基 罗 临 终 前 设 计 的 国 立 圣 玛 利 亚 天 使 与 殉 道 者 大 教 堂 前 这 是 该 教 堂 建 造 后 约 450 年 历 史 中 唯 一 的 新 增 塑 像 丁 伟 在 致 辞 中 表 示, 伽 利 略 铜 像 作 为 中 国 高 等 科 学 技 术 中 心 送 给 意 大 利 科 学 界 的 礼 物, 再 次 展 现 出 中 国 人 民 对 意 大 利 人 民 的 友 好 情 谊, 也 体 现 了 中 国 科 技 界 对 意 大 利 同 行 的 尊 敬 希 望 两 国 人 民 以 伽 利 略 勇 敢 思 考 与 追 求 的 伟 大 精 神 为 动 力, 携 手 共 创 人 类 更 加 和 平 美 好 的 未 来 为 了 纪 念 这 位 现 代 科 学 创 始 人 的 传 奇 人 生, 由 李 政 道 创 意 设 计 的 伽 利 略 铜 像 寓 意 深 刻 铜 像 中 的 伽 利 略 身 穿 长 袍, 手 持 他 建 造 和 使 用 过 的 望 远 镜 凝 视 远 方, 长 袍 上 雕 刻 了 4 排 大 小 点 组 合, 分 别 代 表 了 木 星 和 它 的 卫 星 在 不 同 日 子 的 位 置 年 10 月, 在 北 京 人 民 大 会 堂 举 行 的 纪 念 望 远 镜 发 明 40 0 周 年 科 学 大 师 讲 演 会 上, 李 政 道 作 了 以 天 之 语, 解 物 之 道 的 演 讲, 对 这 几 排 大 小 点 组 合 进 行 了 清 晰 说 明 当 时 天 主 教 认 可 的 说 法 是 : 一 切 星 体 都 围 绕 着 地 球 转 动, 地 球 是 中 心 可 是 1610 年 1 月 7 日, 伽 利 略 用 他 自 己 制 造 的 望 远 镜 观 看 木 星, 却 得 出 了 正 确 的 完 全 不 同 的 结 论 - 他 发 现 木 星 右 边 有 1 颗 小 星, 左 边 有 两 颗 小 星 ; 第 二 天, 变 成 了 右 边 有 3 颗 小 星, 左 边 没 有 小 星 ; 再 过 两 天 看, 右 边 小 行 星 不 见 了, 左 边 却 有 两 颗 小 暗 星 ; 再 过 一 天 又 有 新 变 化 如 此, 根 据 连 续 共 7 天 的 观 察 结 果, 伽 利 略 推 断 这 些 小 星 都 是 木 星 的 月 亮, 就 是 说 木 星 有 4 个 月 亮, 而 这 些 木 星 的 月 亮 都 绕 着 木 星 转, 而 不 是 绕 着 地 球 转 这 就 证 明, 并 不 是 一 切 星 辰 都 围 绕 着 地 球 转, 因 而 推 翻 了 当 时 天 主 教 的 错 误 说 法 中 国 邮 政 部 门 曾 经 在 1991 年 发 行 了 由 李 政 道 设 计 的 纪 念 伽 利 略 明 信 片 近 30 年 来, 齐 基 基 领 导 下 的 世 界 实 验 室 在 物 理 医 学 农 业 气 象 地 学 和 环 境 保 护 等 方 面 对 中 国 进 行 了 科 学 技 术 的 援 助 1986 年, 在 中 国 政 府 的 支 持 和 世 界 实 验 室 的 捐 助 下, 中 国 高 等 科 学 技 术 中 心 成 立, 挂 靠 中 国 科 学 院,20 多 年 来, 在 李 政 道 领 导 下, 该 中 心 为 创 造 良 好 的 研 究 环 境 促 进 国 内 外 科 学 家 之 间 的 合 作 与 交 流 作 出 了 贡 献 世 界 实 验 室 与 中 国 几 十 年 的 密 切 合 作 体 现 了 近 代 科 学 之 父 伽 利 略 的 科 学 思 想 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 33

38 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 先 进 材 料 出 版 中 国 科 大 专 刊 先 进 材 料 中 国 科 大 专 刊 封 面 2010 年 5 月 4 日, 材 料 科 学 领 域 的 领 先 杂 志 先 进 材 料 (Advanced Material) 将 出 版 中 国 科 大 专 刊 互 联 网 上 已 可 见 到 该 中 国 科 大 专 刊 电 子 版 先 进 材 料 是 材 料 科 学 领 域 的 国 际 领 先 学 术 杂 志 之 一, 其 2008 年 ISI 影 响 因 子 为 先 进 材 料 专 刊 封 面 中 有 一 枚 金 牌 形 状 的 中 国 科 大 校 徽, 封 二 是 中 国 科 大 微 尺 度 物 质 科 学 国 家 实 验 室 的 照 片 担 任 先 进 材 料 中 国 科 大 专 刊 特 邀 编 辑 的 圣 路 易 斯 华 盛 顿 大 学 讲 座 教 授 夏 幼 南 (823 校 友 ) 中 国 科 大 俞 书 宏 教 授 称, 这 期 专 刊 是 颁 发 给 中 国 科 大 的 金 牌 - 因 为 中 国 科 大 哺 育 出 众 多 训 练 严 格 的 独 立 学 者, 这 些 师 出 中 国 科 大 的 学 者 正 在 先 进 材 料 与 纳 米 技 术 前 沿 卓 有 成 效 开 展 研 究 并 开 始 取 得 杰 出 成 就 先 进 材 料 专 刊 中 还 刊 登 英 文 文 章 中 国 科 大, 天 才 源 工 场 (USTC:A powerhouse of Talent) 介 绍 中 国 科 大 该 文 章 介 绍 中 国 科 大 是 中 国 科 学 院 创 立 的 唯 一 大 学, 得 到 科 学 院 120 个 研 究 所 的 大 力 支 持 ; 她 独 拥 两 个 国 家 实 验 室, 在 中 国 独 此 一 家 过 去 十 年, 中 国 科 大 教 授 的 论 文 平 均 引 用 率 为 8.23, 居 中 国 高 校 之 首 根 据 2008 年 泰 晤 士 高 教 杂 志, 中 国 科 大 位 居 中 国 第 三, 亚 洲 第 24 位 21 世 纪 的 中 国 科 大, 正 在 人 才 培 养 师 资 团 队 学 科 建 设 社 会 服 务 现 代 大 学 体 系 等 方 向 加 速 建 设 世 界 级 研 究 型 大 学 中 国 科 大, 天 才 源 工 场 认 为, 中 国 科 大 最 知 名 之 处 当 属 先 进 材 料 中 国 科 大 专 刊 封 二 的 合 肥 微 尺 度 物 质 科 学 国 家 实 验 室 外 景 其 高 质 量 的 学 生, 因 为 该 校 招 生 极 为 挑 剔 - 超 过 90% 的 新 生 在 其 中 学 班 级 居 前 5%, 中 国 科 大 新 生 高 考 成 绩 也 在 中 国 高 校 名 列 前 茅 中 国 科 大 学 子 素 以 满 怀 激 情 勤 学 钻 研 闻 名 每 1000 名 科 大 学 生 中, 会 有 超 过 700 继 续 攻 读 硕 士 或 博 士 学 位, 还 会 至 少 1 人 当 选 中 科 院 院 士 这 两 个 比 例 同 样 居 中 国 高 校 之 首 正 因 为 如 此, 众 多 中 国 科 大 校 友 在 西 方 大 学 得 到 教 职 的 原 因 不 难 理 解 中 国 科 大, 天 才 源 工 场 随 即 列 出 一 整 页 先 进 材 料 与 纳 米 科 学 领 域 教 授 中 的 科 大 校 友 名 单, 而 这 仅 是 美 国 大 学 该 领 域 科 大 校 友 的 不 完 全 名 单 该 期 专 刊 精 选 了 周 崇 武 ( , 南 加 州 大 学 ) 殷 亚 东 (9112, 加 州 大 学 河 边 分 校 ) 杨 培 东 (8814, 加 州 大 学 伯 克 利 分 校 ) 金 荣 超 (903, 卡 耐 基 梅 隆 大 学 ) 黄 昱 (9412, 加 州 大 学 洛 杉 矶 分 校 ) 吴 屹 影 (9312, 俄 亥 俄 州 立 大 学 ) 夏 幼 南 (823, 圣 路 易 斯 华 盛 顿 大 学 ) 侯 建 国 (782, 中 国 科 大 ) 鄢 鸣 镝 (Portland State) 黄 嘉 兴 (953, 西 北 大 学 ) 钱 逸 泰 ( 中 国 科 大 ) 王 晓 平 ( 中 国 科 大 ) 王 兵 ( 中 国 科 大 ) 李 晓 光 ( 中 国 科 大 ) 谢 毅 ( 中 国 科 大 ) 俞 书 宏 ( 中 国 科 大 ) 等 16 位 中 国 科 大 校 友 或 教 授 的 最 新 研 究 成 果, 也 从 侧 面 彰 显 了 中 国 科 大 校 友 在 先 进 材 料 领 域 研 究 的 强 劲 实 力 目 前 为 止, 在 中 国 大 陆 高 校 中, 先 进 杂 志 仅 为 中 国 科 大 与 北 京 大 学 出 版 了 专 刊 2010 年 4 月 6 日, 该 刊 为 北 京 大 学 化 学 学 科 创 立 100 周 年 出 版 专 刊 表 示 祝 贺 34 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

39 PNAS: 科 学 家 成 功 实 现 老 鼠 视 神 经 再 生 日 本 和 美 国 科 学 家 组 成 的 一 个 联 合 研 究 小 组 日 前 在 利 用 老 鼠 进 行 的 试 验 中, 成 功 发 现 视 神 经 再 生 机 制, 同 时 使 老 鼠 受 损 的 视 神 经 实 现 了 再 生 东 京 都 神 经 科 学 综 合 研 究 所 研 究 员 行 方 和 彦 原 田 高 幸 与 美 国 科 学 家 共 同 发 现, 一 种 名 为 Dock3 的 蛋 白 质 在 视 神 经 细 胞 中 发 挥 着 重 要 作 用 向 老 鼠 的 视 神 经 细 胞 中 植 入 能 够 制 造 这 种 蛋 白 质 的 基 因 后, 视 神 经 细 胞 活 跃 程 度 就 会 提 高 接 下 来, 科 学 家 们 利 用 一 种 转 基 因 老 鼠 与 正 常 老 鼠 进 行 对 比 试 验 转 基 因 老 鼠 体 内 制 造 Dock3 蛋 白 质 的 能 力 是 正 常 老 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 鼠 的 5 倍 左 右 当 这 两 种 老 鼠 的 视 神 经 受 损 后, 正 常 老 鼠 的 视 神 经 几 乎 不 会 再 生, 但 是 转 基 因 老 鼠 的 视 神 经 却 在 很 大 程 度 上 恢 复 了 科 学 家 由 此 认 为, Dock3 蛋 白 质 是 使 视 神 经 细 胞 活 跃, 从 而 促 进 视 神 经 再 生 的 关 键 由 于 人 体 内 也 存 在 制 造 同 样 蛋 白 质 的 基 因, 科 学 家 期 待 这 一 研 究 成 果 能 够 帮 助 开 发 出 新 的 治 疗 和 预 防 视 神 经 受 损 的 方 法 这 一 研 究 成 果 已 经 刊 登 在 新 一 期 美 国 国 家 科 学 院 院 刊 (PNAS) 上 6 纳 米 大 小 磁 纳 米 点 研 制 成 功 据 美 国 物 理 学 家 组 织 网 28 日 报 道, 美 国 科 学 家 在 纳 米 点 (nanodot) 技 术 上 取 得 了 重 大 进 步, 他 们 研 制 出 了 一 个 超 级 计 算 机 芯 片, 可 以 容 纳 整 个 图 书 馆 的 数 据, 研 究 人 员 表 示, 这 也 是 计 算 机 存 储 技 术 的 一 项 重 大 进 展 该 项 研 究 的 领 导 者 北 卡 罗 莱 纳 州 大 学 材 料 科 技 和 工 程 教 授 加 迪 西 纳 拉 扬 表 示, 该 研 究 团 队 的 突 破 在 于 : 这 些 磁 性 纳 米 点 由 一 个 个 无 缺 陷 的 晶 体 制 造 研 究 人 员 制 造 出 磁 性 传 感 器 并 将 其 直 接 整 合 到 一 个 硅 电 子 芯 片 上, 得 到 了 磁 性 纳 米 点 科 学 家 将 这 些 纳 米 点 统 一 制 成 6 纳 米 大 小, 然 后 采 用 同 样 的 方 式 进 行 精 准 定 位, 使 得 程 序 能 够 稳 定 地 读 写 数 据 纳 拉 扬 认 为, 磁 纳 米 点 代 表 了 一 种 具 有 革 命 性 的 信 息 存 储 技 术, 如 果 每 个 6 纳 米 大 小 的 纳 米 点 上 存 储 一 个 字 节 的 信 息, 那 么, 每 个 芯 片 上 就 可 以 存 储 超 过 10 太 比 特 (Terabit) 的 数 据 (1 太 比 特 能 够 存 储 2500 万 页 数 据 ), 这 样, 芯 片 图 书 馆 将 成 为 现 实 芯 片 本 身 的 成 本 也 很 低, 研 究 人 员 接 下 来 打 算 研 发 磁 性 包 芯 片 图 书 馆 研 究 再 向 前 迈 进 一 步 装, 使 得 用 户 能 够 很 好 地 利 用 芯 片 之 前, 该 研 究 团 队 成 功 研 制 出 了 7 纳 米 大 小 的 磁 性 镍 纳 米 点, 存 储 密 度 提 高 了 500 倍, 达 到 每 平 方 英 寸 10 万 亿 位 在 这 种 密 度 下, 硬 币 大 小 的 芯 片 能 达 到 5 兆 兆 位, 能 把 美 国 国 会 的 整 个 图 书 馆 都 装 在 一 个 口 袋 里 纳 拉 扬 团 队 1981 年 在 美 国 纳 米 评 论 快 报 上 发 表 了 首 篇 在 陶 瓷 材 料 上 制 造 镍 胶 体 ( 纳 米 点 ) 的 文 章, 纳 米 点 大 大 改 变 了 陶 瓷 物 质 的 光 学 和 力 学 特 性, 可 以 在 很 多 方 面 大 展 拳 脚 2009 年 10 月 份, 该 研 究 团 队 宣 布, 他 们 在 纳 米 尺 度 下, 将 金 属 镍 原 子 加 入 氧 化 镁 陶 瓷 材 料 中 得 到 了 类 陶 瓷 材 料, 新 材 料 中 的 镍 原 子 簇 尺 寸 不 过 10 平 方 纳 米, 比 目 前 半 导 体 行 业 中 使 用 的 存 储 单 元 小 90% 这 样, 采 用 该 材 料 的 存 储 芯 片 可 在 指 甲 盖 大 小 的 尺 寸 下, 提 供 1TB 以 上 的 容 量, 相 当 于 存 储 20 部 高 清 电 影 或 250 万 页 文 档, 是 目 前 闪 存 容 量 的 50 倍 左 右 研 究 显 示 : 橄 榄 油 具 有 预 防 溃 疡 性 肠 炎 功 效 英 国 科 学 家 日 前 在 美 国 新 奥 尔 良 举 行 的 国 际 消 化 疾 病 会 议 上 说, 他 们 发 现 常 吃 橄 榄 油 可 降 低 罹 患 溃 疡 性 肠 炎 的 风 险 英 国 东 英 吉 利 大 学 医 学 院 科 学 家 对 2.5 万 人 进 行 了 长 期 健 康 情 况 跟 踪 研 究, 被 调 查 者 的 年 龄 在 40 岁 至 65 岁 之 间, 他 们 在 研 究 开 始 时 都 没 有 患 溃 疡 性 肠 炎 研 究 结 果 发 现, 与 较 少 进 食 橄 榄 油 的 人 相 比, 经 常 进 食 橄 榄 油 的 人 罹 患 溃 疡 性 肠 炎 的 风 险 要 低 90% 科 学 家 分 析 说, 橄 榄 油 中 富 含 一 种 叫 油 酸 的 物 质 这 种 物 质 人 体 必 需, 但 人 体 不 能 自 主 合 成 油 酸 有 抑 制 溃 疡 性 肠 炎 中 炎 症 因 子 的 作 用 美 专 家 建 议 : 孕 妇 应 该 适 当 补 充 维 生 素 D 美 国 南 卡 罗 来 纳 州 医 疗 大 学 的 科 研 人 员 5 月 1 日 公 布 的 一 项 研 究 成 果 显 示, 孕 妇 适 当 补 充 维 生 素 D 可 预 防 妊 娠 感 染 和 早 产 研 究 人 员 将 494 名 已 怀 孕 12 周 至 16 周 的 孕 妇 分 为 3 组, 其 中 第 一 组 孕 妇 每 天 补 充 400 国 际 单 位 的 维 生 素 D; 第 二 组 孕 妇 每 天 补 充 2000 国 际 单 位 的 维 生 素 D; 第 三 组 孕 妇 每 天 补 充 4000 国 际 单 位 的 维 生 素 D 这 3 组 孕 妇 补 充 维 生 素 D 的 时 间 从 研 究 开 始 一 直 到 生 下 孩 子 为 止 研 究 发 现, 补 充 维 生 素 D 不 会 对 以 上 任 何 3 组 孕 妇 产 生 不 良 影 响, 但 每 日 补 充 4000 国 际 单 位 维 生 素 D 的 第 三 组 孕 妇 要 比 前 两 组 孕 妇 更 少 患 先 兆 子 痫 妊 娠 糖 尿 病 妊 娠 感 染 和 早 产 等 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 35

40 Chemical Newsletter 化学通讯 超导量子计算机有了首个 光电开关 有望在未来量子计算机中更好地实现信息的存储和传输 据美国物理学家组织网4月27日报道 美国国家标准技术研 位于量子比特和空腔之间的单个光量子携带的能量或者传输 究院 N IST 的科学家 首次为由量子比特和量子传输总线组 率 因此 该开关能够稳定地 协调 量子比特和量子客车之间 成的超导电路研发出了一个 光电开关 能够很好地协调量子 相互作用的比率 从100兆赫兹到接近0赫兹 比特和总线的 沟通 工作 该新技术有望在未来的量子计算 该研究团队的领导人 NIST的物理学家雷 斯曼德称 这个 机中更好地实现信息的存储和传输 也有望加速实用型量子计 技术突破将有助于研究人员灵活控制一个复杂网络中的许多 算机研发工作的进展 相关研究将发表在新一期的 物理评论 电路的各个组成元素之间的相互作用 实用级的量子计算机也 快报 上 拥有非常复杂的网络 所以 新研究突破也有助于量子计算机 量子比特是未来量子计算机的基本构建单位 主要用来存 更好地工作 储量子信息 该研究团队之前制造的量子数据传输总线 量子 斯曼德研究团队也已经证明 适用于两个或者三个超导量 客车 使得量子比特可以一个一个连接起来 从而实现信息传 子比特的开关会纠缠在一起 但是 新开关首次实现了其一段 递 量子总线由空腔 cavit y 组成 其可让单个微波光量子伪 时间内产生的量子行为是可预测的 并且其与单个微波光量子 装成标准波 还能在短时间内储存量子位 某量子位中的信息 之间的交换行为也是可控的 斯曼德表示 我们让量子比特 被编码后 在转移到另一量子位前可在空腔中储存10纳秒 开关和空腔三个不同的组件相互协调有效地工作 没有能量损 N I ST研制的新开关是一个射频 量子扰 动超导探测器 失 SQU I D 也是一个磁场探测器 一个电压脉冲将一个单元 据悉 所有这 些组件 量子比特 开 关和空 腔 都由铝制 的能量 单个微波光量子 施加于一个量子比特上 就会产生 造 科学家采用叠层的方式 将这些元件建造在一个蓝宝石的 一个电路 通过协调施加于SQUID上的磁场 科学家能够改变 芯片上 哈尔滨工业大学甘阳教授 发现纳米刷子可清除AFM探针污染 5月7日 美国材料研究学会 Materials Research Society 该 报 道 称 清 洁 原 子 力 显 微 镜 a t o m i c f o r c e M R S 官方网站的 材料 研究当前新闻 C u r r e nt r e s e a r ch microscope AFM 针尖是AFM可靠成像和力测量的关键 研 news of Materials News 栏目 以 光栅刷子能清洁原子力显 究者现在发现 具有超尖刺突的标定光栅作为 刷子 可用来 微镜的探针针尖 为题 报道了哈尔滨工业大学化工学院甘阳 机械清除A F M探针上的污染物 这是通过把探针在加大力的 教授发表在U lt ra m icroscopy上的原创性研究成果 合作者为 恒力模式下扫描刺突来实现 这一方法 不但能用来无损 高 墨尔本大学的Franks教授 Cleaning AFM colloidal probes 效地去除有机和无机污染物 而且可以实现污染物去除和探针 by mechanically scr ubbing with supershar p br ushes, 研究的一步完成 此外 该方法既可用来清洁胶体/颗粒探针 U lt r a m ic roscopy, Volu me 109, Issue 8, Ju ly 20 09, Pages 也可以用来清洁标准AFM针尖 这是甘阳教授继2009年受邀在 表面科学报告 甘阳教授认为 作为一种新型的表面污染物 定点 清除方 Su rface Science Repor ts 上发表独立署名特邀综述后 又 法 该方法的应用远不限于清洁原子力显微镜探针 更有望在 一引起国际关注的成果 广泛的表界面研究 微电子等领域中得到广泛的应用 36 科学动态/化学通讯

41 Newsletter Chemical 化学通讯 日本科学家用白鼠皮肤细胞制出仿真人类手指 据日本共同社报道 日本东京大学生产技术研究所的一个 研究小组4月30日宣布 已通过白鼠皮肤细胞成功制出了仿真人 类手指 该小组将细胞裹在由胶状骨胶原制作而成 直径约为0.1毫 米的包囊外 并将10 0 0万个包囊注入长约3厘米的手指形状模 具中 约24小时后从模具中取出时 细胞相互粘连形成了手指 的形状 虽然仿真手指内还没有骨骼 血管和肌肉等内部构造 但该项技术有望被用于再生医疗 研究人员今后将调查仿真手指中细胞的功能和状态 该小 组去年曾使用约10万个同样的包囊成功制作了长约5毫米的人 偶形状 副教授竹内昌治表示: 希望将各种细胞用在合适的地 方 制作出更为逼真的人体组织 巴研究消化酶生产生物燃料的方法 据巴西科技部网站报道 巴西农牧业研究院 巴西利亚大 第一个胃-瘤胃中 生长着各种有助于消化牧草的细菌 这些细 学和巴西利亚天主教大学的科研人员正在开展山羊胃细菌所含 菌所含的酶 可分解出葡萄糖 进而发酵产生乙醇 科研人员认 的酶的研究 以利用农业废弃物如甘蔗渣等生产生物乙醇 为 如果找到这些细菌所含的酶以分解牧草 就可以使用传统 这一科 研项目已经进行了两年 科 研人员称 巴西特产的 的方法 借助酵母使之发酵 目前他们已经确认了4种可分解出 无角山羊 靠采食稀树草原上的植物为生 在这种反刍动物的 葡萄糖的酶 这一数字还会上升 现在要弄清楚的是这类酶的 哪种功能可用于工业化生产乙醇 中国科学院物理研究所在 碳晶体结构理论计算研究方面获新进展 该工作得到了国家自然科学基金委和中国科学院知识创新工程重要方向项目的支持 科学动态/化学通讯 37

42 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 碳 元 素 是 自 然 界 中 分 布 最 为 广 泛 的 基 础 元 素 之 一 单 质 碳 通 常 以 金 刚 石 和 石 墨 两 种 晶 型 存 在 近 二 十 年 来, 随 着 碳 纳 米 管 以 及 笼 状 富 勒 烯 (C60) 的 发 现, 人 们 期 待 着 能 够 发 现 新 的 三 维 碳 晶 体 结 构 并 为 此 做 了 大 量 的 实 验 与 理 论 工 作 2009 年 日 本 东 北 大 学 与 国 内 吉 林 大 学 的 研 究 组 先 后 提 出 了 K4 和 M- 型 碳 晶 体 结 构 K4 结 构 因 不 具 备 热 力 学 结 构 稳 定 性 发 表 后 即 被 否 定, M- 型 晶 体 结 构 作 为 由 石 墨 到 金 刚 石 高 压 相 变 过 程 中 的 过 渡 态 而 被 实 验 观 察 和 理 论 计 算 证 明 中 科 院 物 理 研 究 所 北 京 凝 聚 态 物 理 国 家 实 验 室 ( 筹 ) 王 建 涛 研 究 员 王 鼎 盛 研 究 员 及 其 合 作 者 美 国 内 华 达 大 学 物 理 系 陈 长 风 教 授 日 本 东 北 大 学 金 属 材 料 研 究 所 川 添 教 授 等 通 过 第 一 性 原 理 计 算 系 统 地 研 究 了 碳 三 维 晶 体 结 构 的 结 构 稳 定 性 理 论 计 算 表 明, 具 有 面 心 立 方 晶 体 结 构 的 C136 笼 状 晶 格 是 继 金 刚 石 和 石 墨 两 种 晶 型 之 后 的 第 三 个 碳 稳 定 晶 体 结 构 钠 掺 杂 简 立 方 硅 笼 状 化 合 物 (clath rate-i:na8si46) 早 在 1965 年 已 被 发 现, 最 近 面 心 立 方 硅 笼 状 化 合 物 (clathrate-ii: Na24-xSi136,JACS,131, ) 等 相 继 合 成 C136 晶 体 具 有 与 Si136 同 样 的 结 构, 含 有 8 个 C28 笼 和 16 个 C20 笼 状 结 构 ( 见 下 左 图 ), 每 个 C28 的 4 个 碳 六 员 环 相 当 于 金 刚 石 结 构 中 的 4 个 C-C 键, 构 成 类 似 于 金 刚 石 结 构 的 面 心 立 方 晶 格 该 晶 体 结 构 作 为 第 三 个 稳 定 碳 结 构 可 在 较 大 体 积 变 化 范 围 内 存 在 于 金 刚 石 和 石 墨 两 种 晶 型 之 间 ( 下 右 图 ) 声 子 谱 计 算 显 示 C136 晶 体 结 构 具 有 良 好 的 热 力 学 结 构 稳 定 性 压 力 效 应 研 究 表 明 该 种 碳 结 构 可 通 过 高 压 合 成 在 17GPa 附 近 存 在 一 个 从 石 墨 到 C136 结 构 的 高 压 相 变 这 些 结 果 为 实 验 合 成 该 类 碳 晶 体 结 构 提 供 了 重 要 理 论 支 撑, 对 理 解 碳 晶 体 结 构 及 有 关 物 性 具 有 广 泛 的 科 学 意 义 相 关 部 分 研 究 结 果 发 表 在 2010 年 3 月 22 日 出 版 的 JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 107, (2010) 上 中 国 科 学 院 力 学 研 究 所 仿 生 材 料 研 究 取 得 新 进 展 对 材 料 的 结 构 和 性 能 进 行 仿 生 设 计 以 获 得 满 足 某 些 特 定 服 役 环 境 要 求 的 工 程 材 料 是 目 前 材 料 研 究 中 的 热 点 之 一 最 近, 中 国 科 学 院 力 学 研 究 所 非 线 性 力 学 国 家 重 点 实 验 室 (LNM) 生 物 及 仿 生 材 料 力 学 课 题 组 的 宋 凡 研 究 员 许 向 红 副 研 究 员 和 邵 颖 峰 助 理 研 究 员 及 其 合 作 者, 用 等 离 子 刻 蚀 和 酸 腐 蚀 的 办 法, 在 陶 瓷 表 面 成 功 引 入 了 仿 蜻 蜓 翼 表 面 纳 米 结 构, 使 陶 瓷 表 面 的 水 接 触 角 提 高 五 十 度 以 上 成 为 超 疏 水 表 面, 有 效 地 提 高 了 陶 瓷 材 料 的 抗 热 震 性 研 究 表 明, 在 热 震 过 程 中, 仿 生 处 理 后 的 陶 瓷 表 面 能 够 自 动 地 覆 盖 一 层 空 气 膜, 使 得 出 现 在 陶 瓷 与 热 震 介 质 间 剧 烈 的 温 差 所 产 生 的 热 梯 度 和 应 力 不 能 直 接 作 用 于 实 际 陶 瓷 上, 这 层 空 气 膜 使 陶 瓷 表 面 热 阻 增 加 了 近 万 倍 相 关 研 究 结 果 已 发 表 在 物 理 评 论 快 报 (Phys. R e v. Lett)(2010, 104: ) 上, 并 被 美 国 Physical Review Focu s(ht t p://focu s.aps.org /stor y/v25/st12) 和 英 国 New Scientist(ht t p://w w w.newscientist.com /a r ticle/d n new-ceramic-is-not-afraid- of-the-cold.html) 专 题 报 道, 得 到 了 包 括 J. Am. Ceram. Soc. 主 编 著 名 陶 瓷 材 料 学 家 David Green 等 人 的 高 度 评 价 同 时 被 选 入 由 American Institute of Physics 和 American Physical Society 共 同 主 办 的 反 映 当 前 物 理 学 和 材 料 科 学 研 究 前 沿 中 的 焦 点 问 题 的 刊 物 Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology 该 项 工 作 得 到 了 国 家 自 然 科 学 基 金 委 和 中 国 科 学 院 资 助 Nature: 生 态 系 统 硝 酸 盐 和 有 机 碳 浓 度 间 的 反 向 关 系 水 环 境 中 硝 酸 盐 的 积 累 ( 主 要 由 化 肥 的 使 用 造 成 ) 会 造 成 环 境 问 题 和 公 共 卫 生 问 题 现 在,Philip Taylor 和 Alan Townsend 在 土 壤 淡 水 生 态 系 统 和 海 洋 ( 包 括 经 历 实 质 性 氮 加 载 的 生 态 系 统 ) 的 硝 酸 盐 和 有 机 碳 浓 度 之 间 发 现 一 个 一 致 的 反 向 关 系 他 们 发 现, 这 个 模 式 可 用 碳 - 硝 酸 盐 比 例 来 解 释, 该 比 例 通 过 调 控 对 溶 解 的 有 机 碳 和 硝 酸 盐 循 环 进 行 耦 合 的 微 生 物 过 程 影 响 硝 酸 盐 积 累 这 些 结 果 可 以 为 分 析 全 世 界 生 态 系 统 中 硝 酸 盐 的 命 运 及 人 类 干 预 的 影 响 提 供 一 个 可 以 验 证 的 框 架 ( 生 物 谷 推 荐 原 文 出 处 :Nature doi: /nature08985) 38 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

43 Newsletter Chemical 化学通讯 上海有机所在钯催化烯丙基取代反应动力学 拆分方面工作新进展 作为在对映选择性形成C- C和C-X键以及天然产物合成方 A ngew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 1741) 又通过钯催化烯丙 面最有价值的反应之一 钯催化不对称烯丙基取代反应受到了 基 取代 反 应实现了对 硬 碳 亲核试 剂 的 动力学 拆分 以 2 - 人们广泛重视和深入研究 硬 碳负离子如简单酮和羧酸衍 取代-2, 3 -二氢喹 啉酮为原料时 烯丙基 取代反应产物产率达 生物等的α 碳负离子作为亲核试剂应用于钯催化不对称烯丙 到37 49% e e 值83 93% 原料回收率37 47% e e 值87 基取代反应这一长期来的难题在近几年也取得了长足进步 另 99% 代表动力学拆分效率的S 值达到 该反应可以克 一方面 动力学拆分作为不对称合成中的一个重要方法多年来 级规模进行 产率和对映选择性不变 烯丙基取代反应产物通 为人们广为应用 钯催化不对称烯丙基取代反应应用于动力学 过三步简单的转化 可以高产率地得到多个具有生理活性化合 拆分的工作也早有报道 但所有的工作均集中在对烯丙基底物 物所含的吡咯烷并四氢喹啉母核 产物与原料ee值一样(J. Am. 的拆分 而少有利用这一反应于亲核试剂的动力学拆分 Chem. Soc. 2009, 131, ) 此外 该小组还通过钯 最 近 上海 有机化学研 究 所金 属有机化学国家重 点实 验 催化下二氢吡咯与烯丙基化合物的反应实现了对氮亲核试剂的 室侯雪龙小组在成功实现了以开链酮 酰胺α 碳负离子作为 动力学拆分 S 值 4-59 Org. Lett. 2009, 11, 1789 这些结果 亲核试剂的钯催化高 对映 选择性 烯丙基 取代反应 以及开 链 不仅提供了一个此类化合物的简便合成方法 同时也显示了通 酮与单 取代 烯丙基 化合 物的高区域 高非对 映 及高 对 映 过钯催化烯丙基取代反应对亲核试剂的动力学拆分的可能性以 选择性反应构建二个手性中心的基础上(A ngew. C he m. I nt. 及效率 由此为过渡金属催化的不对称烯丙基取代反应在不对 Ed. 2005, 44, 6544 J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7718, 称合成中的应用打开了一个新的通道 缩氨基硫脲类抗肿瘤化合物研究取得进展 缩 氨 基 硫 脲类化合 物因其 具有广泛的生物活 性 如 抗 病 毒 抗细菌 抗真菌 抗肿瘤活性而引起医药工作者的重视 和 H T-29人 肿瘤细胞的增殖 其中化合 物 T S C 2 4 活性最强 TSC24对22种不同细胞株增殖抑制的IC50 值处于2n M到830 中科院 上海药物研究所柳红研究员课题组与蒙凌华研究 n M之间 其中对R h30细胞增殖抑制的ic50值为2n M 此外 员合作 设计并 合成了一系列结 构新颖的稠 环 类 氨 基 硫 脲衍 TSC24对人癌裸小鼠移植瘤的生长也表现出显著的抑制活性 生物 并对该 系列化合 物的 抗 肿瘤活 性和作用机制 进行了深 据 报 道 缩 氨 基 硫 脲类 化合 物 具有铁 螯 合 作用 从而 阻 入研究 多个化合物能够显著抑制H L SG C Hel a 断 含 铁 的 核 苷 酸 还 原 酶 使 D N A合 成 受 阻 研 究 表 明 化合 科学动态/化学通讯 39

44 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 物 TSC24 具 有 明 显 的 铁 螯 合 作 用, 但 增 加 铁 离 子 仅 能 部 分 抵 消 TSC24 的 药 效, 因 此 推 测 其 还 具 有 其 他 抗 肿 瘤 机 理 通 过 COM PA R E 分 析 提 示 DNA 拓 扑 异 构 酶 II(TopoII) 可 能 是 缩 氨 基 硫 脲 类 化 合 物 作 用 靶 点 进 一 步 的 研 究 发 现 TSC24 是 一 个 Topo IIα 催 化 抑 制 剂, 并 能 够 抑 制 Topo II 毒 剂 V P16 诱 导 的 DNA 双 螺 旋 断 裂 TSA24 通 过 与 ATP 竞 争 性 地 结 合 与 人 Tope IIα ATP 酶 域 结 合, 抑 制 TopoII 催 化 的 ATP 水 解, 从 而 阻 断 Topo II 催 化 循 环 此 项 研 究 结 果 对 开 发 新 一 代 硫 脲 类 抗 肿 瘤 化 合 物 和 Topo II 抑 制 剂 有 一 定 借 鉴 和 指 导 意 义 该 研 究 项 目 得 到 了 国 家 自 然 科 学 基 金 委 及 863 项 目 的 资 助 相 关 成 果 发 表 于 最 新 一 期 的 美 国 药 物 化 学 杂 志 (Journal of Medicinal Chemistry, 2010, 53: ) 中 科 院 武 汉 物 理 与 数 学 研 究 所 在 固 体 核 磁 共 振 方 法 研 究 方 面 取 得 新 进 展 中 科 院 武 汉 物 理 与 数 学 研 究 所 波 谱 与 原 子 分 子 物 理 国 家 重 点 实 验 室 邓 风 研 究 组 在 快 速 定 量 13C 魔 角 旋 转 固 体 核 磁 共 振 (13C MAS NMR) 方 法 研 究 方 面 取 得 重 要 进 展, 相 关 结 果 发 表 在 近 期 的 美 国 化 学 会 志 (J. Am. Chem. Soc. 2010, 132: ) 上 13C MAS NMR 由 于 分 辨 率 高 而 被 广 泛 应 用 于 多 相 催 化 反 应 机 理 高 分 子 和 膜 蛋 白 的 结 构 与 性 能 等 方 面 的 研 究 中 然 而, 13C MAS NMR 也 存 在 灵 敏 度 低 的 致 命 缺 点, 一 般 需 要 通 过 信 号 累 加 的 单 脉 冲 (Single Pulse, SP) 实 验 或 极 化 转 移 的 交 叉 极 化 实 验 (Cross polarization, CP) 来 提 高 其 检 测 灵 敏 度 SP 实 验 是 获 得 定 量 13C NMR 信 息 最 常 用 的 方 法, 然 而 由 于 受 到 13C 核 自 旋 晶 格 弛 豫 时 间 (T1) 的 限 制, 定 量 SP 实 验 往 往 是 比 较 耗 时 的, 因 为 实 验 要 求 信 号 累 加 所 需 的 循 环 延 迟 至 少 要 大 于 T1 的 5 倍 以 上 邓 风 研 究 员 和 侯 广 进 博 士 等 人 提 出 了 一 个 全 新 的 观 点 : 在 13C MAS NMR 的 定 量 测 量 实 验 中, 循 环 延 迟 不 再 受 自 旋 晶 格 弛 豫 T1 的 约 束, 不 必 满 足 5T1 的 限 制, 这 将 极 大 地 缩 短 实 验 时 间, 有 助 于 提 高 需 要 长 时 间 信 号 累 加 体 系 的 研 究 效 率 他 们 分 别 发 展 了 适 合 于 固 体 NMR 中 CP 和 SP 实 验 的 定 量 测 量 方 法, 包 括 定 量 交 叉 极 化 (QUCP) 技 术 和 定 量 单 脉 冲 (QUSP) 技 术 其 核 心 是 : 在 常 规 CP 和 SP 实 验 中 引 入 宽 带 同 核 重 耦 技 术, 非 一 致 性 增 强 和 非 一 致 性 恢 复 的 13C 核 自 旋 磁 化 强 度 将 会 在 重 新 耦 合 的 同 核 偶 极 - 偶 极 相 互 作 用 的 驱 动 下 发 生 极 化 转 移, 在 系 统 达 到 准 平 衡 态 时 每 个 核 自 旋 的 磁 化 强 度 将 会 达 到 一 致 理 论 分 析 和 实 验 结 果 证 实 : 针 对 任 意 设 置 的 循 环 延 迟,QUCP 和 QUSP 实 验 技 术 均 可 以 获 得 定 量 的 13C NMR 测 量 结 果 ; 循 环 延 迟 越 短, 实 验 效 率 越 高, 这 将 极 大 地 节 省 实 验 时 间 邓 风 研 究 组 把 该 方 法 用 于 固 体 酸 催 化 反 应 机 理 的 研 究, 该 方 法 还 有 望 用 于 固 态 多 肽 和 膜 蛋 白 等 生 物 大 分 子 的 结 构 和 动 力 学 研 究 在 前 期 工 作 中, 该 研 究 组 针 对 环 境 友 好 固 体 酸 催 化 剂 的 结 构 与 性 能 这 一 科 学 问 题, 发 展 了 用 于 研 究 不 同 酸 中 心 协 同 作 用 的 二 维 1H-1H 双 量 子 魔 角 旋 转 NMR 方 法 (J. Am. Chem. Soc. 2007, 129: ;J. Phys. Chem. C 2008, 112:14486), 建 立 了 酸 强 度 定 量 测 量 的 NMR 标 尺 (J. Phys. Chem. B, 2007, 111: 3085; 2008, 112: 4496; J. Phys. Chem. A 2008, 112: 7337) 利 用 所 建 立 的 NMR 方 法 并 结 合 量 化 计 算, 他 们 揭 示 了 一 系 列 固 体 酸 催 化 剂 的 结 构 与 反 应 性 能 (J. Am. Chem. Soc. 2005, 127: ; J. Phys. Chem. B 2006, 110: 10662; J. Phys. Chem. C, 2008, 112: 15765) 该 工 作 是 基 于 前 期 工 作 的 又 一 次 重 要 突 破 该 项 研 究 得 到 了 国 家 自 然 科 学 基 金 重 点 项 目 ( ) 国 家 自 然 科 学 基 金 委 创 新 团 队 项 目 ( ) 以 及 国 家 科 技 部 973 项 目 (2009CB918600) 的 大 力 支 持 重 新 编 程 的 微 生 物 分 泌 出 了 可 再 生 生 物 燃 料 油 利 用 遗 传 方 法, 亚 利 桑 那 州 立 大 学 生 物 设 计 研 究 所 的 研 究 人 员 Xinyao Liu 与 Roy Curtiss 教 授 让 光 合 微 生 物 分 泌 出 了 油 - 这 就 绕 过 了 阻 碍 绿 色 生 物 燃 料 生 产 的 能 源 和 成 本 的 障 碍 他 们 的 研 究 成 果 本 周 发 表 在 了 美 国 科 学 院 学 报 (PNAS) 的 网 络 先 行 版 上 开 发 一 种 能 够 与 目 前 石 油 的 可 扩 展 性 与 低 成 本 相 竞 争 的 可 再 生 生 物 燃 料 来 源 的 挑 战 令 人 生 畏 任 何 生 物 燃 料 生 产 的 真 正 成 本 在 于 收 获 燃 料 前 体 并 把 它 们 转 化 成 燃 料, 生 物 设 计 研 究 所 的 传 染 病 与 疫 苗 学 中 心 主 任 生 命 科 学 学 院 教 授 Roy Curtiss 说 通 过 让 细 菌 把 它 们 珍 贵 的 货 物 释 放 到 细 胞 之 外, 我 们 优 化 了 细 菌 代 谢 工 程, 从 而 开 发 出 了 生 物 燃 料 生 产 的 一 种 真 正 绿 色 的 路 径 称 为 蓝 细 菌 的 光 合 微 生 物 比 玉 米 或 柳 枝 稷 等 植 物 具 有 诱 人 的 优 势, 蓝 细 菌 在 太 阳 能 输 入 的 情 况 下 能 产 生 数 倍 于 后 者 的 能 量 产 量, 而 且 不 一 定 占 用 耕 地 该 研 究 的 第 一 作 者 Xinyao Liu 和 Curtiss 使 用 了 他 们 在 开 发 细 菌 疫 苗 的 专 家 技 能, 对 用 于 生 物 燃 料 生 产 的 蓝 细 菌 进 行 了 遗 传 优 化 去 年, 他 们 有 能 力 修 改 这 些 微 生 物, 引 发 它 们 自 我 毁 40 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

45 Newsletter Chemical 化学通讯 这种酶有能力把脂肪酸从复杂的载体蛋白质上分离 把在 细胞内部积累的它们解放出来 直到细胞开始分泌它们 我使 用了能把脂肪酸从脂合成路径中偷走的基因 Liu解释说 他 还指出 硫脂酶有效地剪断了把脂肪酸和更复杂的分子连接起 来的键 这种使用修改过的硫脂酶从而导致脂肪酸的分泌的方 法是在十多年前首先由伊利诺伊大学的Joh n Cronan在大肠杆 菌上实现的 通过遗传删除或修改细胞外套的两个关键的层 称为S和 肽聚糖层 另一串修改增强了这个分泌的过程 让脂肪酸更容 易地逃出细胞 它们在水中的溶解度低导致了它们析出了溶液 在表面形成了发白的残余物 研究结果显示 在对这两层细胞 膜进行了遗传修改之后 脂肪酸产量增加到了原来的3倍 为了进一步改善脂肪酸产量 该研究组加入了一些基因 让 脂肪酸前体过度生产 并取消了对于蓝细菌的生存并不关键的 一些细胞路径 这种修改确保了这种微生物的资源专门用于基 本的生存和脂生产 使用遗传方法 亚利桑 那州立 大学生物设 计 研究 所的 研 L i u强调说 当前的这项研究 进展非常快 从最初研究开 究人员Xinyao Liu让光合微生物分泌出了油-这就绕过了阻碍 始到产生首批菌株只用了大约6个月的时间-他把原因归结于在 绿色生物燃料生产的能源和成本的障碍 生物设计研究所整合的微生物遗传操纵领域的强大专家技能 灭 并释放出它们的脂质 然而在这个研究组的最新努力中 提 我不认为其他任何研究组有能力做得这么迅速 他说 Roy Cu r t iss教授对此表示同意 他指出 这个开创性的 取富含能量的脂肪酸的过程不需要杀死这些细胞 在中国 我们有一句谚语 Liu说 不要杀鸡取卵 进展是把一些此前在其他细菌和植物中描述的遗传修改和酶 该研究组并没有杀死这些蓝细菌 而是巧妙地重新修改了它们 活动在改造过的蓝细菌菌株中结合起来 并且引入了新发现的 的遗传结构 产生了通过细胞壁持续分泌脂肪酸的突变菌株 修改 从而增加脂肪酸的生产和分泌 迄今为止 结果令人 鼓 这些蓝细菌本质上就像微型的生物燃料生产厂 舞 而且我们有信心取得更大的改进 从而实现目前研发的菌 Liu意识到如果能让蓝细菌过度生产脂肪酸 它们在细胞 壁内部的积累将最终导致这些脂肪酸通过细胞膜扩散出去 为 株的更高的生产力 此外 优化与扩大规模有关的生长条件也 将改善生产力 该研究组的成员还包括研究人员 Da n iel Br u ne 和 Wi m 了实现这种情况 Liu向蓝细菌引入了一种特定的酶 称为硫脂 Ver ma a s 随着研究的继续 该研究组对于取得显著更高的脂 酶 肪酸产量感到乐观 这项研究为实际使用这种有前途的清洁能源打开了大门 本文作者 Richard Harth生物设计研究所科学作家richard. harth@asu.edu 称为蓝细菌的光合微生物比玉米或柳枝稷等植物具有诱 人的优势 蓝细菌在太阳能 输入的情况下能 产生 数倍于后者 的能量产量 而且不一定占用耕地 科学动态/化学通讯 41

46 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 研 究 称 每 年 冰 川 融 化 对 海 平 面 上 涨 影 响 甚 微 撞 沉 的 冰 山, 长 度 为 60 到 122 米, 高 度 为 15 到 30 米, 重 量 至 少 有 1.36 万 吨 尽 管 这 是 事 实, 但 根 据 阿 基 米 德 定 律 : 浸 在 液 体 里 的 物 体 受 到 向 上 的 浮 力 作 用, 浮 力 的 大 小 等 于 被 该 物 体 排 开 的 液 体 的 重 量 而 冰 的 密 度 大 约 是 纯 水 密 度 的 90%,1 立 方 厘 米 的 冰 融 化 后 大 约 是 0.9 立 方 厘 米, 所 以 冰 融 化 变 成 水, 体 积 应 该 不 会 发 生 多 大 变 化 新 研 究 表 明 : 每 年 冰 川 融 化 导 致 海 平 面 上 涨 大 约 为 49 微 米 科 学 家 表 示, 如 果 按 照 这 种 速 度,200 年 后 海 平 面 仅 上 升 1 厘 米, 即 使 所 有 的 浮 冰 都 融 化 了, 海 平 面 将 仅 上 升 4 厘 米 如 果 所 有 的 陆 地 冰 川 融 化, 海 平 面 将 上 升 约 70 米 此 项 研 究 的 负 责 人 英 国 利 兹 大 学 的 安 德 鲁 - 谢 泼 德 教 授 每 年 融 化 的 冰 川 体 积 相 当 于 150 万 个 撞 沉 泰 坦 尼 克 号 的 冰 说 : 在 最 近 几 十 年 中 地 球 的 冰 川 数 量 已 显 著 减 少, 包 括 南 极 山, 但 对 全 球 海 平 面 上 涨 的 影 响 甚 微 冰 架 崩 塌 和 北 极 海 冰 退 却 这 些 变 化 对 部 分 地 区 气 候 产 生 了 重 据 每 日 邮 报 报 道, 科 学 家 揭 示, 实 际 上 每 年 冰 川 融 化 对 大 影 响, 而 且 由 于 海 洋 预 计 在 21 世 纪 变 暖 的 速 度 加 快, 未 来 海 全 球 海 平 面 上 涨 的 影 响 极 其 微 小, 大 约 为 49 微 米, 仅 为 一 根 人 平 面 上 升 将 成 为 重 大 的 研 究 课 题, 但 此 前 外 界 夸 大 了 冰 川 融 化 体 头 发 的 宽 度 大 小 对 全 球 海 平 面 上 涨 的 影 响 专 家 估 计, 全 球 变 暖 每 年 融 化 的 冰 川 体 积 相 当 于 150 万 个 这 项 研 究 结 果 发 表 在 最 新 出 版 的 地 球 物 理 研 究 快 报 杂 撞 沉 泰 坦 尼 克 号 的 冰 山 1912 年 4 月, 在 泰 坦 尼 克 号 首 航 就 将 其 志 上, 表 明 了 浮 冰 融 化 的 速 度 虽 快, 但 对 全 球 海 平 面 上 涨 的 影 响 甚 微 纳 米 传 感 器 可 以 对 在 地 震 中 易 倒 塌 的 建 筑 物 发 出 警 报 科 学 家 们 说, 纳 米 传 感 器 可 能 成 为 监 测 建 筑 物 安 全 性 的 一 个 低 成 本 选 项. 科 学 家 提 出, 可 以 把 廉 价 的 纳 米 传 感 器 嵌 入 到 建 筑 物 中, 从 而 对 那 些 让 它 们 对 地 震 更 脆 弱 的 缺 陷 发 出 早 期 预 警 科 学 家 向 混 凝 土 块 和 梁 嵌 入 了 两 种 类 型 的 纳 米 传 感 器 - 微 机 电 系 统 (MEMS) 和 碳 纳 米 管 传 感 器 - 然 后 他 们 在 不 同 的 环 境 与 载 荷 条 件 下 测 试 了 它 们 MEMS 器 件 监 测 内 部 温 湿 度, 而 纳 米 管 探 测 混 凝 土 内 部 形 成 的 裂 纹 来 自 这 些 传 感 器 的 数 据 然 后 无 线 传 输 到 了 与 笔 记 本 电 脑 连 接 的 接 收 器 上 来 自 美 国 大 学 和 突 尼 斯 国 立 应 用 科 学 研 究 所 的 科 学 家 发 现, 他 们 可 以 追 踪 混 凝 土 内 部 结 冰 和 溶 化 的 延 伸 效 应 这 些 传 感 器 可 以 帮 助 发 展 中 国 家 让 桥 梁 水 利 系 统 和 道 路 保 持 良 好 的 形 状, 该 研 究 的 第 一 作 者 美 国 北 达 科 达 州 立 大 学 的 Mohamed Saafi 说 该 研 究 发 表 在 了 国 际 材 料 与 结 构 完 整 性 杂 志 上 与 光 纤 声 发 射 传 感 器 或 传 统 的 检 测 手 段 相 比, 这 些 传 感 器 的 成 本 非 常 低 他 估 计, 在 这 些 传 感 器 的 开 发 经 过 了 可 行 性 阶 段 之 后, 它 们 的 成 本 是 5-10 美 元 建 筑 行 业 的 问 题 之 一 是, 一 旦 结 构 建 设 完 成, 就 几 乎 没 有 评 估 建 筑 完 整 性 的 方 法 一 位 著 名 的 地 震 学 家 评 论 说 试 图 获 得 最 大 利 润 的 承 包 商 和 建 筑 者 可 能 把 不 良 的 混 凝 土 框 架 藏 在 一 层 塑 料 或 油 漆 后 面 有 能 力 监 测 建 筑 完 整 性 材 料 强 度 以 及 对 风 和 振 动 载 荷 的 响 应 的 嵌 入 式 传 感 器 可 能 用 于 提 醒 承 包 商, 可 以 现 场 检 查 他 们 的 建 筑 方 法 他 还 说 : 纳 米 传 感 器 的 成 本 相 对 于 建 筑 成 本 微 不 足 道 美 国 德 克 萨 斯 大 学 奥 斯 汀 分 校 的 电 子 与 计 算 机 工 程 教 授 Dean Neikirk 在 过 去 的 10 年 中 一 直 在 研 究 纳 米 传 感 器, 他 说 : 我 认 为 发 展 中 国 家 的 重 要 问 题 是 原 始 建 筑 应 该 符 合 建 筑 法 规 的 标 准, 关 键 是 包 括 结 构 中 使 用 的 原 始 混 凝 土 的 质 量, 而 不 是 担 心 监 测 结 构 完 成 之 后 的 损 伤 的 附 加 成 本 他 还 说 : 经 过 了 正 确 的 设 计 和 施 工 后, 许 多 混 凝 土 结 构 确 实 很 难 破 坏, 而 且 当 破 坏 发 生 的 时 候, 你 也 不 需 要 纳 米 传 感 器 去 观 察 它 ( 来 源 :SciDev.net) 42 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

47 两 篇 高 被 引 论 文 因 数 据 不 可 靠 遭 撤 回 发 表 于 PNAS 和 分 子 与 细 胞 生 物 学, 被 引 190 次 和 27 次 近 日, 经 惠 氏 制 药 公 司 调 查, 其 旗 下 曾 聘 用 的 研 究 人 员 Bor is Chesk is 关 于 雌 激 素 信 号 转 导 机 制 的 研 究 数 据 不 可 靠, 就 此 撤 回 其 已 发 表 的 一 篇 高 引 用 率 的 论 文 激 素 受 体 的 主 要 作 用 是 与 天 然 或 药 物 配 体 结 合 后 传 导 信 号, 以 调 控 靶 基 因 转 录 但 是 一 旦 配 体 与 受 体 结 合, 就 会 有 许 多 基 因 转 录 以 外 的 分 子 效 应 快 速 产 生, 使 得 激 素 受 体 具 有 多 种 下 游 效 应 传 递 途 径 研 究 人 员 曾 发 现, 孕 酮 激 素 受 体 能 直 接 结 合 激 酶 c-src, 以 激 活 细 胞 内 多 种 信 号 通 路 年,C h e s k i s 与 同 事 在 美 国 国 家 科 学 院 院 刊 (PNAS) 发 表 的 论 文 中 报 告, 雌 激 素 受 体 能 通 过 与 一 种 他 们 命 名 为 MNAR 的 蛋 白 相 互 作 用, 从 而 影 响 诸 多 包 括 c-src 在 内 的 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 信 号 激 酶 和 下 游 信 号 分 子 活 性 当 时,MNAR 被 认 为 是 第 一 个 被 鉴 定 出 来 能 连 接 核 激 素 受 体 与 细 胞 内 信 号 传 递 系 统 的 分 子 由 于 该 论 文 解 析 了 这 种 新 的 相 互 作 用 的 分 子 机 制, 其 引 用 量 为 190 次 然 而, 去 年 7 月, 由 于 声 称 M NA R 介 导 信 号 转 导 的 实 验 数 据 不 可 靠, 该 文 章 被 作 者 要 求 撤 回 对 此,PNAS 主 编 Daniel Salsbury 拒 绝 进 一 步 的 细 节 介 绍 同 时, 另 一 篇 发 表 于 分 子 与 细 胞 生 物 学 (Molecular and Cellular Biology) 的 报 告 也 因 数 据 不 可 靠 被 撤 回, 其 进 一 步 详 细 阐 述 了 MNAR 与 ER Src 的 作 用 机 制, 自 2007 年 来 被 引 用 27 次 科 技 日 报 : 不 要 和 外 星 人 说 话 的 弦 外 之 音 ( 科 学 网 谢 文 兵 / 编 译 ) 据 中 新 网 4 月 26 日 报 道, 英 国 著 名 物 理 学 家 霍 金 最 近 提 出 对 宇 宙 奥 秘 的 新 理 解, 认 为 少 数 外 星 生 命 拥 有 比 人 类 更 高 的 智 慧, 有 些 高 等 外 星 生 物 是 游 牧 民 族, 在 耗 尽 自 己 行 星 的 资 源 后, 将 乘 搭 巨 型 宇 宙 飞 船 侵 略 它 们 所 能 到 达 的 星 球, 掠 夺 资 源 后 再 寻 找 下 一 个 猎 物, 地 球 只 会 沦 为 它 们 的 殖 民 地 因 此, 霍 金 劝 告 人 类 不 要 苦 苦 找 寻 霍 金 声 称, 如 果 高 等 外 星 人 到 访 地 球, 就 如 同 当 年 哥 伦 布 首 次 登 陆 美 洲 一 样, 最 终, 带 给 土 著 民 族 的 是 一 场 灾 难 而 外 星 人, 我 想 他 们 其 中 有 的 已 将 本 星 球 上 的 资 源 消 耗 殆 尽, 可 能 生 活 在 巨 大 的 太 空 船 上, 他 说, 这 些 高 级 外 星 人 可 能 成 为 游 牧 民 族, 企 图 征 服 并 向 所 有 他 们 可 以 到 达 的 星 球 殖 民 一 直 以 来, 人 类 对 探 寻 外 星 生 物 乐 此 不 疲, 千 方 百 计 地 在 茫 茫 宇 宙 中 找 寻 人 类 的 伙 伴, 却 很 少 有 人 认 为 这 会 给 人 类 带 来 灾 难, 霍 金 之 劝 犹 如 当 头 棒 喝, 但 笔 者 认 为, 不 要 和 外 星 人 说 话 还 有 一 番 弦 外 之 音 换 一 种 思 考 方 式, 如 果 地 球 人 按 照 现 在 的 方 式 发 展 下 去, 等 到 资 源 耗 尽 灾 难 降 临, 人 类 是 否 会 像 2012 中 描 述 的 那 样, 登 上 大 船, 去 征 服 其 它 星 球? 其 实, 不 管 外 星 人 的 有 无, 我 们 都 到 了 转 变 发 展 方 式 的 时 候 了 按 照 霍 金 的 说 法, 某 些 外 星 生 物 应 该 比 我 们 现 在 更 为 先 进, 但 是 却 建 立 在 耗 尽 自 己 行 星 资 源 的 基 础 上, 要 想 生 存 下 去, 只 能 去 掠 夺 其 它 星 球 的 资 源 为 己 所 用 现 在, 人 类 在 走 同 样 的 发 展 道 路, 以 牺 牲 资 源 环 境 为 代 价, 换 取 以 先 进 技 术 为 主 要 特 征 的 现 代 文 明 殊 不 知, 在 人 类 一 步 步 迈 向 现 代 文 明 的 同 时, 气 候 变 化 无 常, 资 源 面 临 枯 竭, 自 然 灾 害 频 发, 这 不 能 不 说 与 我 们 的 发 展 方 式 有 关 系 珍 惜 环 境 善 待 我 们 赖 以 生 存 的 地 球, 改 变 粗 暴 的 发 展 方 式, 已 到 了 刻 不 容 缓 的 地 步 否 则, 当 地 球 资 源 枯 竭, 我 们 只 好 去 当 外 星 人, 靠 掠 夺 其 它 星 球 资 源 度 日, 但 这 还 得 要 看 我 们 有 没 有 这 个 本 事 生 命 的 存 在 是 需 要 物 质 基 础 的, 外 星 生 物 同 样 如 此 霍 金 的 说 法 同 时 在 提 醒 我 们, 只 有 抛 弃 那 些 高 污 染 高 能 耗 的 做 法, 更 加 地 保 护 生 态, 节 约 能 源 资 源, 才 能 实 现 可 持 续 发 展, 维 护 我 们 的 地 球 家 园, 这 才 是 人 类 发 展 的 康 庄 大 道, 而 不 是 寻 找 什 么 外 星 人 转 变 发 展 方 式 是 痛 苦 的, 就 像 割 自 己 身 上 的 肉, 刮 骨 疗 伤 固 然 疼 痛 难 忍, 但 如 果 能 换 来 一 个 健 康 的 躯 体, 还 是 值 得 的 我 们 这 么 做, 无 他, 只 希 望 不 要 将 电 影 中 人 类 登 上 大 船 星 际 逃 亡 的 那 一 幕 变 成 现 实 科 学 家 成 功 操 控 单 原 子 中 电 子 自 旋 方 向 电 子 自 旋 的 原 子 终 于 有 了 身 份 照 科 学 家 成 功 操 控 单 原 子 中 电 子 自 旋 方 向 虽 然 许 多 科 学 家 们 认 为, 在 制 造 下 一 代 更 快 更 小 更 高 效 的 计 算 机 和 高 技 术 设 备 上, 新 兴 的 电 子 自 旋 技 术 将 胜 过 传 统 电 子 技 术, 但 电 子 自 旋 对 单 原 子 的 影 响 至 今 尚 无 从 观 察 而 最 新 推 出 的 自 然 纳 米 技 术 (Nature Nanotechnology) 网 络 版 上, 美 国 俄 亥 俄 大 学 和 德 国 汉 堡 大 学 的 科 学 家 们 展 示 了 他 们 首 次 获 得 的 电 子 不 同 自 旋 状 态 下 的 单 个 钴 原 子 图 像 为 获 得 这 个 图 像, 研 究 人 员 使 用 一 台 在 其 探 针 的 尖 端 涂 覆 有 金 属 铁 的 特 制 隧 道 扫 描 显 微 镜, 对 一 个 金 属 锰 盘 上 的 钴 原 子 进 行 了 操 纵 借 助 这 个 特 制 探 针, 通 过 改 变 单 个 钴 原 子 在 锰 板 表 面 的 位 置, 使 钴 原 子 中 电 子 自 旋 的 方 向 产 生 了 变 化 捕 捉 到 的 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 43

48 Chemical Newsletter 化学通讯 究小组主要成员之一 俄亥俄大学纳米和量子研究所的物理和 天文学副教授萨瓦 拉表示 电子的不同自旋方向可代表数据存 储的不同状态 目前计算机存储器单元需要的原子数量成千上 万 未来也许用单个原子就能满足需求 同时将计算机的能力 提高数千倍 而且 与电子器件不同的是 基于电子自旋的器件 不会产生热量 从而达到更少的功率损耗 此次实验是在10开尔文低温的超真空环境中完成的 科学 家表示 要想将电子自旋应用于计 算机存储器中 必须能在室 温下探测到自旋现 象 不过 文章的主要作者 汉堡大学的安 德烈 库柏兹卡认为 这项新完成的研究为未来的应用提 供了 途径 在研究中 研究人员不仅使用了新技术 还使用了一个带 不同的电子自旋方向导致单个钴原子具有不同的形状 有自旋的金属锰板 这使得他们可对钴原子的电子自旋进行操 纵 图像显示 当原子中的电子自旋方向向上时 整个原子的形状呈 近代人类物质文明大都可以归结为两个字-电子 以电荷为 单突状 若自旋方向向下 则整个原子形状呈双突状 且两者等 载体 我们先是鼓捣电流 尔后又折腾信息 电子的带电特性已 高 足足让我们快活了200年 而电子的 自旋特性或将滋润我们未 这项研究表明 通过对单个金属原子的操控 科学家具有 来 20 0年 一个原子能干成千上万个原子的活儿 萨瓦 拉描述 了探测和操纵单原子中电子自旋方向的能力 这将极大地影响 的这种计算机如果说昨天还只是一种猜想 那么今天透过这张 纳米级磁存储器 量子计算机和自旋电子器件的未来发展 研 照片 我们则真切地看到了隧道尽头的光亮 Nature Methods 检测单个转录本的新方法 在集合了多个细胞的群体分析中 稀有细胞中的分子有可 能逃脱检测 而且 这些分析不能就检测到的分子究竟来自哪 分子也能作为锁式探针连接的模板 但R NA的原位检测要比 DNA检测要困难得多 些细胞提供信息 单细胞中m R NA分子的表达可能与细胞群所 乌普萨拉大学遗传学和病理学系的Mats Nilsson等首先将 检测到的平均表 达 差异极大 因此单细胞研究是研究表 达的 m R NA转变成cDNA分子 再用锁式探针和RCA检测 从而实 转录本中序列差异所必需的 荧光原位杂交 FISH 一直用于 现了转录本的原位检测 根据研究人员的分析 这种方法能够 原位检测单个 m R NA分子 但它无法分辨非常相似的序列 因 鉴定出多个基因中的单个突变 这对混合了正常细胞和癌细胞 此无法用于等位基因失活和剪接变体等研究 的肿瘤分析来说特别重要 瑞典乌普萨拉大学的研究人员近日开发出一种新方法 来 研究人员相信这种方法对于多种疾病的诊断检测的开发 原位检测单个mR NA分子中的基因突变 这种方法能协助鉴定 也是一个重大突破 研究人员能够在包含了多种类型的组织样 肿瘤细胞中的变异 目前已发表在Nature Methods杂志上 本中研究基因变异体的影响 Ni lsson等还打算进一步改善这 作为PCR和杂交方法的替代 锁式探针 padlock probe 种方法 以鉴定多个分子 并分析生物银行材料 (生物谷推荐原文出处 Nature Methods (11 April 2010) 多年来一直 用于分析核酸 这些高选择 性的探 针 通 过靶点依 赖的连接转变成环状分子 随后用滚环扩增 RCA 原位扩增 doi: /nmeth.1448) 环化的锁式探针 提供单细胞水平上靶分子定位的信息 R NA 44 科学动态/化学通讯

49 Chemical Newsletter 化学通讯 中国无纸化办公导致全球卫生纸行业原料短缺 据 连线 网站报道 在能源节约成为主流的今天 无纸化 缺之势 在过去六个月中 中国废纸收购价格呈现飞速上涨之 进程的深入有效地推动了人们保护森林资源 而无纸化进程在 势 中国国内目前正利用互联网 信息化等措施逐渐减少纸张的 占世界人口近1/5的中国市场区域的推广 使得全球再生卫生纸 利用 过去 美国再生卫生纸企业通常从中国利用国际海运购买 行业发展陷入新的瓶颈期 高质量办公用纸使用量的锐减 使 大量废旧纸张 在分类回收后制成不同的再生纸制品 但中国 得再生卫生纸行业的原材料资源日益紧缺 市场废旧纸张量的锐减使得美国再生卫生纸企业感到了空前的 压力 七代公司产品和环境科技总监马丁 沃尔夫声称 我们希 望公司的再生 纸 产品质量优 异 为此我们需要 寻找到具有长 纤 维的原材料 使 产品具有更强的吸附能力及更好的柔软特 性 根据材料特性 再生卫生纸原材料可以分成几种不同的等 级 最好的原材料是原生纸浆 其次是废旧办公用纸 再其次 是废旧棕色纸袋(即我们熟知的牛皮纸)等 鉴于原生纸浆的制 造需要砍伐大量树木 成本过于昂贵 许多制造企业都选择回 收废旧办公用纸作为主要原材料 而目前全球无纸化运动的深 入使得再生卫生纸行业正逐步失去其最主要的生产原材料 并 国外卫生纸公司遗憾地表示或许以后我们能用的仅是这 种粗糙的再生卫生纸产品 产企业七代集团 Seventh Generation 执行副总裁杰夫 菲利普斯 Jeff Phillips 宣称 打印纸和复印纸中含有质地良 好的长纤维 被废弃的这两种纸是再生卫生纸的主要原材料 中国在经济快速发展的大背景下 国民环保及节能意识也正在 逐渐增强 其最明显的表现是办公无纸化活动 但这一活动的 迫使该行业不得不考虑利用其他原材料 沃尔夫声称 对于再生卫生纸企业来说 最大的挑战是 如何使产品拥有足够的柔软度 对于北美市场客户来说尤为重 要 他们对产品的柔软度要求较高 但在回收来的废旧纸张中 能制造柔软再生卫生纸的材料是有限的 对于再生卫生纸行业来说 利用化学技术制造粗糙的再生 卫生纸产品在将来已不可避免 本文译自/连线 推 进却在无形中造成全球再生卫生纸行业原材料出现日益紧 三角褐指藻 海洋镉污染的 清道夫 海洋中的硅藻对大气中五分之一的碳起到固定化作用 不 仅如此 它们 对 海洋中的 重 金 属的累积作用也引起 人们的关 注 研究它们富集重金属的机制和转化途径是近年来的热点研 究问题之一 厦门大学化学系/近海海洋环境科学国家重点实验室杨利 民副教授所在的王秋泉教授研究小组针对海洋中的典型硅藻三角褐指藻 P. t r ic o r nut u m 对镉 C d 的生物富集机制和 转化途径开展了系统的研究工作 研究论文发表在Sci Ch i na Ser B- Chem 2009, 52 (12), /中国科学 化学2010, 40(2), 上 三角褐指藻可以通过细胞壁吸附和细胞吸收 的方式来富集和转化海洋的Cd 不同配体(EDTA 和Cys)的存 在对Cd的富集和转化有不同影响 EDTA 阻碍P. t ricor nut um 对Cd 的吸收 而Cys 对P. tricor nutum 富集和转化Cd 有促进 P. tricor nutum对cd的生物富集机制和转化途径 45 作用 Cd 进入P. tricornutum 细胞内后诱导PCs的合成,所合成 的PCs通过与细胞内部游离Cd的相互作用降低了Cd 对其他亚 科学动态/化学通讯

50 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 细 胞 器 的 毒 化 作 用 Cys 作 为 合 成 PCs 的 前 驱 体, 它 的 存 在 可 以 提 高 P. tricornutum 细 胞 合 成 PCs 的 数 量, 这 是 Cys 与 EDTA 对 P. tricornutum 细 胞 吸 收 和 转 化 Cd 行 为 有 不 同 影 响 的 原 因 所 在 利 用 电 喷 雾 质 谱 发 现 了 CdPC2 的 存 在, 为 Cd 诱 导 合 成 的 PCs 络 合 钝 化 细 胞 内 游 离 的 Cd 进 一 步 降 低 Cd 的 毒 性 提 高 P. tricornutum 对 Cd 的 耐 受 和 富 集 能 力 的 机 制 研 究 提 供 了 实 验 证 据, 表 明 P. tricornutum 有 理 由 成 为 海 洋 中 Cd 污 染 的 清 道 夫 该 项 研 究 得 到 国 家 自 然 科 学 基 金 科 技 部 863 和 973 项 目 的 资 助, 为 海 洋 自 清 洁 能 力 研 究 的 进 一 步 开 展 提 供 了 可 行 的 研 究 思 路 和 解 决 方 案 Nature Nanotechnology: 净 水 芯 片 可 分 离 出 99% 的 污 染 物 水 会 导 致 电 脑 芯 片 发 生 故 障, 但 是 一 种 采 用 最 先 电 脑 技 术 制 作 而 成 的 芯 片 却 可 以 对 污 水 进 行 净 化, 从 而 拯 救 数 百 万 人 的 生 命 这 项 最 新 技 术 是 由 麻 省 理 工 大 学 的 科 研 人 员 研 发 而 成 的, 其 主 要 原 理 是 利 用 磁 场 将 污 水 中 的 有 害 污 染 物 进 行 分 离, 从 而 产 生 洁 净 的 饮 用 水 研 究 人 员 称, 一 旦 这 项 技 术 得 到 大 规 模 的 应 用, 它 就 可 以 使 得 众 多 发 展 中 国 家 的 人 民 避 免 因 为 饮 用 污 水 而 导 致 疾 病 和 死 亡 负 责 这 项 研 究 的 麻 省 理 工 大 学 研 究 人 员 JongyoonHan 称, 这 种 芯 片 可 以 将 海 水 和 苦 咸 水 中 的 细 菌 和 其 他 粒 子 分 离 出 去, 而 且 不 会 产 生 任 何 堵 塞 问 题 这 在 美 国 可 能 不 是 什 么 大 问 题 但 是 在 印 度, 很 多 的 饮 用 水 都 是 苦 咸 水 或 者 咸 水, 这 个 特 点 就 显 得 非 常 重 要 了 他 已 经 将 这 项 研 究 成 果 发 表 在 最 新 一 期 的 NatureNanotechnology 期 刊 上 这 种 芯 片 非 常 小, 只 有 普 通 邮 票 大 小 在 借 鉴 电 脑 芯 片 的 制 造 技 术 后, 麻 省 理 工 大 学 的 研 究 人 员 采 用 软 硅 胶 而 不 是 硬 软 硅 胶 来 作 为 制 造 这 种 芯 片 的 原 材 料 除 了 一 些 Y 形 的 黑 斜 线 之 外, 整 个 芯 片 都 是 透 明 的 研 究 人 员 称, 芯 片 中 的 黑 斜 线 实 际 上 是 非 常 细 小 的 微 通 道 当 污 水 进 入 通 道 之 后 很 快 就 会 遇 到 强 烈 的 磁 场 任 何 带 有 正 负 电 荷 的 物 体, 包 括 溶 解 的 盐 离 子 和 整 个 细 菌, 都 会 受 到 强 磁 场 的 干 扰 而 被 分 离 出 来 ; 而 纯 净 的 水 因 为 自 身 并 不 带 有 游 离 的 电 荷, 所 以 就 不 会 受 到 磁 场 的 影 响, 最 后 就 从 通 道 中 流 出 在 最 近 的 一 次 测 试 中, 这 种 芯 片 可 以 将 来 自 北 大 西 洋 的 海 水 血 液 蛋 白 质 和 微 小 离 子 中 的 99% 的 污 染 物 分 离 出 来 此 外, 由 于 污 染 物 是 从 芯 片 中 的 薄 膜 中 被 排 挤 出 去 的, 而 不 是 从 通 道 中 抽 出 去 的, 所 以 它 不 会 产 生 任 何 堵 塞 问 题 不 过, 目 前 这 种 新 技 术 还 只 能 净 化 很 少 量 的 水, 一 个 通 道 所 净 化 的 水 量 还 不 足 以 达 到 一 个 人 正 常 的 饮 用 量 在 接 下 来 两 年 里, 研 究 人 员 计 划 将 1.6 万 个 这 种 微 通 道 集 中 在 一 个 8 英 寸 大 小 的 晶 片 上 此 外, 这 样 一 个 芯 片 正 常 工 作 的 功 率 只 有 60 瓦, 一 个 普 通 的 太 阳 能 电 池 板 就 能 满 足, 而 且 净 化 水 的 速 度 也 非 常 快 JongyoonHan 称, 虽 然 这 项 技 术 所 净 化 的 水 量 还 不 能 达 到 商 业 反 渗 透 脱 盐 技 术 的 级 别, 但 是 对 于 一 个 小 型 家 庭 而 言, 这 样 一 个 芯 片 所 净 化 的 水 量 完 全 能 满 足 日 常 所 需 麻 省 理 工 大 学 的 研 究 人 员 对 这 项 技 术 的 前 景 非 常 看 好, 因 为 它 可 以 完 全 由 太 阳 能 电 池 板 提 供 能 量, 所 净 化 的 水 可 以 满 足 很 多 发 展 中 国 家 人 民 的 需 求 伊 利 诺 斯 州 大 学 教 授 马 克? 夏 农 称, 我 对 这 项 技 术 非 常 感 兴 趣 要 知 道, 很 多 国 家 的 研 究 人 员 都 在 对 水 的 净 化 方 法 进 行 研 究, 而 这 种 技 术 还 是 一 个 全 新 的 尝 试 虽 然 还 不 能 替 代 反 渗 透 技 术, 但 是 对 于 广 大 发 展 中 国 家 的 人 民 而 言, 这 项 技 术 也 是 一 个 很 好 的 选 择 ( 生 物 谷 推 荐 原 始 出 处 :N a t u r e N a n o t e c h n o l o g y P u b l i s h e d o n l i n e : 2 1 M a r c h d o i : / nnano ) Langmuir: 回 收 纳 米 微 粒 的 新 技 术 4 月 21 日, 英 国 研 究 人 员 报 告 说, 他 们 研 发 出 一 种 新 型 溶 剂, 可 用 它 来 提 取 回 收 那 些 比 金 子 还 珍 贵 的 纳 米 微 粒 英 国 布 里 斯 托 尔 大 学 在 发 布 的 公 报 中 说, 该 校 研 究 人 员 和 同 行 研 发 出 了 这 种 微 乳 溶 剂, 它 是 一 种 液 体 以 微 小 液 珠 形 式 分 散 在 另 一 种 液 体 中 得 到 的 混 合 物 通 俗 来 讲, 这 种 微 乳 溶 剂 就 是 一 种 特 殊 的 油 和 水 的 混 合 物 实 验 中, 将 镉 和 锌 的 纳 米 微 粒 放 入 这 种 溶 剂 后, 只 要 加 热, 液 体 就 会 分 为 两 层, 其 中 一 层 会 含 有 全 部 纳 米 微 粒, 可 供 回 收 使 用 据 介 绍, 这 一 技 术 的 优 点 是 回 收 的 纳 米 微 粒 可 保 持 原 有 形 状 和 化 学 性 质, 而 这 对 于 再 次 利 用 来 说 是 至 关 重 要 的 进 行 研 究 的 埃 斯 托 伊 教 授 说, 一 些 纳 米 微 粒 很 珍 贵, 但 回 收 却 很 难, 因 为 它 们 通 常 和 其 他 物 质 混 在 一 起, 难 以 在 不 受 损 伤 的 条 件 下 分 离, 这 种 新 技 术 提 供 了 简 便 易 行 的 回 收 方 法, 只 要 改 变 温 度 就 可 以 分 离 和 回 收 纳 米 微 粒 研 究 人 员 认 为, 这 一 技 术 有 望 促 进 纳 米 材 料 在 太 阳 能 电 池 可 弯 曲 电 子 显 示 屏 等 领 域 的 应 用 相 关 研 究 报 告 发 表 在 以 诺 贝 尔 化 学 奖 得 主 朗 缪 尔 名 字 命 名 的 美 国 学 术 期 刊 朗 缪 尔 上 ( 生 物 谷 推 荐 原 文 出 处 :L a n g m u i r D O I : / la100111b) 46 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

51 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 饶 子 和 作 新 药 发 现 报 告 : 抗 非 典 药 物 已 研 制 成 功 新 药 如 能 顺 利 通 过 临 床 实 验, 将 作 为 国 家 的 战 略 储 存 药 物 5 月 16 日 上 午, 应 南 方 科 技 大 学 ( 筹 ) 邀 请, 中 科 院 院 士 南 开 大 学 校 长 饶 子 和 在 南 科 大 启 动 校 区 作 主 题 为 蛋 白 质 结 构 与 新 药 发 现 的 学 术 报 告 会, 他 透 露, 抗 非 典 药 物 已 经 研 制 成 功 饶 院 士 在 报 告 中 介 绍 了 自 己 对 SA RS 病 毒 的 研 究 成 果, 他 说,SA RS 病 毒 是 世 界 上 发 现 的 26 种 冠 状 病 毒 中 的 一 种, 也 是 唯 一 能 对 人 体 造 成 巨 大 危 害 的 冠 状 病 毒 其 他 冠 状 病 毒 还 普 遍 存 在, 而 SARS 却 走 了, 不 过 也 难 说 一 定 不 会 再 回 来 所 以 自 2003 年 以 来, 对 SARS 的 研 究 从 未 停 止 他 透 露, 他 所 带 领 的 团 队 已 经 研 究 出 效 果 显 著 的 抗 非 典 药 物, 如 果 能 顺 利 通 过 临 床 实 验, 将 作 为 国 家 的 战 略 储 存 药 物 饶 子 和 校 长 是 我 国 著 名 生 物 学 家, 主 要 从 事 与 重 要 病 毒 和 肿 瘤 相 关 的 蛋 白 质 结 构 功 能 以 及 创 新 药 物 的 研 究, 取 得 了 一 系 列 重 要 的 原 创 性 研 究 成 果, 在 SARS 病 毒 禽 流 感 病 毒 和 膜 蛋 白 的 三 维 结 构 与 功 能 的 研 究 中 有 突 出 贡 献 饶 子 和 校 长 在 报 告 会 后 与 南 科 大 朱 清 时 校 长 座 谈 饶 子 和 说 : 南 开 大 学 历 史 悠 久, 学 术 成 果 丰 厚, 在 许 多 学 科 领 域 有 自 己 的 优 势, 相 信 可 以 对 南 科 大 的 创 建 提 供 有 力 帮 助, 这 算 是 南 南 联 合 本 次 讲 座 是 继 3 月 中 旬 我 国 著 名 物 理 学 家 陈 应 天 来 南 科 大 讲 座 之 后 的 第 二 场 讲 座 据 校 方 相 关 人 员 介 绍, 今 后, 南 方 科 技 大 将 不 断 邀 请 国 内 国 际 高 端 人 才 来 校 交 流, 以 营 造 浓 厚 学 术 氛 围, 促 进 带 动 学 科 繁 荣 发 展 Nano Lett.:ATP 成 功 驱 动 和 控 制 的 生 物 纳 米 电 子 混 合 晶 体 管 5 月 13 日, 根 据 国 外 媒 体 报 道, 美 国 劳 伦 斯 利 弗 莫 尔 国 家 实 验 室 的 科 学 家 建 造 了 可 由 三 磷 酸 腺 苷 (ATP) 驱 动 和 控 制 的 生 物 纳 米 电 子 混 合 晶 体 管 他 们 称, 新 型 晶 体 管 是 首 个 整 合 的 生 物 电 子 系 统, 其 将 为 义 肢 等 电 子 修 复 设 备 与 人 体 的 融 合 提 供 重 要 途 径 相 关 研 究 发 布 在 近 期 出 版 的 纳 米 快 报 上 三 磷 酸 腺 苷 可 作 为 细 胞 内 能 量 传 递 的 分 子 通 货, 储 存 和 传 递 化 学 能, 为 人 体 新 陈 代 谢 提 供 所 需 能 量 ; 其 在 核 酸 合 成 中 亦 具 有 重 要 作 用 该 实 验 室 的 研 究 人 员 亚 历 山 大 诺 伊 表 示, 离 子 泵 蛋 白 是 新 型 晶 体 管 装 置 中 最 核 心 的 部 分 此 次 开 发 的 晶 体 管 由 处 于 两 个 电 极 之 间 的 碳 纳 米 管 组 成, 起 半 导 体 的 作 用 纳 米 管 的 末 端 附 有 绝 缘 聚 合 物 涂 层, 而 整 个 系 统 则 包 裹 于 双 层 油 脂 膜 之 中, 与 活 体 细 胞 膜 的 原 理 相 似 当 科 学 家 将 电 压 加 在 电 极 之 上 时, 含 有 三 磷 酸 腺 苷 钾 离 子 和 钠 离 子 的 溶 液 便 会 倾 泻 而 出, 覆 盖 在 晶 体 管 装 置 表 面, 并 引 发 电 极 之 间 电 流 的 流 动 使 用 的 三 磷 酸 腺 苷 越 多, 产 生 的 电 流 也 越 强 烈 科 学 家 解 释 说, 之 所 以 会 产 生 如 此 效 果, 是 由 于 双 层 油 脂 膜 内 的 蛋 白 质 在 接 触 三 磷 酸 腺 苷 时 会 表 现 得 如 同 离 子 泵 一 般 在 每 个 周 期 中, 蛋 白 质 会 往 一 个 方 向 抽 送 3 个 钠 离 子, 并 向 相 反 方 向 抽 送 2 个 钾 离 子, 致 使 1 个 电 荷 在 离 子 泵 的 作 用 下 越 过 双 层 油 脂 膜 抵 达 纳 米 管 之 中 随 着 离 子 的 不 断 累 积, 其 将 在 纳 米 管 中 部 的 周 围 产 生 电 场, 从 而 提 升 纳 米 晶 体 管 的 传 导 性 耶 路 撒 冷 希 伯 来 大 学 的 伊 特 玛 维 尔 纳 表 示, 这 一 生 物 电 子 系 统 通 过 离 子 运 动 将 纳 米 层 级 的 机 械 能 转 化 为 了 电 能, 从 而 为 晶 体 管 的 运 行 提 供 了 支 持 在 这 种 情 况 下, 晶 体 管 可 被 用 于 制 造 由 生 物 信 号 驱 动 和 控 制 的 电 子 设 备 例 如, 这 一 进 展 能 使 电 子 仪 器 不 需 电 池 或 其 他 外 界 电 力 供 给 便 可 永 存 于 体 内, 而 义 肢 等 人 体 修 复 器 械 也 有 望 直 接 与 人 体 神 经 系 统 连 线 诺 伊 希 望, 这 种 技 术 将 来 能 被 用 于 建 设 无 缝 生 物 电 子 界 面 之 中, 以 实 现 生 物 体 和 机 器 的 更 好 沟 通 ( 生 物 谷 推 荐 原 文 出 处 :N a n o L e t t. D O I : / nl100499x) 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 47

52 Chemical Newsletter 化学通讯 回收 小垃圾 烟蒂 形态之一 它报告说发现了一种重新利用香烟残留物从而防止 钢锈蚀的方法 这种锈蚀导致了石油生产者每年巨大的损失 该研究发表在了美国化学会的 工业与工程化学研究 双周刊 上 Jun Zhao及其同事提到有人估计每年有4.5万亿个烟蒂进入 了环境中 研究显示烟蒂不仅难看 它们含有能够杀死鱼类和 以其他方式危害环境的毒素 回收烟蒂可能解决这些问题 但 是一直很难发现烟蒂的实际用途 这组科学家证明了把烟蒂在水中的提取物应用到一种广泛 烟蒂这种 世界上最普遍存在的垃圾形态之一 可能作为 一种防止钢锈蚀的新方法而派上用场 用于石油工业的钢 N80 之后 它甚至能防止这种钢在严酷的 环境下生锈 防止了代价高昂的损坏以及石油生产的中断 他们 在这种提取物发现了包括尼古丁在内的9种化学物质 它们看上 一项新的研究提出把社区回收项目从回收报纸 饮料容器 去带来了这种抗腐蚀效应 和其他传统垃圾拓展到回收一种难以置信的新的潜在财宝 香 烟的蒂 该研究把这种小垃圾称为 世界上最普遍存在的垃圾 论文全文:ht t p://pubs.acs.org /stoken /presspac/presspac/ full/ /ie100168s 中科院研发LED灯光上网灯下即可无线上网 除了连接网络外 LED灯还能充当各种家用电器的指挥官 该所的陈雄斌博士介绍 目前他们已实现了对多种电器的开关 和调节的控制 这两项技术也已分别在世博会的航空馆和沪上 生态家馆进行了展示 高速开关传输信息 LED灯是如何通过光线传输网络信号和控制信号呢 专家 介绍 LED灯是新型的照明设备 与传统照明设备不同 它不仅 省电 还可以通过高速的开关动作 发出调制过的信号 完成信 息和指令的传输 不停的开关动作会不会影响正常的照明使用呢 答案是否 定的 科研人员介绍 每秒开关的速度可达200万次 肉眼根本 无法感觉到 克服航班上网难题 LED路灯 LED显示屏 LED作为一种节能照明设备已逐 渐走进我们的生活 但是你可知道 通过LED发出的光线可以 现在人们享受无线网络便捷服务的同时 也在时刻担心它 连接宽带网络 这在目前的科学研究中已成为事实 记者5月13 所产生的电磁波可能会对人体产生不利影响 而用环保的LED 日从中科院半导体研究所获悉 该所对于半导体照明信息网的 灯光 上网却能彻底消除 这一顾 虑 没有电磁 波 就不会对周边 研究已取得重大突破 电子设备造成干扰 飞机内无线上网难题也将得到解决 甚至 灯下即可无线上网 在水下 一束照进来的LED灯光 就可以完成网络信号高速传 一台笔记本电脑置于 灯光的照射之下 没有网线连接 没 输 有无线网卡 但流畅的网络视频仍在播放着 这是13日发生 专家介绍 和目前的无线技术相比 LED灯光上网还只是 在中科院半导体所的半导体照明与信息化示范馆内的一幕 为 一只潜力股 由于它特殊的信息传输方式 在未来能够达到每 什么会出现这样的情况 光电系统实验室的段靖远博士伸手一 秒上G的接入速度 据了解 目前美国 日本和欧洲都开始了关 指 说它的奥秘就在于天花板上蓝色的LED照明灯 于LED无线通信技术的研发 这可能会成为未来科技发展的重 他介绍 网络信号正是通过灯光传输给电脑的 通过这种 要方向 方式 目前上网最大传输速率可以达到每秒2兆 48 科学动态/化学通讯

53 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 评 论 : 科 学 的 光 环 是 如 何 失 落 的 20 多 年 前, 中 国 百 姓 集 体 崇 拜 数 学 家 陈 景 润 的 现 象 曾 引 起 身 不 由 己 的 尴 尬 表 情 ; 听 说 过 某 科 技 管 理 部 门 的 主 管 官 员 把 一 路 透 社 评 论 : 陈 景 润 让 西 方 歌 星 都 嫉 妒 20 多 年 过 去, 现 实 则 普 通 中 学 生 都 该 拥 有 的 科 学 知 识 错 误 地 传 递 给 一 家 全 国 主 发 生 了 戏 剧 性 的 转 变 一 位 全 国 政 协 委 员 对 北 京 1180 名 中 小 流 媒 体 的 记 者, 又 被 该 记 者 同 样 错 误 地 传 递 给 公 众 的 笑 话 ; 学 生 进 行 的 关 于 理 想 职 业 的 问 卷 调 查 显 示 : 在 9 个 可 选 职 业 读 到 过 一 位 中 科 院 的 年 轻 科 研 人 员 在 新 语 丝 网 站 上 公 开 发 中, 科 学 家 这 一 职 业 排 在 第 七 位, 仅 先 于 农 民 和 工 人 而 上 表 文 章, 戏 谑 当 前 科 研 评 审 机 制 下 的 很 多 专 家 实 为 砖 家, 因 海 最 近 一 次 公 布 的 公 众 科 学 素 养 调 查 也 显 示, 被 调 查 者 最 希 望 而 造 成 科 研 经 费 申 报 审 批 中 只 有 骗 不 来 的 钱, 没 有 交 不 了 的 下 一 代 从 事 的 职 业 中, 科 学 家 的 排 名 已 从 过 去 的 第 二 位 降 到 了 账 ; 而 一 位 在 美 国 工 作 的 华 裔 科 学 家 告 诉 我, 一 个 科 研 工 作 第 三 位 者, 有 义 务 也 应 该 有 能 力 向 支 持 他 从 事 科 研 工 作 的 社 会 或 普 通 科 学 的 光 华 是 如 何 黯 淡 的? 是 因 为 这 个 时 代 的 科 学 研 究 缺 公 民 解 释 与 他 的 研 究 内 容 相 关 的 科 学 知 识 他 无 权 指 责 社 会 或 乏 像 爱 迪 生 的 电 灯 那 样 能 给 普 通 人 的 日 常 生 活 带 来 巨 大 改 变 的 普 通 公 民 缺 少 他 所 拥 有 的 知 识, 相 反, 他 可 以 被 指 责 缺 少 科 学 亮 点, 还 是 因 为 一 些 媒 体 的 不 正 确 导 向 边 缘 化 了 科 学 的 地 知 识, 或 没 有 很 好 地 向 公 众 解 释 科 学 的 知 识 和 进 展 如 果 我 位, 或 是 因 为 今 天 的 科 学 本 身 已 变 得 不 那 么 纯 粹, 一 些 科 学 工 在 美 国 这 样 做 的 话, 会 被 我 所 在 机 构 以 及 经 费 的 发 放 部 门 警 告 作 者 失 去 了 能 够 吸 引 人 关 注 和 尊 敬 的 精 神 光 芒? 公 允 地 说, 这 的 如 果 不 是 他 这 样 安 慰 我, 时 间 久 了, 我 怀 疑 自 己 也 许 真 的 些 应 该 都 代 表 了 部 分 原 因, 作 为 一 名 科 学 记 者, 我 对 最 后 一 点 会 渐 渐 失 去 一 个 记 者 我 问 故 我 在 的 职 业 天 性 感 触 尤 深 公 众 渴 求 知 识, 然 后 有 知 识 的 人 给 予 知 识, 这 已 经 是 一 两 我 听 到 过 把 论 文 发 表 在 国 外 一 流 科 学 刊 物 上 的 国 内 科 研 人 百 年 前 的 状 态 了 随 着 信 息 时 代 的 到 来, 新 知 识 科 技 成 果 层 员 在 拒 绝 媒 体 深 入 采 访 时, 理 直 气 壮 地 表 示 : 对 于 公 共 卫 生 出 不 穷 地 涌 现 在 今 天, 已 没 有 一 位 预 设 能 回 答 任 何 问 题 的 专 问 题, 公 众 知 道 得 少 未 必 是 坏 事 ; 看 到 过 科 学 家 坐 在 科 普 讲 家 在 这 样 的 时 代, 知 识 丰 富 者 尚 要 避 免 丧 失 价 值 立 场, 成 为 工 坛 上, 面 对 公 众 关 于 敏 感 科 学 问 题 的 提 问 时, 如 同 被 绑 架 般 具 化 的 知 道 分 子, 更 何 况 鱼 目 混 珠 的 所 谓 科 研 工 作 者? ( 摘 自 科 学 网 ) 李 灿 院 士 受 邀 出 任 化 学 通 讯 副 主 编 中 国 科 学 院 大 连 化 学 物 理 研 究 所 李 灿 院 士 受 英 国 皇 家 化 学 学 会 化 学 通 讯 (Chemical Communications) 主 编 Robert D. Eagling 邀 请 出 任 该 杂 志 副 主 编, 具 体 负 责 物 理 化 学 多 相 催 化 和 光 谱 领 域 Chemical Communications 是 化 学 领 域 国 际 著 名 刊 物, 主 要 发 表 Communications( 通 讯 文 章 ), 每 周 一 期, 以 发 表 周 期 短 见 长 近 年 来 还 增 加 了 Feature Articles 栏 目 Chemical Communications 发 表 文 章 内 容 覆 盖 化 学 和 化 工 领 域 的 各 个 方 面 自 然 : 科 学 家 揭 开 人 体 抵 抗 艾 滋 病 病 毒 之 谜 据 国 外 媒 体 5 月 6 日 报 道, 一 项 最 新 研 究 发 现, 那 些 可 以 抵 抗 艾 滋 病 毒 的 人, 体 内 所 含 的 一 种 基 因 令 他 们 拥 有 一 个 更 加 强 大 的 免 疫 系 统 研 究 发 现, 有 一 小 部 分 人 ( 大 约 每 200 名 感 染 者 中 就 有 这 样 一 个 人 ) 接 触 艾 滋 病 毒 后, 发 展 成 艾 滋 病 的 速 度 很 慢, 甚 至 不 会 患 上 这 种 致 命 疾 病 以 前 的 研 究 发 现, 很 多 天 生 具 有 艾 滋 病 毒 免 疫 能 力 的 人, 体 内 含 有 一 种 被 称 作 HLA B57 的 基 因 在 这 项 最 新 研 究 中 美 国 研 究 人 员 发 现,HLA B57 促 使 身 体 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 49

54 Chemical Newsletter 化学通讯 最新研究发现 可抵抗艾滋病毒的人体内所含的一种基因 拥有HLA B57的人 体内的T细胞更有可能识别出代表艾 令他们拥有更加强大的免疫系统 滋病毒蛋白的细胞 产生更多强大的杀伤T细胞 杀伤T细胞是会对具有感染性的 据马萨诸塞州总医院拉贡研究所 麻省理工学院和哈佛大 入侵者发起攻击的白细胞 与没有这种基因的人相比 那些拥 学的研究人员说 这些发现或许有助于科学家研发出艾滋病疫 有HLA B57的人体内含有大量可以束缚住艾滋病毒蛋白的T细 苗 它引起的免疫响应 与具有H LA B57基因的人对艾滋病毒 胞 拥有H LA B57的人 体内的T细胞更有可能识别出代表艾 做出的免疫响应一样 该研究成果发表在5月5日的 自然 杂志 滋病毒蛋白的细胞 其中包括在感染过程中产生的变异蛋白 上 冰岛火山喷发帮了个大忙 冰岛南部埃亚菲 亚德拉冰盖火山爆发喷出了大量的浓烟 致使欧洲航空陷入瘫痪 甚至出现了航空业减薪裁员的情况 很多人担心火山喷出的大量火山灰和二氧化碳会对地球环 境造成恶劣影响 但真相究竟如何呢 有人依据研究机构公开 的数据 做了一个统计 正如你所看到的 小的红色三角形代表埃亚菲亚德拉冰盖 下火山喷发所释放的二氧化碳总量 15000吨 而大的红色三角 形是欧洲航空业每天所释放的二氧化碳总量 高达344109吨 超过火山喷发20倍 最 讽 刺的是下方 的黑色 三角形 它代 表因火山喷 发而停 飞的 航 班 所 能 节省的二 氧化 碳 排 量 依 然高达 吨 这 意 味 着 埃 亚菲亚德 拉冰盖下火山喷发为地 球 每天节约了 = 吨的二氧化碳排量 请再联想一下去年12月 哥本哈根会议上为了一点点碳排放 指标吵得不可开交的各国 那些政客们尔虞我诈都未能实现的 减排指标 如今被一座火山轻易的完成了 是不是很好笑 转自爱活网 有删改 50 科学动态/化学通讯

55 Newsletter Chemical 化学通讯 10大生态灭绝 生态灭绝 Ecocide 指的是人类对自然环境的大规模破坏 或不可再生资源的过度开发利用导致的生态系统彻底损坏 英国环境律师 Polly Higgins 呼吁联合国把生态灭绝列入 第五大反和平罪状 其余四个见wiki词条'crime against peace' 以下是十个生态灭绝的例子 触目惊心 1.加拿大阿尔伯达省的沥青砂 4.保护东加里亚空达 被列入最具破坏性的工程项目之一 据 G reenpeace 的数 据 到2020年 从沥青砂提取作业中排放出的污染物将达到127 万-140万吨 这一数据超过了奥地利 葡萄牙和丹麦的排放量 总和 如果按现有的速度来计算 损失的森林面积和煤田面积 将等同于英国的国土面积 2.太平洋垃圾漩涡 Pacif ic Trash Vortex 印度奥里萨邦的 Dongria Kondh 聚集在 Niyamgiri 山头 抗议英国矿业公司Ve d a nt a Re sou rc e s 对当地铁矾矿的开采 计划 当地部落相信山和树是他们的神灵 容不得外来侵害 steen:另一场潘多拉星球保卫战由此拉开 5.移走山顶 这是一个10年前发现的巨大的垃圾漩涡 面积约有两个美 国大 整个漩涡中的垃圾重达1亿吨 自夏威夷向日本顺时针快 速移动 3.尼日尔三角洲 各大石油公司在尼日尔三角洲持续50年的石油开采而几乎 不关注环保的结果是 当地环境恶劣到植物无法生存 水源被 美国西弗吉尼亚州 矿区内一座被移掉山顶的矿山 人们为 了开采煤 学习愚公移山 污染 人们的正常生活无法进行 原油的燃烧导致经常下酸雨 再加之这里纠缠不清的种族冲突和贫困 尼日尔三角洲就是梦 魇 科学动态/化学通讯 51

56 Chemical Newsletter 化学通讯 6.临汾 临汾位于12英里长的钢铁冶炼和水泥制造基地带上 每年 消耗掉5000万吨原煤 排放出来的粉尘也肆无忌惮 位列全球 环境最恶劣的城市之一 有地球肺部之称的亚马逊森林在人类工业建设中变得满目 苍痍 砍伐 采矿 种植和畜牧使得亚马逊的生态平衡能力之间 减弱 到2030年 亚马逊60%的树木将永远消失 9.太空垃圾 7.雪佛龙在厄瓜多尔的劣行 由欧洲太空总署制作的这张示意图显示 约有1.2万个碎片 运行在地球上空 它们是报废的卫星或火箭 其实真实的数量 远远不止这个数 10.深海采矿 过去20年里 雪佛龙公司被称将数十亿加仑的原油和有毒 废料倒入亚马逊丛林中 图中这个油池位于Lago Ag r io市附近 的 Guanta 油田 8.亚马逊'平原' 52 人类向海洋扩张的步伐不会停止 但海洋生态的脆弱性我 们还知之甚少 专家预计下一阶段海洋生态系统将面临巨大的 威胁 科学动态/化学通讯

57 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 Nature Materials: 制 出 迄 今 最 大 自 组 装 分 子 纸 美 国 劳 伦 斯 伯 克 利 国 家 实 验 室 纳 米 科 学 研 究 中 心 研 制 出 一 合 成 物 之 间 的 鸿 沟, 这 是 纳 米 科 学 领 域 的 一 个 基 本 问 题 现 种 迄 今 为 止 最 大 的 能 够 在 水 中 自 组 装 的 二 维 聚 合 物 晶 体 - 分 在, 我 们 能 够 将 蛋 白 质 的 基 本 的 序 列 信 息 应 用 到 非 天 然 的 聚 合 子 纸 这 个 全 新 的 片 状 物 质 由 拟 肽 (peptoid) 和 经 过 改 造 的 物 上, 生 产 出 柔 韧 的 合 成 纳 米 物 质 聚 合 物 组 成, 能 够 像 蛋 白 质 一 样 弯 曲 和 折 叠, 同 时 不 失 其 柔 韧 拟 肽 由 祖 克 曼 负 责 合 成, 其 专 业 名 称 为 甘 胺 酸 胺 基 取 代 性 新 物 质 具 有 的 持 久 耐 用 性 使 其 可 广 泛 应 用 于 制 造 薄 膜 或 者 的 阳 离 子 寡 聚 合 物, 这 种 聚 合 物 可 以 将 DNA 压 缩 至 50 纳 米 至 功 能 性 设 备 中 100 纳 米 大 小 祖 克 曼 表 示, 新 研 发 的 拟 肽 聚 合 物 的 组 件 都 非 常 二 维 的 纸 片 状 纳 米 物 质 广 泛 应 用 于 诸 如 细 胞 膜 等 生 物 系 便 宜, 很 容 易 获 得 且 可 大 规 模 生 产, 与 其 他 合 成 技 术 相 比 具 有 统 中, 目 前 广 受 追 捧 的 石 墨 烯 就 是 其 中 的 佼 佼 者 石 墨 烯 不 仅 极 大 优 势 是 已 知 材 料 中 最 薄 的 一 种, 还 非 常 牢 固 坚 硬 ; 作 为 单 质, 它 在 室 祖 克 曼 的 同 事 克 里 斯 汀 凯 斯 罗 斯 基 说 : 这 个 自 然 激 发 温 下 传 递 电 子 的 速 度 比 目 前 已 知 导 体 都 快 的 功 能 性 的 聚 合 物 能 够 被 组 装 成 大 的 二 维 膜, 这 种 设 计 方 法 研 发 人 员 新 研 制 的 每 张 纸 片 的 厚 度 仅 为 两 个 分 子, 然 翻 开 了 材 料 合 成 领 域 的 新 篇 章, 对 伯 克 利 实 验 室 的 相 关 研 究 具 而, 其 面 积 为 几 百 立 方 微 米, 类 似 于 分 子 纸, 人 们 用 肉 眼 就 有 直 接 影 响 这 个 成 就 带 来 的 科 学 上 的 可 能 性 挑 战 了 我 们 的 想 可 以 看 到, 更 重 要 的 是, 与 其 他 典 型 的 聚 合 体 不 同 的 是, 拟 肽 象, 并 且, 也 将 助 推 电 子 显 微 镜 朝 着 直 接 给 软 材 料 拍 照 前 进 纳 米 片 的 每 个 组 件 都 使 用 指 令 来 编 码, 这 表 明, 其 属 性 能 够 被 研 究 人 员 表 示, 新 物 质 是 分 子 仿 生 ( 分 子 仿 生 是 研 究 与 模 精 确 地 定 制, 科 学 家 可 以 量 体 裁 衣, 让 其 在 不 同 领 域 大 展 拳 拟 生 物 体 中 酶 的 催 化 作 用 生 物 膜 的 选 择 性 通 透 性 生 物 大 脚 例 如, 这 些 纳 米 片 能 够 被 用 来 控 制 分 子 的 流 动 ; 或 者 用 作 分 子 或 其 类 似 物 的 分 析 和 合 成 等 ) 技 术 领 域 一 个 具 有 重 大 意 义 生 物 或 者 化 学 探 测 的 平 台 的 例 子, 其 应 用 层 面 很 广, 毫 无 疑 问, 它 将 会 在 设 备 制 造 纳 米 劳 伦 斯 伯 克 利 国 家 实 验 室 生 物 纳 米 结 构 设 施 部 主 任 罗 恩 合 成 和 成 像 方 面 衍 生 出 许 多 应 用 祖 克 曼 说 : 我 们 的 发 现 填 补 了 天 然 的 生 物 聚 合 物 和 其 对 应 的 该 研 究 发 表 在 最 新 一 期 自 然 材 料 学 ( N a t u r e Materials doi: /nmat2742) 杂 志 上 Small: 自 组 装 的 DNA 分 子 开 关 成 功 研 制 美 国 杜 克 大 学 研 究 人 员 称, 他 们 利 用 携 带 全 部 生 命 信 息 的 DNA( 脱 氧 核 糖 核 酸 ) 的 独 特 双 螺 旋 结 构, 将 经 过 改 造 的 DNA 片 段 和 其 他 分 子 进 行 简 单 混 合, 即 可 制 造 出 无 数 个 同 样 的 细 小 的 像 华 夫 饼 干 一 样 的 器 件 利 用 这 种 技 术, 将 来 或 只 需 一 天 时 间 就 可 达 到 现 在 全 球 每 月 的 芯 片 生 产 量 (Small / smll ) 杜 克 大 学 电 子 和 计 算 机 工 程 学 副 教 授 克 里 斯 德 维 耶 认 为, 下 一 代 电 脑 中 或 将 不 再 使 用 硅 芯 片, 而 使 用 由 DNA 片 段 制 造 的 逻 辑 芯 片 DNA 由 多 对 核 苷 酸 碱 基 组 成, 这 些 碱 基 之 间 的 关 系 非 常 密 切, 德 维 耶 团 队 通 过 将 这 些 碱 基 对 以 不 同 的 顺 序 进 行 排 列, 得 到 了 不 同 的 DNA 片 段 这 个 过 程 类 似 于 玩 拼 图 游 戏 : 混 乱 的 拼 图 碎 片 会 慢 慢 找 到 它 们 的 邻 居, 最 终 成 为 一 幅 完 整 的 拼 图 研 究 人 员 要 做 的 则 是 将 无 数 个 拼 图 碎 片 放 在 一 起, 然 后 拼 出 无 数 个 同 样 的 拼 图 在 德 维 耶 的 实 验 中, 华 夫 饼 干 拼 图 有 16 块, 光 敏 分 子 放 置 在 拼 图 的 脊 线 上 当 光 线 照 射 在 光 敏 分 子 上 时, 光 敏 分 子 吸 收 光 线, 刺 激 电 子, 释 放 出 的 能 量 会 使 附 近 的 另 一 类 光 敏 分 子 吸 收 这 些 能 量, 并 发 射 出 不 同 波 长 的 光 线 仅 用 一 个 探 测 器 就 可 将 输 出 光 线 与 输 入 光 线 区 别 开 来 研 究 证 明, 这 些 纳 米 结 构 能 够 有 效 地 进 行 自 组 装, 当 在 其 上 添 加 不 同 的 光 敏 分 子 时, 这 个 华 夫 饼 干 会 显 示 出 独 特 的 可 编 程 特 性, 因 此, 通 过 使 用 光 线 来 刺 激 这 些 光 敏 分 子, 研 究 人 员 就 能 够 制 造 出 简 单 的 逻 辑 门 ( 开 关 ) 使 用 更 大 一 些 的 华 夫 饼 干, 可 制 造 出 更 复 杂 的 电 路, 而 且 这 种 可 能 性 是 无 限 的 传 统 的 电 路 使 用 电 流 快 速 地 在 0 和 1 之 间 切 换, 而 在 新 的 器 件 中, 光 线 可 刺 激 由 DNA 制 造 的 开 关 作 出 同 样 的 反 应, 且 速 度 更 快 德 维 耶 称, 这 是 人 们 首 次 证 明 分 子 具 有 如 此 活 跃 且 快 速 的 处 理 和 传 感 能 力 德 维 耶 指 出, 这 些 华 夫 饼 干 器 件 可 成 为 未 来 计 算 机 芯 片 的 基 本 组 件 由 于 这 些 纳 米 结 构 从 根 本 上 来 说 就 是 传 感 器, 因 此, 它 亦 可 应 用 于 生 物 医 学 研 究 人 员 可 据 此 制 造 出 细 小 的 纳 米 器 件, 以 对 作 为 疾 病 标 识 的 不 同 蛋 白 作 出 反 应 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 53

58 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter Science: 揭 密 西 藏 人 血 红 蛋 白 浓 度 低 的 原 因 为 了 寻 找 那 些 可 能 对 西 藏 人 适 应 高 原 环 境 有 关 的 基 因 区 域,Tatum Simonson 及 其 同 僚 对 西 藏 人 中 的 基 因 组 变 化 模 式 与 那 些 居 住 在 低 海 拔 地 区 的 中 国 人 和 日 本 人 群 的 基 因 组 变 化 模 式 进 行 了 比 较 ( 中 国 人 和 日 本 人 的 数 据 来 自 HapMap 计 划, 这 是 一 个 有 关 世 界 上 不 同 人 群 间 的 基 因 相 似 性 与 差 异 性 的 细 目 ) 研 究 人 员 首 先 对 那 些 其 已 知 功 能 提 示 它 们 可 能 对 人 们 适 应 高 原 环 境 有 影 响 的 基 因 的 差 异 进 行 了 观 察 下 一 步, 他 们 对 含 有 DNA 变 异 模 式 的 基 因 组 片 断 进 行 了 观 察, 这 些 变 异 经 常 会 发 生 在 西 藏 人 中, 但 却 不 发 生 在 低 海 拔 地 区 的 人 群 中 这 些 基 因 变 化 可 能 会 在 人 群 中 迅 速 播 散, 因 为 它 们 所 包 括 的 基 因 对 高 海 拔 地 区 生 活 者 的 生 存 有 好 处 有 少 数 几 个 基 因 出 现 在 这 两 种 范 畴 据 5 月 14 日 的 科 学 杂 志 报 道 说, 西 藏 人 能 够 在 高 海 拔 生 之 内, 其 中 包 括 EGLN1 和 PPARA, 它 们 可 能 是 促 成 西 藏 人 血 红 存 的 部 分 原 因 似 乎 是 因 为 他 们 携 带 了 2 个 基 因, 这 些 基 因 可 帮 助 蛋 白 浓 度 低 的 原 因 文 章 的 作 者 说, 在 西 藏 人 中 所 见 到 的 较 低 将 他 们 血 液 中 的 血 红 蛋 白 保 持 在 低 浓 度 西 藏 高 原 是 人 类 居 住 的 血 红 蛋 白 浓 度 可 抵 消 那 些 与 持 续 性 的 高 血 红 蛋 白 浓 度 ( 即 非 的 最 为 极 端 的 环 境 之 一 当 生 活 在 低 海 拔 地 区 的 人 来 到 该 地 区 西 藏 人 在 接 触 了 高 原 环 境 时 所 出 现 的 高 血 红 蛋 白 浓 度 ) 有 关 的 的 时 候, 由 于 他 们 的 身 体 内 缺 乏 氧 气 而 会 引 起 高 原 反 应, 这 种 并 发 症 的 说 法 似 乎 是 可 信 的 反 应 可 能 会 发 展 成 为 致 命 性 的 心 脏 或 脑 子 的 炎 症 更 好 地 了 解 ( 生 物 谷 :Science DOI: /science ) 身 体 对 低 氧 的 反 应 对 治 疗 高 原 反 应 以 及 其 他 的 与 低 氧 血 症 有 关 的 疾 病 具 有 重 要 的 意 义 Nature: 分 子 纳 米 机 器 人 新 突 破 器 人 却 是 从 它 们 环 境 中 的 分 子 接 受 指 令 的 两 个 体 系 都 利 用 了 最 近 几 年 开 发 出 的 两 个 重 要 DNA 模 块 : 一 个 是 沿 DNA 轨 道 行 走 的 DNA 行 走 者 ; 另 一 个 是 DNA 折 纸 Gu 等 人 演 示 了 一 个 微 型 组 装 线, 它 能 通 过 将 三 种 不 同 类 型 的 金 纳 米 颗 粒 结 合 起 来 制 造 8 种 可 能 的 复 合 物 一 个 DNA 折 纸 砖 是 这 个 生 产 线 的 框 架 和 轨 道, 一 个 有 三 只 手 四 只 脚 的 DNA 行 走 者 沿 这 个 轨 道 行 走, 生 成 最 终 产 品, 其 方 式 是 : 在 它 通 过 三 种 不 同 的 载 货 DNA 机 器 时 将 所 收 集 的 金 纳 米 颗 粒 连 接 起 来 Lund 等 人 演 示 的 纳 米 机 器 人 是 蜘 蛛 形 状 的 DNA 行 走 者, 它 们 能 在 一 个 二 维 DNA 折 纸 景 观 中 感 应 和 改 来 自 南 京 大 学 和 美 国 纽 约 大 学 的 两 个 小 组 报 告 了 在 研 制 能 动 基 质 分 子 轨 道, 这 个 景 观 通 过 编 程 来 让 行 走 者 执 行 诸 如 够 在 分 子 尺 度 上 做 有 用 工 作 的 可 编 程 纳 米 机 器 人 方 面 所 取 开 始 跟 随 转 弯 和 停 止 等 动 作 得 的 显 着 进 展 ( 生 物 谷 推 荐 原 文 出 处 :N a t u r e d o i : / 较 大 的 机 器 人 需 要 一 个 记 忆 装 置 来 存 放 指 令, 但 这 些 小 机 nature09026) 让 手 机 五 千 年 都 不 用 充 电 美 国 研 发 超 级 核 电 池 生 活 中, 你 肯 定 在 为 你 的 手 机 电 量 是 否 充 足 是 否 要 马 上 充 电 等 问 题 而 操 心 劳 神, 所 以, 如 果 给 你 一 块 几 个 月 都 不 需 要 充 电 的 电 池, 你 马 上 会 高 兴 起 来, 如 果 给 你 一 块 你 一 辈 子 都 不 用 充 电 的 电 池, 你 会 不 会 惊 讶 万 分? 如 果 给 你 一 块 几 百 代 人 都 不 用 充 电 的 电 池, 你 会 不 会 觉 得 这 是 神 话? 告 诉 你, 美 国 科 学 家 眼 下 就 创 造 出 了 这 个 神 话 那 么 神 话 是 怎 么 创 造 出 来 的 呢? 原 来, 早 些 时 候, 科 学 家 就 发 现, 当 放 射 性 物 质 衰 变 时, 就 能 够 释 放 出 带 电 粒 子, 如 果 采 取 一 定 特 殊 的 办 法, 就 能 够 把 带 电 粒 子 驯 服 归 拢 起 来, 形 成 电 流 后 来 科 学 家 依 照 这 个 发 现 和 放 电 原 理, 发 明 了 大 型 的 核 电 54 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

59 Newsletter Chemical 化学通讯 直到最近 情况有了转机 美国科学家想出了为核电池 瘦 身 的妙计 他们把核电池内易受损的固体半导体换成了不易 受损的液体半导体 这样不但能完成收集带电粒子的使命 而 且还可以大幅度 瘦身 真可谓是一举两得 按照新思路研发 出的圆形核电池直径有1.95厘米 厚才1.55毫米 仅仅比1美分 硬币大一点点 但其电力却是普通化学电池的100万倍 池 用于工业和航天 业 如在航天领域 可把核电池安装在太 阳能不够用的探测卫星上 或安装在发射到太阳系外的无人飞 船上 遗憾的是 因核电池必须装有一个收集带电粒子的固体 半导体 但由于辐射的作用 固体半导体很快就会受损 而为了 降低受损程度 核电池就必须做得足够大 正因为核电池变小 很难 所以它就很难在小型或微型电子设备上派上用场 自然 也就很难把它做成手机电池了 科学家认为 在遥远的未来 微型核电池将被广泛使用到 小型和微型电子系统 比如说用于分析血样的微型电子仪里 因核电池提供电能的时间非常长 到那时 只需要一个硬币大小 的电池 就可以让我们的手机5000年不用充电 另外 像正在流 行的电动车的电池 也有望实现让人至少一辈子不用充电的梦 想 至于核电池是否会出现核污染问题 科学家指出 这个问题 早在发明它的时候就同时解决了 人们不必为此担忧 美韩科研人员制造出世界上最小纳米泵 新一期英国 自然 纳米技术 杂志刊登报告说 这种纳米 泵是韩国和美国研究人员制造的 他们利用激光在玻璃上蚀刻 出孔径极微小的管道 但在管道的另一端留下一层极其微薄的 玻璃壁 然后向这种未穿透的玻璃管中灌注可导电的液体 使 其成为一根纳米级别上的 电线 在施加强大电场的条件下 玻璃管未穿透一端的薄壁会变得能够导电 于是可作为电极 通过组装这些微小的 电子设备 研究人员制造出了只有 一个红细胞大小的纳米泵 它可以将液体流量控制在每秒千万 亿分之一升 研究人员说 这种纳米泵可以用于从受感染的细胞中抽取 一个国际科研小组日前报告说 利用纳米技术制造出了世 微量的液体样本 或者向单个的细胞输送药物 此外 由于许 界上最小的液 体 泵 它只相当于人体血 液中一个 红 细 胞 那么 多用于微 量 液体 控制的装 置目前使 用的是玻 璃材料 本次研 大 可用于控制极其微量的液体向单个细胞中输送药物 究中使用激光蚀刻玻璃管的技术也可用于改进现有的相关装 置 科学动态/化学通讯 55

60 Chemical Newsletter 化学通讯 自然 方法学 特写 无需标记的激光特技 非线性光学显微术帮助科学家看到活体细胞和组织中化学组成 能够识别出脂肪颗粒 而荧光显微技术做不到 其实是这么回事 用常用的Nile red荧光染料饲喂的线虫把 这种染料当作毒物处理了 染料被隔离到脂肪粒周围的肠类溶 酶体颗粒中 而不是脂肪粒中 实际上 这种染料还在别的方面 具有误导性 他汀类本身似乎会影响它的染色或者荧光 在 使用荧光基团的时候 有很多假象要考虑到 来自位于瑞典 查尔姆斯理工大学的Enejder说 没人能够否定荧光探针和分子染色在细胞内行为探测上的 实力 但是这种标记办法仍然有诸多问题 如何标记是一个问 题 尤其是对整个有机体而言 有些标记只能在已死亡的细胞 内有作用 其他的标记标记方法则会损伤细胞 或者干扰所研 哈佛大学的Br ian Sa a r Ga r y Holtom和谢晓亮教授 从 究的生物过程 非标记的显微技术提供了一种能够大幅度降低 人为干扰的活体观察技术 虽然有些技术仍然依赖内源性荧光 左至右 发展了非线性显微成像技术和应用 基团 不过它们基本上可以摒弃荧光技术 也就避免遇到光漂 白这个常见问题 这些新技术探测的是光在通过生物样品时被 吸收或者改变时发生的微小变化 而不是探测被激发荧光基团 的光子 这种办法依赖在高光功率密度下观察到的非线性光学 过程 一言以蔽之 激光脉冲可以被用来 看 化学组成 脂质 里面的C-H键 蛋白质里的酰胺键 还原态或者氧化态的生物 分子 胶凝蛋白或者微管里面有规律地重复的单元 当然 这样的技术也自有其局限性 与荧光标 记能够识别 单分子相比 非标记技术的灵敏度和特异性都要弱一些 只有 特别常见的基团才不会淹没在一些丰富样品产生的信号当中 这种技术的好处是 你不需要任何标记 你只需要去成像就 行了 荷兰癌症研究所 Netherlands Cancer Institute 的生 物物理学家Kees Jali n k解释道 但是不好的地方是 信号太 弱了 你需要大量能量来照射一个细胞 而可能仅仅得到一些 粗枝大叶的细节 非线性的众多模式 除CARS以外 其他可用的非标记手段包括双光子吸收 二 一个富含蛋白质的毛发及其周围的富含脂肪的皮脂腺 该 图像是通过受激拉曼散射方法采集的 绿色为脂肪 蓝色为蛋 次谐波产生 SHG 以及受激拉曼散射 每一种都有自己的配置 需求和优势 然而 这些手段并没有在生物学家中间闪电般地 白质 传播开 昂贵的激光需要被耦合进显微镜 光的短脉冲需要精 最近出版的 自然 方法学 刊登特写文章- 无需标记的 确的瞄准 调整和整形 探测器必须被优化 从而能够拾取信 激光特技 Laser tricks without labels 称非线性光学显微 号 舍去背景 组装这些仪器需要丰富的专业经验 这些仪器 术可帮助科学家看到活体细胞和组织中的化学组成 文章内容 都要求苛刻 供职于加拿大不列颠哥伦 比亚大学化学与工 如下 程系的Robin F.B. Turner这样评价 而仅仅搭建仪器是不够的 两年前 A n n i k a E n e jd e r在她关于线虫的脂肪贮存 研究 你得根据每天的情况重新校准 Tur ner补充道 中 遇到一个令人困惑的结果 荧光显微图像非常清晰地表明 Tu r ner说 他有充分的理由跟踪这些技术 他想知道干细 在用他汀类药物处理这些蛔虫时 来自脂肪粒的信号将降低 胞在分化成其它细胞的时候 其中的组分如何变化 而且再也 他汀类药物是一类被广泛用于降低胆固醇的药物 然而 在同 没有比这个更好的办法能够研究这个问题了 我们之所以选 时进行的另一种显微实验中 直接观察脂肪颗粒却看不到这样 择拉曼和CARS 是因为它们能够做这种研究而不损伤细胞 的变化 实际上 相干反斯托克斯拉曼散射 CA RS 显微技术 56 科学动态/化学通讯

61 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 他 说 其 它 研 究 手 段 都 会 毁 损 细 胞, 得 到 的 仅 仅 是 在 某 个 时 间 点 上 的 一 个 瞬 间 状 况 ; 这 样 的 数 据 对 于 包 含 自 发 分 裂 细 胞 的 异 质 性 细 胞 培 养 并 不 是 十 分 有 用,Turner 补 充 道, 我 们 想 追 踪 细 胞 的 生 长 同 样 的 优 势 在 组 织 层 次 的 研 究 上 也 很 突 出 比 如, 哈 佛 大 学 的 Gary Ruvkun 通 过 对 线 虫 诱 导 RNA 干 扰 筛 选 来 研 究 上 千 个 基 因 在 脂 质 生 成 中 的 角 色, 同 时 通 过 一 种 叫 做 受 激 拉 曼 散 射 (SRS) 的 技 术 来 监 视 这 些 结 果 Ruvk un 的 合 作 者 谢 晓 亮 教 授 也 来 自 哈 佛 大 学 大 约 十 年 前, 谢 晓 亮 因 为 发 布 了 CA RS 显 微 术 而 引 发 了 巨 大 轰 动 这 种 技 术 通 过 一 种 叫 做 自 发 拉 曼 散 射 的 现 象 来 增 强 信 号 在 自 发 拉 曼 散 射 中, 样 品 内 的 化 学 键 能 够 改 变 通 过 其 中 的 光 的 波 长 更 早 使 用 的 拉 曼 散 射 显 微 术 要 求 的 激 光 功 率 很 高, 而 且 有 时 候 需 要 曝 光 时 间 长 达 一 天 谢 晓 亮 和 他 的 同 事 证 明,CARS 可 以 用 于 活 细 胞 研 究 通 过 使 用 两 束 激 光, 它 们 的 频 率 差 等 于 需 要 成 像 化 学 键 的 振 动 频 率, 细 胞 产 生 的 微 弱 的 拉 曼 信 号 能 够 被 不 断 放 大 它 的 灵 敏 度 比 自 发 拉 曼 散 射 的 灵 敏 度 高 了 好 几 个 数 量 级, 谢 晓 亮 说 但 是 CARS 也 有 缺 陷 在 同 一 时 间 里, 它 只 集 中 在 很 宽 的 拉 曼 谱 中 很 短 的 一 段, 限 制 了 所 能 采 集 的 信 号 的 数 量 ; 同 时 还 带 来 了 很 高 的 背 景 信 号 从 实 用 的 角 度 讲, 这 些 限 制 意 味 着 如 果 要 应 用 CARS 技 术, 大 部 分 时 间 要 基 于 对 脂 质 的 探 测, 因 为 碳 氢 键 的 大 量 富 集 能 够 产 生 很 强 的 特 征 信 号 谢 晓 亮 的 兴 趣 已 经 转 移 到 了 SR S, 这 是 他 和 他 的 组 员 闵 玮 Ch r ist ia n Freudiger 共 同 发 展 出 来 的 技 术, 相 关 论 文 于 2008 年 发 表 在 CARS 里 面, 信 号 峰 位 发 生 了 移 动, 谢 晓 亮 解 释 道, 这 意 味 这 我 们 不 能 使 用 现 有 的 数 量 巨 大 的 拉 曼 谱 数 据 进 行 化 学 鉴 定 他 还 讲 到, 与 此 相 比,SRS 能 够 通 过 对 激 光 异 常 迅 速 和 精 确 地 调 制 来 去 除 背 景 噪 音 这 样 一 来, 不 仅 能 够 得 到 与 传 统 拉 曼 光 谱 一 样 的 谱 图, 而 且 信 号 强 度 高 了 几 个 数 量 级, 采 集 时 间 也 远 低 于 未 经 放 大 的 拉 曼 信 号 谢 晓 亮 说, 更 妙 的 是,SRS 产 生 的 信 号 与 振 动 化 学 键 的 数 量 是 线 性 关 系, 这 使 得 SRS 能 够 进 行 定 量 分 析 SRS 技 术 可 以 应 用 于 实 时 观 测 : 比 如 在 在 药 物 和 化 妆 品 研 究 领 域, 观 察 维 生 素 A 酸 是 如 何 被 皮 肤 吸 收 的 SRS 技 术 还 可 以 用 于 观 测 酸 或 者 酶 是 如 何 从 植 物 细 胞 壁 表 面 去 除 木 质 素, 从 而 提 高 生 物 燃 料 的 生 产 效 率 谢 晓 亮 最 早 是 通 过 与 Pfizer 以 及 哈 佛 研 究 者 的 合 作 研 究 获 得 对 该 技 术 的 原 理 的 证 据 的 谢 晓 亮 甚 至 预 言,SRS 技 术 有 一 天 会 取 代 CARS 技 术, 然 而 其 他 研 究 人 员 对 此 有 所 保 留 SRS 需 要 对 多 个 光 源 的 信 号 进 行 混 合 和 解 读, 而 谱 的 叠 加 也 会 使 去 卷 积 变 得 困 难 Turner 说, 他 曾 经 尝 试 用 SRS 观 察 溶 液 中 的 核 酸, 最 后 还 是 决 定 继 续 使 用 原 来 的 老 技 术 利 用 那 些 老 技 术, 就 可 以 从 细 胞 的 DNA 里 分 辨 出 RNA 他 说, 尽 管 拉 曼 显 微 镜 可 能 慢 一 些, 但 是 应 用 SRS 技 术 来 扩 展 我 们 的 知 识 也 挺 费 劲 的, 跟 使 用 传 统 拉 曼 技 术 差 不 多 采 购 与 分 享 谢 晓 亮 预 计, 一 旦 SRS 被 植 入 商 用 系 统, 很 快 就 会 传 播 开 来, 他 认 为 早 在 今 年 底 之 前 就 会 取 得 这 样 的 进 展 ; 据 报 道, 蔡 司 和 徕 卡 已 经 于 去 年 获 得 这 项 技 术 的 授 权 然 而, 就 像 荧 光 显 微 镜 的 前 车 之 鉴, 技 术 的 传 播 可 能 相 当 缓 慢 第 一 台 商 用 多 光 子 显 微 镜 于 1996 年 发 布 ; 而 2003 年 的 一 项 调 查 发 现,66% 使 用 多 光 子 显 微 镜 的 生 物 学 研 究 仍 然 使 用 定 制 系 统 现 在, 商 用 多 光 子 显 微 镜 则 相 当 普 遍 2009 年 10 月, 适 逢 谢 晓 亮 的 文 章 发 表 十 年, 奥 林 巴 斯 宣 布 要 提 供 可 以 安 装 在 多 光 子 显 微 镜 系 统 上 的 femtocars 模 块 2010 年 1 月,Newport 公 司 展 示 了 可 以 附 接 到 激 光 和 多 光 子 显 微 镜 上 的 波 长 扩 展 单 元, 用 以 支 持 CARS SHG 以 及 其 他 成 像 方 式 据 悉, 徕 卡 也 将 于 下 半 年 推 出 自 己 的 产 品 奥 林 巴 斯 的 产 品 经 理 YiWei(Kevin)Jia 宣 称, 早 在 飞 秒 femtocars 模 块 发 布 之 前, 他 已 经 在 帮 助 各 个 研 究 组 着 手 搭 建 CARS 系 统 ; 而 这 个 用 来 探 测 脂 肪 的 模 块 能 够 让 起 步 更 加 容 易 他 说, 如 果 CARS 的 商 业 化 产 品 推 广 像 多 光 子 显 微 镜 一 样, 那 么 销 售 则 能 在 数 年 之 内 有 一 个 大 的 飞 跃 不 过 目 前 大 多 数 应 用 CARS 显 微 技 术 的 主 要 还 是 物 理 实 验 室, 而 且 使 用 的 是 自 己 搭 建 的 系 统 不 过, 这 些 研 究 人 员 已 经 开 始 和 生 物 学 家 们 合 作 在 普 渡 大 学, 生 物 医 学 工 程 教 授 程 继 新 利 用 CARS 在 细 胞 中 迅 速 地 寻 找 脂 肪 体, 然 后 使 用 同 样 的 光 源, 切 换 到 共 聚 焦 拉 曼 来 做 同 一 个 区 域 更 详 细 的 化 学 成 分 分 析 新 近 关 于 人 类 前 列 腺 肿 瘤 细 胞 的 研 究 发 现, 先 前 被 认 为 由 脂 肪 组 成 的 区 域, 实 际 上 是 被 氧 化 的 脂 肪 酸 下 一 步 是 考 察 这 种 脂 肪 酸 会 否 可 以 用 于 标 记 前 列 腺 癌 的 严 重 性 在 别 的 项 目 中, 程 继 新 已 经 发 展 了 一 个 平 台, 可 自 动 收 集 CARS 信 号 的 来 观 测 脂 肪, 还 利 用 一 种 叫 做 和 频 产 生 的 技 术 看 到 特 定 的 蛋 白 纤 维 有 了 这 种 技 术, 程 继 新 及 其 合 作 者 们 可 以 研 究 富 脂 免 疫 细 胞 如 何 将 自 己 嵌 入 到 血 管 壁 的 胶 原 蛋 白 基 质 中 去 的 - 这 类 观 测 可 以 揭 示 动 脉 粥 样 硬 化 中 的 血 块 是 如 何 形 成 的 程 继 新 和 他 的 同 事 还 独 立 监 测 了 多 发 性 硬 化 症 的 老 鼠 模 型 中 的 神 经 元 髓 鞘, 并 且 精 确 地 指 出 是 轴 突 的 某 个 地 方 出 现 了 损 伤 他 说, 以 前 在 活 体 组 织 中 对 髓 鞘 的 监 测 是 没 有 办 法 达 到 单 细 胞 水 平 的 J a l i n k 说, 髓 鞘 因 为 紧 密 堆 积 了 大 量 脂 质, 特 别 适 合 用 CARS 成 像 非 标 记 显 微 技 术 在 其 他 方 面 的 应 用 则 可 能 没 那 么 容 易 他 说 经 常 使 用 激 光 器 的 研 究 人 员 很 可 能 会 想 办 法 采 用 这 样 的 技 术, 他 补 充 道, 技 术 上 讲, 这 是 完 全 可 行 的, 但 是 如 果 我 能 用 另 一 种 方 式 来 获 得 同 样 的 信 息, 我 为 什 么 要 采 用 这 个 多 少 有 些 复 杂 而 且 昂 贵 的 技 术 呢? 技 术 一 旦 发 展 起 来, 研 究 人 员 就 能 把 它 们 应 用 到 新 的 方 面 哥 伦 比 亚 大 学 的 Rafael Yuste 利 用 光 学 手 段 来 测 量 神 经 电 位 二 次 谐 波 发 生 (SHG) 成 像 技 术 依 赖 于 排 列 非 常 规 则 的 分 子 产 生 的 超 散 射 光 这 些 分 子 具 有 极 强 的 诱 导 偶 极 矩, 或 者 特 定 的 电 荷 分 布 Yuste 对 位 于 神 经 元 细 胞 膜 这 类 分 子 非 常 感 兴 趣 - 因 为 电 场 贯 穿 其 中 由 于 二 次 谐 波 信 号 和 电 场 强 度 直 接 成 比 例, 因 而 可 以 自 动 获 得 电 压 信 号 问 题 在 于, 能 够 很 好 地 实 现 这 一 目 标 的 分 子 非 常 少 为 了 达 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 57

62 Chemical Newsletter 化学通讯 到好的效果 Yu st e说 你需要非常仔细地去扫描全谱 来寻 处可见 找潜在的内源性二次谐波发色基团 他说 发展这种技术需 当这样的交流变得日益重要的时候 对新实验的大胆尝试 要依赖学科交叉 需要研究人员在他们研究领域的边缘工作 也变得重要起来-而这些实验与物理学家们以往的经验可能截 但是在现实中 这种工作往往在研究者们自己的系里得不到足 然不同 在一项旨在制造弹性血管的生物工程项目中 Enejder 够的资金和支持 这也是为什么能够实现这一目标的分子资源 和 同 事 们 想 要 监 测 植 入 纤 维 素 基 质 的 肌 肉 细 胞 的 生长 与 较少的原因 CA RS一起 Enedjer和同事们利用SHG观察了植入的细胞 他 Enejder等人相信 学科交叉能够帮助人们解决大量只能由 们很高兴地发现 自己可以监测到被植入细胞是如何与纤维素 非标记的非线性显微技术来观测的问题 虽然Enejder的背景 网进行接触 开始生成胶原蛋白纤维的 在组织工程研究中 的是物理学 她还是转到了生物系 因为在那里可以更容易的了 这种方法可以大大帮助确定最优参数 尽管纸张中的植物纤维 解生物学家们在成像上到底遇到了什么问题 非线性光学如何 素SHG成像看不到 但是细菌分泌的植物纤维素确实 拥有一 才能帮得上忙 她说 那些把自己的眼光牢牢地局限在物理系 种有规律的模式 能够产生SHG信号 Enejder 解释说 仅仅 内部的人可以继续优化技术 但是他们或许不了解生物学家到 依赖别人文章里说的哪些可以观测是不行的 你得自己去试才 底希望看到什么 我就完全没有这个问题 在我眼里 应用随 行 中国科学院化学研究所成功合成新的碳同素异形体-石墨炔 近二十年来 科学家们一直致力于发展新的方法合成新的 这一结果被认为是碳化学的一个重要进展 它将为大面积石墨 碳的同素异形体 探索其新的性能 先后发现了富勒烯 碳纳 炔薄膜在纳米电子的应用开辟一条道路 该论文一经发表 就 米管和石墨烯等新的碳的同素异形体 并成为了国际学术研究 被编辑 选为Sh owc a si n g 文章网上出版后 立即被评为HO T 的前沿和热点 碳具有sp sp 和sp三种杂化态 通过不同杂化 a r t icl e 并在一个多月中点击率排名一直 第一 并成为C h e m. 3 2 态可以形成多种碳的同素异形体 如通过sp 杂化可以形成金刚 C o m m u n.为中国春节特 选的To p a r t icle M a t e r i a l s To d ay 石 通过s p 与s p 杂化则可以形成碳纳米管 富勒烯和石墨烯 杂志和 自然 出版集团的N P G A si a M a t e r i a l s等也准备以 等 由于sp杂化态形成的碳碳三键具有线性结构 无顺反异构 Highlight形式报道 体和高共轭等优点 人们一直渴望能够获得具有sp杂化态的碳 的新同素异形体 并认为该类碳材料具备优异的电学 光学和 光电性能 并将成为下一代新的电子和光电器件的关键材料 石墨炔是第一个以sp sp 2 和sp 3三种杂化态形成的新的碳同素 异形体 最有可能被人工合成的非天然的碳同素异形体 化学所有机固体院重点实验室科研人员长期致力于富勒烯 等碳材料的合成 聚集态结构和性能的研究 最近 在国家自 然科学基金委 科技部和中国科学院的资助下 在石墨炔研究 方面取得了重要突破 利用六炔基苯在铜片的催化作用下发生 偶联反应 成功地在铜片表面上通过化学方法合成了大面积碳 的新的同素异形体-石墨炔 g raphdiy ne 薄膜 研究结果还证 实石墨炔是由1 3 -二炔键将苯环共轭连接形成二维平面网络 结构的全碳分子 具有丰富的碳化学键 大的共轭体系 宽面间 距 优良的化学稳定性和半导体性能 所获得的石墨炔单晶薄 膜具有较高的有序度和较低的缺陷 薄膜电导率为 S m -1 这种碳的新同素异形体的发现 使得受国际科学界高度重 视的碳材料 家族 又诞生了一个新的成员 石墨炔特殊的电子 结构将在超导 电子 能源以及光电等领域具有潜在 重要的 应用前景 研究结果发表在Chem. Com mu n 上 58 科学动态/化学通讯

63 Newsletter Chemical 化学通讯 PNAS 绿茶中EGCG可解除蛋白质 异常沉积带来的毒性 酯)可解除与老年痴呆症等疾病有关的蛋白质异常沉积带来的 毒性 研究人员说 β淀粉样蛋白是由蛋白质的错误折叠导致的 它的异常沉积对神经细胞有致命毒性 可导致细胞死亡 β淀 粉样蛋白异常沉积是老 年痴呆症和帕金森氏症等疾病的重要 病因 德尔布吕克分 子医学中心 研 究人员在试 管和细胞培养基 实验中发现 植 入 这种有毒蛋白沉积会导致 神经细胞 新陈代 谢水平下降 细胞膜也会变得不稳定 而一旦有绿茶活性物质 EG CG 介入 这些细胞受损的现象会消失 EG CG解毒作用的 机理是其首先与纤维状β淀粉样蛋白结合 将后者转变成对神 经细胞无害 之后又会被细胞分解的球状蛋白聚集体 EG CG不仅能解毒 还能防毒 马克斯 德尔布吕克分子医 学中心此前的一项研究已经发现EGCG有防患于未然的作用 它能够与还没有折叠的蛋白质结合 阻止其错误折叠 从而阻 止与老年痴呆症 帕金森氏症和亨廷顿舞蹈病有关的有毒蛋白 沉积的形成 这一成果发表在最新一期的PNAS上 (生 物 谷 推 荐原 始出 处 P N A S A p r i l 1 2, , d o i : 斯 德尔布吕克分子医学中心4月14日报告的一项最新研究 /pnas ) 成果显示 绿茶中活性物质E G CG (表没食子儿茶素没食子酸 自然 新子刊 自然 通讯 发布创刊号 为 自然 杂志第17本子刊 发表论文覆盖多种学科 自1992年 自然 遗传学 发行以来 自然 旗下的期刊 列期刊竞争 而在于发布严谨而颇具综合性并代表某一领域重 已增至16种 其中包括去年 刚成立的子刊 自然 化学 这个 大进展的研究论文 除此以外 还欢迎来自目前没有被 自然 月 自然出版集团又发行了第17本子刊 自然 通讯 Nat u re 旗下某一期刊聚焦的领域的论文 如发育生物学 植物学 微生 Communications 物学 生态演化学 古生物学 天文学 高能物理学等 自然 就此发表社论说 自然 旗下以往的所有子刊都 与 自然 系列其他子刊一样 自然 通讯 有单独的编 各自聚焦于特定的学科或研究领 域 其目标是有针对性地发表 委 而且 它还是 自然 旗下第一本以混合模式发行的期刊- 最具原创性和科学影响力的研究工作 现在看来 自然 系列 通过订阅或向作者收费以使论文可被即时开放获取 此外 自 子刊的高影响因子证明这一目标已经实现 然 通讯 还是第一本完全在线的 自然 系列期刊 没有印刷 与以往的子刊相比 新子刊 自然 通讯 有所不同 其覆 版本 盖多种学科 自然 通讯 的目的不在于与已有的 自然 系 科学动态/化学通讯 科学网 谢文兵/编译 59

64 Chemical Newsletter 化学通讯 漂浮在水面上的水珠 为什么有时候水龙头滴下来的水珠不会立刻融入到水中 而是会在水面上漂浮零点几秒 家观测到硅油的液面上形成了厘 米大小的半球形 漂浮 硅油液 滴 如图 左 所示 沐右回答 同时科学家们测量了这层空气膜的厚度随着时间的变化 有的时候 从水龙头上滴下来的水滴不会立刻融入下面的 右图所示从垂直于液面的方向可以看到彩色的同心圆条纹 这 水中 而是会在水面上漂浮个零点几秒的时间 类似的现象经 是因为空气薄膜而产生的光的干涉 就跟日常生活中我们在肥 常可以观察到 手洗衣物时滴落到水面上弹动的肥皂水滴 搅 皂泡上看到彩色花纹的道理一样 空气薄膜的厚度不同 条纹 咖啡时溅起又落到杯子里漂浮着的咖啡液滴 把烧热的油倒到 的颜色 分布也不同 通过测量不同时间的条纹 科学家们还可 盘子里时漂浮在油面上的小油珠 这是为什么呢 以得出空气膜的厚度随着时间的慢慢变薄 最终使得两部分液 很多人可能会认为 这两部分液体的表面直接接触并存在 体融合在一起 某种斥力 从而阻碍着它们融在一起 但事实上 造成这种现象 的原因正是这两部分液体没有直接接触-它们的中间总是有着 这个直观的实验可以证明 在水滴的问题中 水滴和水面之 间的那层空气薄膜正是造成这种神奇现象的原因 1. P a s q u a l e D e l l Av e r s a n a, N o n c o a l e s c e n c e o f 另外一种流体的隔断 并起着一种润滑作用 在我们的问题中 这种流体就是空气 一般来说 空气被完全挤出去的时候就是 droplets, 2. Y. Couder et. al., Phys. Rev. Lett. 94, (2005). 它们相融的时候 [1] 本 文 转 自 科 学 松 鼠 会 h t t p : / / s o n g s h u h u i. n e t / 这种说法是经过科学验证的 科学家们用硅油做了类似的 [2] 实验 因为硅油比水的粘度大得多 所以在硅油里发生的同 archives/33732.html 样现象比在水中慢的多而更方便观测 通过一定的手段 科学 紫杉醇与红豆杉 聚合的微管蛋白二聚体反应 细胞接触紫杉醇后会在细胞内积 累大量的微管 这些微管的积累干扰了细胞的各种功能,特别是 图1 紫杉醇的结构使细胞分裂停止于有丝分裂期 阻断了细胞 的正常分裂 通过Ⅱ-Ⅲ临床研究 紫杉醇主要适用于卵巢癌和 乳腺癌 对肺癌 大肠癌 黑色素瘤 头颈部癌 淋巴瘤 脑瘤 也都有一定疗效 紫杉醇 Paclitaxel 别名 泰素 紫素 特素 化学名称 5β 20-环氧-1 2α 4 7β 10β 13α-六羟基紫杉烷-11-烯-9- 图1 紫杉醇的结构 酮 二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13[ 2 R 3 S -N-苯甲酰-3- 说道紫杉醇 可能许多人非常陌生 觉得离我们很远很远 但是如果告诉你它是世界上最好的抗癌药物 那么你是否会觉 苯基异丝氨酸酯] 结构如图1所示 分子式为C47H51NO14 分子量 得它很 亲切 呢 紫杉醇一般由红豆杉科植物红豆杉的干燥根 枝叶以及树 紫杉醇 皮中提取 99.5%(和霖生物) 白色结晶体粉末 无臭 无味 不 紫杉醇是红豆杉属植物中的一种复杂的次生代谢产物,也是 溶于水 易溶于氯仿 丙酮等有机溶剂 目前所了解的惟一一种可以促进微管聚合和稳定已聚合微管的 发现历史 药物 同位素示踪表明,紫杉醇只结合到聚合的微管上,不与未 1963年美国化学家瓦尼 M.C. Wa n i 和沃尔 Mon r ee. 60 科普天地/化学通讯

65 Newsletter Chemical 化学通讯 Wa l l 首次 从一 种 生长 在 美 国 西 部 大 森 林中 称 谓 太平 洋 杉 回流浸提3次 真空减压浓缩至热测比重 ｇ/mL Pacif icyew 树皮和木材中分离到了紫杉醇的粗提物 在筛 氯仿萃取 萃取液浓缩成膏状 得紫杉醇含量１ 氯仿膏 将紫 选实验中 Wani和 Wall发现紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿 杉醇含量１ 氯仿膏加氯仿溶解完全 加硅胶搅拌均匀 凉干 瘤细胞有很高活性 并开始分离这种活性成份 由于该活性成 过筛 填装到层析柱中 氯仿 甲醇梯度洗脱 TLC检测 分段 份在植物中含量极低 直到1971年 他们才同杜克 D u ke 大 合并浓缩 得紫杉醇含量5-8 半成品 将紫杉醇含量5%-8 学的化学教授姆克法尔 A nd re T. McPhail 合作 通过x-射 半成品加丙酮溶解完全 加硅 胶 搅 拌均匀 凉干 过筛 填装 线分析确定了该活性成份的化学结构-一种四环二萜化合物 并 到层析柱中 丙酮 石油醚梯度洗脱 ＴＬＣ检测 分段合并浓 把它命名为紫杉醇 taxol 目前 紫杉醇已成为世界销量第一 缩 得紫杉醇含量20% -25 半成品 用丙酮 石油醚系统结晶 的抗肿瘤药物 同时国外又在做紫杉醇对阿尔茨海默氏病及其 3-4次 抽滤 50 真空减压干燥 得紫杉醇含量75%-80 半成 它癌症方面的临床试验 品 16Mpa压力层析分离 ＴＬＣ检测 分段合并浓缩 目标段浓 合成方法 缩物丙酮 石油醚结晶 抽滤 干燥 得紫杉醇含量 99.5 成 当前 人类获得紫杉醇的方法有 1.天然提取 2.人工合成 品 3.半人工合成 4.生物发酵 后三种方法大都停留在实验室阶 段 去除胶质的过程为 高压硅胶层析柱层析去除胶质 同时 将紫杉烷化合物分离为紫杉醇 三尖杉宁碱 ７-表紫杉醇３部 1 紫杉醇的生物合成 分 紫杉醇的分子式为 C 47 H 51 NO14是萜类环状结构的天然次 红豆杉 生代谢物 主要由紫杉烷环和侧链组成 研究其生物合成 对于 红豆杉的红豆 宛如南国的相思豆 外红里艳 可以寄托人 人为定向的提高合成效率及克隆组合 形成关键的酶的基因 们的相思 红豆杉得名也是因为它生长着与红豆一样的果实 提高紫杉醇的产量意义重大 目前的关键是能否找到一两个关 故得名红豆杉 键酶的发现 并使得其基因纯化和基因克隆 克隆红豆杉基因 能否突破还有待于观察 不过人们已经找到的假想途径 目前 这些技术还处在实验室阶段 2 紫杉醇的化学合成 根据研究及报道 从红豆杉植物中分离得到的10-去乙酰浆 果赤霉素Ⅲ 巴卡亭Ⅲ 显然活性低于紫杉醇 但可以从红豆 杉针叶中提取 该物质经过四步化学过程可合成紫杉醇 为解 决紫杉醇新来源途径取得重大进展 以N ICOLAOU博士为首 的美国研究小组在1994年报道通过化学法全合成紫杉醇的结 果 但化学合成从实质意义上说还没有取得彻底的突破 目前 红豆杉的红豆 还不具备应用价值 红 豆杉 又 称紫 杉 属浅 根植物 其主 根不明显 侧根 发 3 紫杉醇的微生物合成 达 是世界上公认的濒临灭绝的天然珍稀抗癌植物 是第四纪 STTERLE等从短叶红豆杉韧皮部分 分离得到一种寄生真 冰川遗留下来的古老树 种 在地球上已有250万年的历史 野 菌 taxo myces an dreanae.可以在特定的培养基中产生紫杉 生红豆杉一般散生在海拔 米的深山密林中 成材需 醇及相关烃合物 但由于目前产量极低 所以还不能在生产中 年 而1千克10 0年树龄的树皮 仅仅能获得50毫克-10 0 得到应用 重组DNA技术可望提高紫杉醇的产量 毫克的紫杉醇 据测算 即使将全世界的野生红豆杉全部砍伐 通过研究还发现 根是除树皮外紫杉醇含量最高的器官 用于提取紫杉醇 也只能挽救12.5万个生命 因此 紫杉醇售价 人们利用发根农杆菌 ag robac ter ium rhizogenes 浸然红豆 昂贵 国际市场上每公斤售价在4 0万美元以上 由于在自然条 杉植物外植体诱导生根 这一办法不需外援激素 发根生长迅 件下红豆杉生长速度缓慢 再生能力差 所以很长时间以来 世 速 遗传性状稳定而受到重视 如能把寻找合成紫杉醇或其类 界范围内还没有形成大规摸的红豆杉原料林基地 中国已将其 似衍生物 从微生物合成途径中 定向得到关键酶和克隆红豆 列为一级珍稀濒危保护植物 联合国也明令禁止采伐 杉相关基因结合起来 可使这一方法得到突破 红豆杉的提取物 TAXOL PACLI TAXEL 紫杉醇具有独 4 高效分离纯化紫杉醇的方法 特的抗癌机理 美国国立肿瘤研究所所长BRODER博士称紫杉 包括ａ 萃取 以红豆杉为原料获得含有紫杉醇的提取物 醇是继阿霉素 顺铂以后 十五年来被认为是对多种癌症疗效 ｂ 去除胶质 除去提取物中的胶质杂质 ｃ 分离纯化 好 副作用小的新型抗癌药物 二十世纪八十年代开始 美国 紫杉醇生产工艺如下 英国 俄罗斯 韩国 中国都相继开展了深入的研究 美国率先 红豆杉树皮粉碎 越细越好 酒精,35-55 热 把研究成果应用于医学临床并在治疗各种癌症方面取得了显着 科普天地/化学通讯 61

66 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 的 临 床 效 果 从 此 人 类 在 抗 癌 领 域 中 又 取 得 了 新 的 突 破 所 以 到 目 前 为 止 以 至 在 今 后 相 当 长 的 时 间 内, 人 类 同 癌 症 做 抗 争 的 的 最 有 利 的 武 器 还 只 能 是 紫 杉 醇 紫 杉 醇 主 要 是 从 红 豆 杉 的 根 皮 茎 叶 中 来 提 取 由 于 提 取 工 艺 较 为 复 杂, 由 其 是 在 去 除 原 液 中 的 叶 绿 素 的 成 份 方 面 较 为 困 难, 在 加 之 设 备 投 资 较 大, 由 其 是 原 料 来 源 缺 乏, 紫 杉 醇 的 规 摸 性 提 取 在 我 国 发 展 较 晚, 二 十 世 纪 九 十 年 代 刚 刚 开 始 目 前, 全 球 每 年 大 约 死 于 癌 症 的 病 人 在 630 万 左 右 仅 美 国 欧 洲 日 本 每 年 就 在 40 0 万 人 左 右 治 疗 这 些 病 人 每 年 大 约 消 耗 公 斤 紫 杉 醇 而 全 世 界 每 年 大 约 只 能 生 产 公 斤 紫 杉 醇 其 中 美 国 可 生 产 公 斤 中 国 只 能 生 产 50 公 斤 左 右 因 此 紫 杉 醇 的 市 场 开 发 应 用 潜 力 巨 大 同 时 大 规 摸 的 培 植 红 豆 杉 原 料 用 材 林 基 地, 也 蕴 藏 着 巨 大 的 市 场 商 机 所 以, 红 豆 杉 的 身 价 也 因 此 倍 增 在 国 外, 加 拿 大 的 植 源 药 物 公 司 美 国 的 泰 坦 化 学 公 司 美 国 的 施 贵 宝 (BNS) 公 司 是 应 用 红 豆 杉 开 发 紫 杉 醇 最 早 技 术 实 力 最 强 经 济 实 力 最 大 的 公 司 由 其 是 美 国 的 施 贵 宝 公 司, 二 十 年 来 一 直 独 霸 世 界 紫 杉 醇 市 场 该 公 司 用 做 提 炼 紫 杉 醇 的 原 料 有 相 当 数 量 是 从 中 国 进 口, 或 通 过 其 它 途 径 获 得, 然 后 其 产 品 紫 杉 醇 针 剂 在 反 销 中 国 从 中 获 取 暴 利 中 国 生 产 的 紫 杉 醇 (TAXOL) 含 量 都 在 98% 以 上, 出 口 价 位 一 般 在 800 元 / 克 人 民 币, 在 国 外 每 克 紫 杉 醇 被 制 成 33 克 针 研 究 发 现 天 然 反 式 脂 肪 酸 也 不 利 于 健 康 新 华 网 海 牙 3 月 2 日 专 电 ( 记 者 潘 治 ) 人 们 知 晓, 人 造 反 式 脂 肪 酸 不 利 于 健 康, 但 对 天 然 反 式 脂 肪 酸 的 作 用 却 知 之 不 详 荷 兰 科 学 家 最 新 研 究 确 认, 天 然 反 式 脂 肪 酸 也 对 人 体 无 益, 不 利 于 控 制 人 体 内 的 胆 固 醇 水 平 全 脂 牛 奶 黄 油 牛 肉 和 羊 肉 等 含 有 少 量 的 反 式 脂 肪 酸 此 前, 人 们 一 直 认 为, 天 然 反 式 脂 肪 酸 与 植 物 油 等 经 过 氢 化 技 术 处 理 后 产 生 的 人 造 反 式 脂 肪 酸 有 所 差 别, 天 然 反 式 脂 肪 酸 对 健 康 危 害 不 大 荷 兰 阿 姆 斯 特 丹 自 由 大 学 2 日 发 布 新 闻 公 报 说, 该 校 研 究 人 员 英 格 博 格 布 劳 沃 等 人 发 现, 这 些 天 然 反 式 脂 肪 酸 同 样 会 使 剂, 每 支 含 紫 杉 醇 大 约 30 毫 升, 反 销 我 国 大 约 每 支 2500 元 / 支 ( 人 民 币 ) 也 就 是 说 我 国 的 癌 症 病 人, 每 使 用 一 克 进 口 紫 杉 醇 相 当 于 付 出 了 元 人 民 币, 是 黄 金 价 格 的 600 多 倍 有 助 于 防 止 血 管 硬 化 的 好 胆 固 醇 减 少, 并 使 引 致 血 管 梗 塞 的 坏 胆 固 醇 增 加 一 种 源 自 牛 奶 中 的 特 殊 反 式 脂 肪 酸 共 轭 亚 麻 酸, 目 前 被 当 作 减 肥 用 的 营 养 保 健 品, 但 根 据 上 述 研 究 结 果, 研 究 人 员 认 为 这 类 食 品 也 该 少 吃 反 式 脂 肪 酸 的 名 称 来 源 于 其 化 学 结 构, 它 的 分 子 包 含 位 于 碳 原 子 相 对 两 边 的 反 向 共 价 键 结 构 一 些 植 物 油 等 食 用 油 经 氢 化 处 理 后 会 具 有 耐 高 温 不 易 变 质 存 放 更 久 等 优 点, 因 而 大 量 应 用 于 食 品 工 业, 但 其 产 生 的 反 式 脂 肪 酸 则 会 破 坏 人 体 胆 固 醇 水 平, 增 加 心 血 管 疾 病 的 发 病 风 险 目 前 一 些 国 家 已 经 开 始 限 制 反 式 脂 肪 酸 的 使 用 对 反 式 脂 肪 酸 的 检 测 方 法 探 讨 正 因 如 此, 中 国 的 野 生 红 豆 杉, 在 短 短 的 十 几 年 中 遭 到 了 史 无 前 例 的 砍 伐 和 破 坏, 野 生 存 量 锐 减 有 的 地 区 甚 至 已 濒 临 灭 绝 因 此, 保 护 现 有 资 源 人 工 扩 大 红 豆 杉 资 源 总 量, 就 摆 在 了 有 识 之 士 面 前 相 关 背 景 : 位 于 美 国 西 部 洛 杉 矶 和 西 雅 图 之 间 有 个 两 千 户 人 家 的 小 镇, 这 里 的 人 平 均 寿 命 长 达 115 岁, 有 专 家 认 为 这 可 能 与 这 里 的 居 民 常 年 生 活 中 茂 密 的 红 豆 杉 森 林 中 有 关 国 内, 2009 年 中 旬, 红 豆 集 团 已 建 成 红 豆 杉 生 态 园 区 亩, 现 已 培 育 一 年 生 及 以 上 的 红 豆 杉 3000 万 株, 每 年 育 红 豆 杉 苗 600 多 万 株, 成 为 国 内 最 大 的 红 豆 杉 实 生 苗 繁 育 基 地, 全 世 界 最 大 的 红 豆 杉 实 生 苗 栽 培 基 地 之 一 ( 编 者 的 话 : 紫 杉 醇 若 成 功 合 成, 其 意 义 不 仅 在 于 其 经 济 价 值, 更 在 于 它 的 社 会 价 值 如 果 其 成 本 可 大 幅 度 降 低, 产 量 可 大 幅 度 升 高, 那 么 癌 症 将 不 再 意 味 着 恐 惧, 无 数 的 患 者 及 其 家 庭 将 不 会 再 悲 伤 痛 苦 和 绝 望 对 于 紫 杉 醇 和 红 豆 杉 的 相 关 知 识 远 不 是 编 者 能 用 以 上 的 文 字 所 表 达 的 编 者 只 是 希 望 通 过 普 及 知 识, 使 有 志 于 从 事 化 学 事 业 的 初 高 中 学 生, 能 够 热 爱 化 学 这 门 学 科, 深 刻 了 解 化 学 的 重 要 性, 能 在 不 远 的 将 来 成 为 一 名 优 秀 的 化 学 科 研 工 作 者 ) 反 式 脂 肪 酸 是 在 自 然 条 件 下 存 在 于 一 些 动 物 制 成 食 品 中 的 脂 肪 酸, 当 植 物 油 通 过 浓 缩 制 造 其 他 产 品 如 人 造 黄 油 时, 也 会 形 成 反 式 脂 肪 酸 其 中 尤 以 人 造 奶 油 酥 烤 油 的 含 量 最 多 大 多 数 人 都 以 为 动 物 性 油 所 含 的 饱 和 脂 肪 酸 高 于 植 物 油, 但 经 过 多 年 来 的 研 究 表 明, 植 物 奶 油 中 的 反 式 脂 肪 酸 一 样 对 人 体 有 害, 而 且 危 害 可 能 甚 于 动 物 性 油 脂 反 式 脂 肪 酸 (T FAS) 对 人 体 的 危 害 已 引 起 人 们 普 遍 的 关 注, 美 国 和 欧 盟 8 国 已 开 始 出 台 标 准, 对 反 式 脂 肪 酸 含 量 予 以 限 制 目 前 我 国 对 反 式 脂 肪 酸 的 认 识 才 刚 开 始, 而 国 外 对 其 的 研 究 已 进 入 强 制 整 改 阶 段 因 反 式 脂 肪 酸 对 人 体 的 危 害 是 饱 和 脂 肪 酸 的 10 倍 因 此 我 国 也 开 始 采 取 行 动, 相 关 标 准 与 测 试 方 法 正 在 研 究 与 进 行 中 江 苏 省 常 州 市 产 品 质 量 监 督 检 验 所 根 据 相 关 资 料 也 进 行 了 反 式 脂 肪 酸 检 测 的 探 讨, 下 面 笔 者 对 反 式 脂 肪 酸 及 检 测 谈 谈 实 践 体 会 脂 肪 由 饱 和 多 不 饱 和 不 饱 和 和 单 不 饱 和 脂 肪 酸 组 成 EPA DHA 是 两 种 多 不 饱 和 脂 肪 酸, 根 据 他 们 化 学 结 构 含 碳 的 多 少, 也 叫 二 十 碳 五 烯 酸 和 二 十 二 碳 六 烯 酸 EPA DHA 是 组 成 磷 脂 胆 固 醇 酯 的 重 要 脂 肪 酸 62 科 普 天 地 / 化 学 通 讯

67 Newsletter Chemical 化学通讯 1.试验要求 食物的饱和脂肪酸主要来自动物产品和某些植物油 包括 椰子油 棕榈油和可可油 食物中的不饱和脂肪酸主要是顺 式的 动物脂肪酸有一小部分是反式的 人们在用化学方法对 所用试 剂 均为色谱 纯 或 分析 纯 试 验 用水 超 纯 水 或 蒸 水 1.1用标准品对照定性 在样品检测前利用脂肪酸甲脂混标 油进行加工时 有时会通过氢化作用给多不饱和脂肪酸加上氢 原子 新加入的氢原子位于两侧 变成了反式脂肪酸 这种人工 摸索有效分离条件 1.2 样品甲脂化 化合物最典型的代表就是人造奶油或人造黄油 不饱和脂肪酸是人体必需脂肪酸 不饱和脂肪酸根据双健 称取油样0.5g于100毫升带塞梨形瓶加10毫升1 1石油谜与 个数的不同 分为单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸两种 食 苯的混合溶液 使油脂溶解 在加入20毫升0.4molKOH 甲醇 物脂肪中 单不饱和脂肪酸有油酸 多不饱和脂肪酸有亚油酸 溶液 摇匀 室温下放置约15分钟 加纯水30毫升 使谜层及甲 亚麻酸 花生四烯酸等 脂与水分层 反复提取两次 必要时加数滴乙醇 使溶液澄清 反式脂肪酸是来自于加工时氢化作用产生的 植物油经过 收集清液定容至50毫升 进行气相色谱分析 氢化作用 顺式脂肪酸就会变成不自然的反式脂肪酸 成为固 三 检测条件 态或半固态物质 这种脂肪成分可能会引起心血管病 危害健 检测器温度 300 康 反式脂肪酸会增加不良胆固醇 同时减少良性胆固醇的含 进样口温度 250 量 干扰脂肪酸的新陈代谢 可能会引发某种癌症 柱 温箱温 度 程 序升温 m i n -15 / m i n 反式脂肪酸在自然食品中含量很少 人们平时食用的含有 5min) 反式脂肪酸的食品 基本上来自含有人造奶油的食品 含有氢 流速 0.7mL/m 化植物油的食品都可能含有反式脂肪酸 最常见的是烘烤食品 分流 50 饼干 面包等 沙拉酱 以及炸薯条 炸鸡块 洋葱圈等快 四 方法的精度及回收率 餐食品 还有西式糕点 巧克力派 咖啡伴侣 热巧克力等 只 分别选用高低浓度样品进行精度和回收率试验 其结果见 不过反式脂肪酸的名称不一 一般都在商品包装上标注为 氢 表1 表2 化植物油 植物起酥油 人造黄油 人造奶油 植 物奶油 麦淇淋 起酥油 或 植脂末 其中都可能含 有反式脂肪酸 以前我国没有对反式脂肪酸的检测方法 最近TFA检测方 法已在杭州 诞生 国家标准也有 望在今 年 年底前颁布 另 外 从国家水产品及加工食品监督检验中心 杭州市质量技术 监督检测院 获悉 由该中心负责完成的 反式脂肪酸(TFA)检 测方法研究 课题 目前已通过专家审定 该课题的完成结束了 我国对于TFA的含量没有行业标准 也没有检测方法的被动局 面 这一举措将走在国际前列 我们根据江西食品工业青龙高 五 结果分析 科技股份有限公司文献提供 按其参数及操作条件 对样品的 试验结果表明测定方法的平均回收率为93 有较好的准 前处理 色谱条件的选择 技术参数进行了摸索 以反式棕榈 酸 反式十八烯酸进行检测为例 此法快速有效 具体方法 确度和精密度 该方法具有重复性好 回收率高 操作简便 灵 一 实验部分 敏度高等优点 特别适宜样品低含量的测定 根据谱图结果 设备 瓦里安GC3800 组分的分离效果也较为满意 能保证数据准确可靠 色谱柱 EC-1000( ) 六 结论 检测器 FID 此方法在测定反式脂肪酸项目上能得到较好的应用 标准品 反式棕榈酸 C 16:0 反式十八烯酸(C 20:0) 作者单位 江苏省常州市产品质量监督检验所 文/盛 华 二 实验步骤 科学家揭开有时热水冻结速度超过冷水之谜 北京时间3月29日消息 据英国 新科学家 杂志报道 有 时候 热水的冻结速度反而会超过冷水 这是为什么呢 这种 学宾厄姆顿分校负责辐射安全的官员詹姆斯 布朗里奇最终发 现证据 证明这种现象可能与水中杂乱无章的杂质有关 热水快速冻结现象被称之为 姆佩巴效应 以坦桑尼亚 怪异的现象困扰了几代科学家 经过数百次实验 纽约州立大 学生埃拉斯托 姆佩巴的名字命名 对于姆佩巴效应 物理学家 科普天地/化学通讯 63

68 Chemical Newsletter 化学通讯 杂质都能在特定温度下触发冻结机关 核化温度最高的杂质决 定了水的冻结温度 布朗里奇对两个同样温度的水样-20摄氏度的自来水-进行 了实验 他把水样装入试管 而后放入冰箱中冷冻 由于杂质的 随机混合导致其拥有更高冻结点 其中一个水样将首先冻结 如果这种差异足够大 姆佩巴效应便会出现 布朗里奇选择自 然 冻结点更高的水样 并将其加热到80摄氏度 另一个则只加 热到室温 而后将试管放回冰箱 他表示 如果热水冻结点至少 高出5摄氏度 其冻结速度往往会超过冷水 可能让人感到惊讶的是 区区5摄氏度就是一个足够大的 差异 帮助温度更高的水首先 冲过终点线 而如果以60摄氏 度作为起步点 它们在这场冻结较量中便要以失败告终 物体 图片来自GettyImages 与周围环境-具体到这项实验 指的就是冰箱-的温差越大 其 曾提出几种可能的假设 其中包括水分更快蒸发导致热水体积 冻结 的速度就越快 也就是说 在温度较低的水样达到零下7 变小 一层霜隔绝了温度更低的水以及溶质浓度存在差异 但 摄氏度这一冻结点前 热水样首先达到零下2摄氏度这一冻结 任何一种解释都很难让人信服 因为这种效应并不可靠 冷水 点 进而以更快的速度冻结 冻结速度往往还是超过热水 为什么其他人没有注意到这一点 布朗里奇表示 其他人 布朗里奇认为 杂乱无章的杂质才是导致热水更快速冻结 在一次研究一个因素时并没有很好地控制实验环境 例如必须 的关键因素 过去10年时间里 他利用空闲时间进行了数百次 控制容器的类型以及水样在冰箱中的位置 但布朗里奇所做的 有关姆佩巴效应的实验 最终发现这种效应基于不稳定过度冷 工作不可能终结有关姆佩巴效应的争论 美国密苏里州圣路易 却现象的证据 斯华盛顿大学的乔纳森 卡特兹便持怀疑态度 布朗里奇说 水几乎从不在温度降到零度时冻结 通常是 根据卡特兹的理论 加热能够驱除二氧化碳等杂质 进而 在更低温度下才开始冻结 也就是所说的过度冷却现象 冻结 提高水的冻结点 这也就意味着 加热实际上提高了水首先冻 点取决于水中与冰晶形成有关的杂质 通常情况下 水可能含有 结的机会 而不是布朗里奇所说的与杂乱无章的杂质有关 他 几种类型杂质 其中包括尘粒 被溶解的盐类以及细菌 每一种 说 他可能发现了一种与姆佩巴类似的过度冷却效应 姆佩巴效应得名由来 这种怪异的现象拥有很长的历史 公元前4世纪 亚里斯多 速度超过其他水 德首次发现姆佩巴效应 他这样写道 之前被加热的水冻结 上世纪60年代 这种效应开始走进现代科学界的视线 速度更快 因此 在希望快速冷却热水的时候 很多人会首先将 当时 坦桑尼亚学生姆佩巴对他的老师说 通过将一种加热过 它放在阳光下加热 的混合物放入冰箱 他能够以比正常情况更快的速度制作冰激 弗朗西斯 培根也曾发现这种现象 他在1620年写道 与 凌 这种观点一度让姆佩巴成为同学们的笑柄 直到学校的一 温度极低的水相比 温度稍高 的水更容易冻结 莱恩 笛卡尔 名督学在达累斯萨拉姆重复这项实验证明他的话所言非虚 姆 在1637年指出 经验告诉我们 在火上长时间加热的水冻结 佩巴才得到 平反 国际禁毒日专题 编者的话 网络上报道中学生吸毒的案例 越来越多 这 20世纪80年代以来 吸毒在全世界日趋泛滥 毒品走私日 不得不提醒我们恶魔已经把魔掌伸向了未成年人 扩大宣传和 益严重 毒品的泛滥直接危害人民的身心健康 并给经济发展 提前预防也变得越来越紧迫 本文转载了网络上的一些内容 和社会进步带来巨大威胁 日趋严重的毒品问题已成为全球性 希望能对老师 学生及家长有所帮助 也真诚的希望诸多我国 的灾难 世界上没有哪一个国家和地区能够摆脱毒品之害 由 化学的专家能研制快速检测 发现毒品的新仪器 为打击毒品 贩毒 吸毒诱发的盗窃 抢劫 诈骗 卖淫和各种恶性暴力犯罪 犯罪做出我们的贡献 严重危害着许多国家和地区的治安秩 序 有些地方 贩毒 恐 每年的6月26日是联合国确定的国际禁毒日 Inter national Day Against Dr ug Abuse and Illicit Traff icking 由来 64 怖 黑社会三位一体 已构成破坏国家稳定的因素 面对这一 严峻形势 1987年6月12日至26日 联合国在维也纳召开有138 个国家的30 0 0多名代表参加的麻醉品滥用和非法贩运问题部 科普天地/化学通讯

69 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 长 级 会 议 会 议 提 出 了 爱 生 命, 不 吸 毒 的 口 号 与 会 代 表 一 致 同 意 将 每 年 6 月 26 日 定 为 国 际 禁 毒 日, 以 引 起 世 界 各 国 对 毒 品 问 题 的 重 视, 号 召 全 球 人 民 共 同 来 抵 御 毒 品 的 危 害 同 年 12 月, 第 42 届 联 合 国 大 会 通 过 决 议, 决 定 把 每 年 的 6 月 26 日 定 为 禁 止 药 物 滥 用 和 非 法 贩 运 国 际 日 ( 即 国 际 禁 毒 日 ) 毒 品 : 根 据 中 华 人 民 共 和 国 刑 法 第 357 条 规 定, 毒 品 是 指 鸦 片 海 洛 因 甲 基 苯 丙 胺 ( 冰 毒 ) 吗 啡 大 麻 可 卡 因 以 及 国 家 规 定 管 制 的 其 他 能 够 使 人 形 成 瘾 癖 的 麻 醉 药 品 和 精 神 药 品 麻 醉 药 品 及 精 神 药 品 品 种 目 录 中 列 明 了 121 种 麻 醉 药 品 和 130 种 精 神 药 品 毒 品 通 常 分 为 麻 醉 药 品 和 精 神 药 品 两 大 类 其 中 最 常 见 的 主 要 是 麻 醉 药 品 类 中 的 大 麻 类 鸦 片 类 和 可 卡 因 类 危 害 : 1. 吸 毒 对 社 会 的 危 害 (1) 对 家 庭 的 危 害 : 家 庭 中 一 旦 出 现 了 吸 毒 者, 家 便 不 成 其 为 家 了 吸 毒 者 在 自 我 毁 灭 的 同 时, 也 破 害 自 己 的 家 庭, 使 家 庭 陷 入 经 济 破 产 亲 属 离 散 甚 至 家 破 人 亡 的 困 难 境 地 (2) 对 社 会 生 产 力 的 巨 大 破 坏 : 吸 毒 首 先 导 致 身 体 疾 病, 影 响 生 产, 其 次 是 造 成 社 会 财 富 的 巨 大 损 失 和 浪 费, 同 时 毒 品 活 动 还 造 成 环 境 恶 化, 缩 小 了 人 类 的 生 存 空 间 (3) 毒 品 活 动 扰 乱 社 会 治 安 : 毒 品 活 动 加 剧 诱 发 了 各 种 违 法 犯 罪 活 动, 扰 乱 了 社 会 治 安, 给 社 会 安 定 带 来 巨 大 威 胁 无 论 用 什 么 方 式 吸 毒, 对 人 体 的 身 体 都 会 造 成 极 大 的 损 害 2. 吸 毒 对 身 心 的 危 害 (1) 身 体 依 赖 性, 由 于 反 复 用 药 所 造 成 的 一 种 强 烈 的 依 赖 性 毒 品 作 用 于 人 体, 使 人 体 体 能 产 生 适 应 性 改 变, 形 成 在 药 物 作 用 下 的 新 的 平 衡 状 态 一 旦 停 掉 药 物, 生 理 功 能 就 会 发 生 紊 乱, 出 现 一 系 列 严 重 反 应, 称 为 戒 断 反 应, 使 人 感 到 非 常 痛 苦 用 药 者 为 了 避 免 戒 断 反 应, 就 必 须 定 时 用 药, 并 且 不 断 加 大 剂 量, 使 吸 毒 者 终 日 离 不 开 毒 品 (2) 精 神 依 赖 性 毒 品 进 入 人 体 后 作 用 于 人 的 神 经 系 统, 使 吸 毒 者 出 现 一 种 渴 求 用 药 的 强 烈 欲 望, 驱 使 吸 毒 者 不 顾 一 切 地 寻 求 和 使 用 毒 品 一 旦 出 现 精 神 依 赖 后, 即 使 经 过 脱 毒 治 疗, 在 急 性 期 戒 断 反 应 基 本 控 制 后, 要 完 全 康 复 原 有 生 理 机 能 往 往 需 要 数 月 甚 至 数 年 的 时 间 更 严 重 的 是, 对 毒 品 的 依 赖 性 难 以 消 除 这 是 许 多 吸 毒 者 在 一 而 在 再 而 三 复 吸 毒 的 原 因, 也 是 世 界 医 药 学 界 尚 待 解 决 的 课 题 (3) 毒 品 危 害 人 体 的 机 理 我 国 目 前 流 行 最 广 危 害 最 严 重 的 毒 品 是 海 洛 因, 海 洛 因 属 于 阿 片 灯 药 物 在 正 常 人 的 脑 内 和 体 内 一 些 器 官, 存 在 着 内 源 性 阿 片 肽 和 阿 片 受 体 在 正 常 情 况 下, 内 源 性 阿 片 肽 作 用 于 阿 片 受 体, 调 节 着 人 的 情 绪 和 行 为 人 在 吸 食 海 洛 因 后, 抑 制 了 内 源 性 阿 片 肽 的 生 成, 逐 渐 形 成 在 海 洛 因 作 用 下 的 平 衡 状 态, 一 旦 停 用 就 会 出 现 不 安 焦 虑 忽 冷 忽 热 起 鸡 皮 疙 瘩 流 泪 流 涕 出 汗 恶 心 呕 吐 腹 痛 腹 泻 等 这 种 戒 断 反 应 的 痛 苦, 反 过 来 又 促 使 吸 毒 者 为 避 免 这 种 痛 苦 而 千 方 百 计 地 维 持 吸 毒 状 态 冰 毒 和 摇 头 丸 在 药 理 作 用 上 属 中 枢 兴 奋 药, 毁 坏 人 的 神 经 中 枢 毒 品 相 关 知 识 : 1. 怎 样 从 外 观 上 识 别 鸦 片 和 海 洛 因? 鸦 片 为 一 种 黑 褐 色 膏 状 物, 有 一 种 特 殊 的 呛 人 的 气 味, 没 有 嗅 过 的 人 如 果 近 闻, 可 刺 激 你 不 自 禁 地 打 喷 嚏 仔 细 嗅 之, 其 气 味 中 包 含 蜜 糖 烟 叶 及 石 灰 水 等 杂 味 海 洛 因 成 品 的 包 装 为 灰 白 色 长 方 扁 块, 一 般 为 塑 料 薄 膜 热 封, 外 面 通 常 用 黄 色 不 透 明 的 胶 带 纸 缠 绕, 有 250 克 350 克 等 不 同 规 格 包 装 零 散 毒 品 交 易 中 的 海 洛 因, 一 般 用 方 形 或 长 方 形 白 纸 包 装, 每 包 0.1 克 到 1 克 不 等 海 洛 因 毒 品 一 般 为 白 色 或 灰 色 块 状 粉 未 状 物 质, 也 有 棕 色 较 潮 湿 粉 未 状 物 质, 还 有 一 些 因 掺 入 其 他 物 质 后 呈 浅 黄 色 灰 色 等 大 多 数 海 洛 因 毒 品 均 有 醋 酸 气 味 Р 如 果 发 现 这 种 特 殊 包 装 的 小 纸 包, 应 引 起 高 度 重 视 2. 怎 样 识 别 火 锅 和 食 物 中 加 了 罂 粟 壳? 第 一, 从 外 观 上 识 别 罂 粟 壳 外 形 为 枣 核 形, 如 鸽 子 蛋 大 小, 一 头 尖, 另 一 头 呈 9-12 瓣 冠 状 物 其 壳 体 上 往 往 有 人 为 切 割 的 多 道 刀 痕 Р 第 二, 初 吃 加 了 罂 粟 壳 的 火 锅 和 卤 制 品 后, 一 般 有 心 跳 加 快 脸 微 红 口 感 舒 服, 吃 后 不 易 入 睡 等 感 觉 Р 第 三, 如 觉 得 吃 的 火 锅 和 卤 制 品 后 可 疑, 要 揭 露 这 种 犯 罪, 就 需 要 留 下 不 少 于 50ML 的 火 锅 汤 ( 最 好 取 下 层 含 油 少 的 汤 ), 送 到 当 地 的 毒 品 检 测 机 构 或 公 安 局 的 刑 事 技 术 化 验 室 进 行 成 分 分 析 3. 毒 品 上 瘾 原 因 第 一 是 生 理 因 素 人 脑 中 本 来 就 有 一 种 类 吗 啡 肽 物 质 维 持 着 人 体 的 正 常 生 理 活 动 吸 毒 者 吸 了 海 洛 因 外 来 的 类 吗 啡 肽 物 质 进 入 人 体 后, 减 少 并 抑 制 了 自 身 吗 啡 肽 的 分 泌, 最 后 达 到 靠 外 界 的 类 吗 啡 肽 物 质 来 维 持 人 体 的 生 理 活 动, 自 身 的 类 吗 啡 肽 物 质 完 全 停 止 分 泌 那 么, 一 旦 外 界 也 停 止 了 供 应 吗 啡 肽 物 质, 则 人 的 生 理 活 动 就 出 现 了 紊 乱, 出 现 医 学 上 说 的 反 跳 或 戒 断 症 状, 此 时, 只 有 再 供 给 吗 啡 物 质, 才 可 能 解 除 这 些 戒 断 症 状, 这 就 是 所 谓 的 上 瘾 第 二 是 社 会 因 素 包 括 社 会 环 境 能 否 获 得 毒 品, 社 会 动 荡 不 安 对 人 的 影 响, 社 会 文 化 背 景 决 定 哪 些 人 易 成 为 毒 品 的 俘 虏, 社 会 法 律 对 毒 品 的 态 度 等 等 Р 第 三 是 个 人 的 心 理 因 素 研 究 结 果 倾 向 于 认 为 在 不 同 性 格 的 人 当 中 易 冲 动, 对 社 会 常 规 模 式 具 有 反 抗 性, 以 及 对 挫 折 忍 受 差 者 这 三 类 人, 有 着 相 对 较 高 的 危 险 度, 即 具 有 较 高 的 滥 用 药 物 成 瘾 的 易 感 性 海 洛 因 毒 品 具 有 舒 适 和 欣 快 感 的 药 理 学 特 征 吸 食 海 洛 因 毒 品 初 始 有 一 种 强 烈 的 欣 快 感, 实 践 表 明, 多 数 成 瘾 者 第 一 次 吸 毒 后 就 有 浑 身 困 乏 非 常 难 受 的 感 觉, 而 渴 望 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 65

70 Chemical Newsletter 化学通讯 意志 预防 家长须警惕毒品侵袭孩子 对于一些易受到毒品侵袭的青少年来说 家长作为他们的 监护人有着不可推卸的责任和义务 那么 家长怎样做 才能有 效防止孩子沾染上吸毒的恶习呢? 如果发现孩子有以下一些异常的举动 家长就应该有所警 惕 如无精打采却又睡不好觉,老想找借口出去 向家长要钱 而且数量很大 又不见买回什么东西 身体消瘦 脸色灰黄 两 眼无神 不爱活动 体力明显下降 有吸烟 偷摸行为 经常逃 学 抢小同学的钱物 学习成绩明显下降 并产生厌学情绪 经 常撒谎掩饰其缺点或错误 转移别人对自己的注意 常诉说身 体各个部位疼痛 又不愿意让人查看 第二次吸毒 从而导致成瘾 因人已适应了药物 从而产生了生 民警提醒说 如果发现孩子染上了毒瘾 家长不要采取粗 理和心理的依赖 因此说吸三次海洛因就会上瘾是有大量例证 暴的方 式 首先要尽快送孩子 去医院 或公 安机关 进行尿液检 的 那些认为偶尔吸一下海洛因无所 谓的看法是非常错误的 验 以便最后确证 如果确实 要采取各种手段使孩子感到家庭 也是非常危险的 总之 毒品成瘾问题 往往是心理因素与社会 的温暖 生活的美好 帮助孩子树立信心 并及时与医院 公安 因素 生物因素与环境因素相互作用的结果 机关等有关部门配合 及早让孩子戒除毒瘾 如果怕影响孩子 提醒 五大毒招引诱青少年 的前途 家庭声誉而隐瞒甚至包庇吸毒 那么对孩子和家庭只 吸毒毒招之一 谎称毒品吸一两次不会上瘾 有戒毒学员 会有百害而无一利 说 我很想戒毒 可是毒品就像一条毒蛇 一旦染上就会缠绕 此外,家长尽量不要带孩子出入歌舞厅 桑拿等娱乐场所 你一生 有关专家研究表明 一个人要完全地戒除毒瘾 要10 多关心自己的孩子 及时了解他们的去向 发现孩子和不良人员 年甚至更长的时间 交往一定要正面引导 不能简单粗暴 否则会引起孩子的逆反 毒招之二 免费尝试 几乎所有吸毒者初次吸食毒品 都是 心理 适得其反 支招 自卫防毒 有招数 接受了毒贩或其他吸毒人员 免费 提供的毒品 此后 毒贩们 请不要进入治安复杂的场所 有警觉戒备意识 对诱惑提 再高价出售毒品给上瘾的青少年 毒招之三 声称 吸毒治病 毒贩们利用人们对毒品的无 高警惕 采取坚决拒绝的态度 不轻信谎言 如 不轻易和陌生 知和对疾病的恐惧 引诱青少年吸毒 新型毒品如摇头丸 K粉 人搭讪 不接受陌生人提供的香烟和饮料 出入娱乐场所 尽 吸食以后身体上不会感到不适 孩子们认为它危害不大 其实 量少喝里面提供的饮料 不随便离开座位 离开座位时最好有 不然 人看守饮料 食物等 毒招之四 鼓吹有钱人都吸毒 毒贩们瞄准一些青年通过 请不要盲目攀比 盲目追求时尚 不要滥用药品减肥药 兴 自己努力取得成功 积攒了一定财富的机会 向这一群体的人们 奋药 镇静药等 一旦遇到无法排解的事端 首先要设法寻找正 灌输 吸毒是有钱人的标志 这种极其荒唐的观念 确的途径去解决 不应沉溺其中 自暴自弃 更不应借毒解愁 本文摘自百度及其他网站 毒招之五 利用女青年爱美之心 编造 吸毒可以减肥 的 谎话 实际情况是 吸毒不仅损害面容和身体 还摧残人们的 珍爱生命远离毒品 浙江省义乌市国际商贸学校 地址 义乌市城北路180号 邮 毒品教育 预防是关键 首先从思想上重视毒品 学习毒品的有 关知识 认识什么是毒品 毒品的危害 分析吸毒者的心理 不 编 方晓英 班会主题 珍爱生命 远离毒品 良行为与吸毒的关系 毒品与法律的关系 通过讨论得出中学 关键词 毒品 危害 心理分析 预防 生如何有效地远离毒品 有的放矢地解决他们的认识问题和态 教学设计思路 中学生吸毒虽然在教育过程中没有发现 度问题-珍爱生命远离毒品 从我做起 但吸烟行为是存在的 现在有发现女生也抽烟 在观看禁毒教 活动目标 育片和中学生吸毒心理分析书籍以后 我觉得很有必要在德育 1 使学生了解什么是毒品 毒品的危害 通过已经观看的 教育过程中做一个引导 再加上我们学校正在开展禁毒教育-毒 教育片-毒品的危害 品图片展和班主任讲话课播放禁毒教育片 在职校学生中加强 66 科普天地/化学通讯 2 通过分析吸毒者的心理 不良行为与吸毒的关系 毒品

71 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 与 法 律 的 关 系, 讨 论 得 出 中 学 生 如 何 有 效 地 远 离 毒 品 活 动 对 象 : 职 高 二 年 级 学 生 课 前 准 备 : 1 视 频, 图 片, 布 置 学 生 课 前 上 网 去 阅 览 室 查 阅 有 关 毒 品 的 资 料 2 多 媒 体 教 室 布 置, 教 室 内 座 位 6 人 1 小 组, 组 内 学 生 向 黑 板 U 字 型 围 坐 3 把 学 生 分 组, 每 组 6 个 人, 设 一 个 小 组 长 活 动 过 程 : 一 暖 身 活 动 1 全 班 同 学 起 立, 小 组 成 员 围 成 一 圈 2 伸 出 每 个 人 的 右 手, 将 掌 心 向 下 : 再 伸 出 左 手, 食 指 向 上 将 左 手 食 指 顶 住 你 左 边 同 学 的 右 掌 心, 而 你 的 右 手 掌 心 则 与 你 右 边 同 学 的 左 手 指 尖 相 接 触 3 听 老 师 说 引 导 语, 当 老 师 说 到 毒 品 这 个 词 时, 同 学 便 用 自 己 的 右 手 掌 去 抓 旁 边 同 学 的 左 手 食 指, 而 自 己 左 手 的 食 指 则 争 取 快 速 逃 脱, 不 让 别 人 的 右 掌 抓 住 引 导 语 : 高 中 阶 段 是 人 生 成 长 的 关 键 时 期, 对 生 活 充 满 热 情 和 憧 憬, 渴 望 拥 有 五 彩 斑 斓 的 生 活 和 精 彩 人 生 在 这 个 关 键 时 期, 如 果 吸 了 第 一 根 烟, 尝 试 了 第 一 口 毒 品, 涉 足 了 青 少 年 不 宜 进 入 的 场 所 一 旦 染 上 毒 瘾, 你 的 人 生 悲 剧 就 会 从 此 开 始 要 避 免 悲 剧 的 发 生, 就 必 须 构 筑 拒 绝 毒 品 的 心 理 防 线 牢 记 四 知 道 一 要 知 道 什 么 是 毒 品 ; 二 要 知 道 吸 毒 极 易 成 瘾, 难 以 戒 除 ; 三 要 知 道 毒 品 的 危 害 ; 四 要 知 道 毒 品 违 法 犯 罪 要 受 到 法 律 制 裁 自 从 1987 年 12 月 第 42 届 联 合 国 大 会 通 过 决 议, 决 定 把 每 年 的 6 月 26 日 定 为 国 际 禁 毒 日 以 来, 毒 品 问 题 已 成 为 全 球 关 注 的 一 个 重 要 问 题 在 所 有 吸 毒 人 员 中, 青 少 年 所 占 比 重 很 大, 其 中 35 岁 以 下 的 约 占 七 成 不 少 同 学 有 这 样 的 想 法 : 预 防 毒 品 侵 害 的 工 作 确 实 很 重 要, 但 毒 品 离 我 们 中 学 生 还 远 着 呢 毒 品 真 的 离 我 们 很 远 吗? 本 次 毒 品 教 育 视 频 教 学 中 我 们 也 看 到 了 中 学 生 因 为 烦 恼 因 为 好 奇 因 为 朋 友 的 诱 惑 而 走 上 吸 毒 之 路 的 故 事, 里 边 的 教 训 不 可 谓 不 深 刻 那 么, 中 学 生 如 何 才 能 远 离 毒 品 呢? 认 识 必 须 到 位 要 充 分 认 识 到 毒 品 的 严 重 危 害 性, 摈 弃 吸 毒 时 髦 偶 尔 吸 一 下 不 会 上 瘾 上 了 瘾 再 戒 也 不 迟 等 等 不 正 确 的 认 识 要 知 道, 毒 品 的 成 瘾 性 非 常 强, 一 两 次 就 可 能 上 瘾 我 们 青 少 年 防 止 毒 品 侵 害 的 最 有 效 最 积 极 的 办 法 是 了 解 毒 品 相 关 知 识 小 结 :( 引 出 主 题 ) 我 们 本 堂 课 就 来 探 讨 有 关 毒 品 的 话 题 二 远 离 毒 品 1 认 识 毒 品 中 华 人 民 共 和 国 禁 毒 法 第 一 章 第 二 条 规 定, 毒 品 是 指 鸦 片 海 洛 因 吗 啡 大 麻 可 卡 因 以 及 国 家 规 定 的 其 它 能 够 使 人 形 成 瘾 癖 的 麻 醉 药 品 和 精 神 药 品 常 见 的 新 毒 品 还 有 冰 毒 摇 头 丸 K 粉 杜 冷 丁 等 我 省 常 见 的 毒 品 有 海 洛 因 冰 毒 K 粉 等 请 学 生 根 据 图 片, 辨 别 毒 品, 说 出 名 称 2 吸 毒 有 哪 些 危 害 学 生 讨 论 小 结 :1 吸 毒 破 坏 人 体 正 常 生 理 机 能 和 新 陈 代 谢 并 导 致 多 种 疾 病, 如 果 吸 毒 过 量 还 会 造 成 突 然 死 亡 2 吸 毒 者 毒 瘾 发 作 时, 大 都 会 不 顾 廉 耻, 丧 失 自 尊, 无 法 进 行 正 常 的 生 活 学 习 和 工 作, 他 们 普 遍 丧 失 正 常 的 人 生 观 价 值 观, 人 格 扭 曲, 难 以 自 拔 3 吸 毒 引 发 自 伤 自 残 自 杀 等 行 为 ;4 吸 毒 容 易 感 染 艾 滋 病 等 传 染 性 疾 病 5 吸 毒 对 家 庭 成 员 的 精 神 摧 残 : 家 庭 中 只 要 有 一 人 吸 毒, 这 个 家 庭 就 会 失 去 往 日 的 宁 静 和 谐 幸 福 和 快 乐, 吸 毒 导 致 家 庭 内 部 关 系 恶 化, 破 坏 周 围 邻 里 的 和 睦 关 系, 给 家 庭 生 活 及 家 庭 成 员 心 理 造 成 很 大 影 响 6 吸 毒 导 致 倾 家 荡 产, 家 破 人 亡 众 叛 亲 离 7 吸 毒 贻 害 后 代 : 吸 毒 不 仅 危 害 自 身 的 健 康, 还 影 响 人 类 的 生 育 能 力, 父 母 吸 毒 对 胎 儿 和 儿 童 生 长 将 造 成 严 重 损 害 许 多 先 天 性 呆 痴 残 疾 的 婴 儿 就 是 由 父 母 吸 毒 而 引 起 的 8 吸 毒 诱 发 犯 罪, 影 响 社 会 稳 定 多 媒 体 : 播 放 前 足 球 队 员 谢 东 的 新 闻 9 吸 毒 吞 噬 社 会 巨 额 财 富 : 吸 毒 不 仅 不 会 创 造 任 何 意 义 上 的 社 会 财 富, 而 且 严 重 损 耗 社 会 财 富, 纯 粹 是 一 种 恶 性 消 费 ( 据 调 查, 全 国 因 年 吸 毒 耗 资 上 百 亿 ) 10 吸 毒 影 响 国 民 素 质 : 吸 毒 者 在 吸 毒 成 瘾 后, 身 体 消 瘦, 体 力 和 智 力 水 平 下 降, 使 得 吸 毒 者 不 能 进 行 有 益 于 社 会 的 活 动, 不 能 为 社 会 创 造 财 富, 成 为 社 会 废 人 小 结 : 同 学 们, 毒 品 会 造 成 个 体 的 伤 害, 家 庭 的 危 害, 社 会 的 危 害 让 我 们 积 极 行 动 起 来, 从 我 做 起, 自 觉 抵 制 毒 品 3 如 何 远 离 毒 品? 分 组 讨 论 主 题 一 中 学 生 吸 毒 的 心 理 有 哪 些? 学 生 讨 论 得 出, 教 师 运 用 下 列 括 号 内 的 话 来 复 述 并 给 予 强 调 1. 好 奇 的 心 态 ( 个 体 在 遇 到 新 奇 的 事 物 后, 引 起 注 意 等 心 态 ) 2. 寻 求 刺 激 的 心 态 ( 人 们 常 常 对 未 知 事 物 的 刺 激 产 生 一 种 莫 名 的 期 待, 这 种 期 待 心 理 也 就 是 现 代 人 常 说 的 黑 箱 原 理 ) 3. 合 群 心 态 ( 世 界 上 很 少 有 人 愿 意 茕 茕 孑 立, 独 居 一 隅 每 个 人 都 无 可 避 免 地 在 与 他 人 的 交 往 中 度 过 一 生, 与 人 合 群 是 人 类 社 会 的 普 遍 现 象 ) 4. 逃 避 心 态 ( 我 们 常 常 看 到, 负 性 生 活 事 件, 就 是 生 活 中 的 不 愉 快 事 件 最 容 易 使 青 少 年 为 逃 避 现 实 生 活 矛 盾, 求 得 心 理 解 脱 而 投 向 毒 魔 的 怀 抱 负 性 事 件 包 括 情 场 失 意 感 情 不 和 家 庭 不 合 学 习 失 败 自 尊 心 挫 伤 等 等 ) 5. 认 识 方 面 ( 青 少 年 对 毒 品 了 解 不 够, 同 时 也 缺 乏 对 吸 毒 危 害 的 科 学 认 识 ) 6. 心 理 依 赖 性 和 人 格 变 异 ( 青 少 年 在 吸 食 毒 品 的 过 程 中, 会 产 生 一 种 虚 幻 的 舒 坦 的 感 受, 似 乎 从 一 切 烦 恼 和 忧 虑 中 暂 时 解 脱 了 出 来, 愉 快 的 幻 觉 和 短 时 间 的 欢 乐 效 果, 使 青 少 年 进 入 了 飘 飘 欲 仙 的 欣 慰 状 态 ) 7. 毒 瘾 心 理 依 赖 ( 毒 瘾 就 是 吸 毒 成 了 瘾 头 我 们 在 上 面 提 到 过 吸 毒 会 产 生 一 种 心 理 依 赖 性, 这 是 一 种 对 短 暂 的 快 乐 欣 慰 感 的 需 要 但 是, 毒 品 的 药 性 过 后, 通 常 会 使 人 冷 汗 淋 漓, 涕 泪 不 止, 恶 心 呕 吐 肌 肉 疼 痛 ) 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 67

72 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 教 师 小 结 导 致 中 学 生 吸 毒 的 主 要 原 因 : 受 家 庭 成 员 的 不 良 影 响 或 家 庭 教 育 失 当 ; 危 险 的 好 奇 心 和 对 毒 品 的 无 知 ; 群 体 之 间 交 叉 感 染 ; 被 欺 骗 引 诱 不 少 吸 毒 者 是 在 毫 不 知 情 的 情 况 下 被 欺 骗 吸 毒, 几 次 后 找 到 了 欣 快 感 而 无 法 自 拔 ; 逆 反 心 理, 有 人 为 吸 毒 者 作 戒 毒 榜 样, 导 致 吸 毒 后 戒 不 了 ; 有 的 被 激 将 而 吸 毒, 特 别 是 个 性 极 强 的 人 往 往 被 自 信 心 所 蒙 蔽 ; 不 相 信 吸 毒 上 瘾 后 戒 不 了, 结 果 不 能 自 拔 精 神 苦 闷, 情 绪 低 落, 以 吸 毒 麻 醉 自 己, 解 脱 苦 恼 ; 个 人 交 友 不 慎 主 题 二 各 小 组 自 选 下 列 一 个 主 题 分 组 讨 论 下 列 不 良 行 为 与 吸 毒 的 联 系? 1 吸 烟 与 吸 毒 2 夜 不 归 宿 3 喝 酒 全 班 分 享 : 有 两 个 小 组 选 择 吸 烟 与 吸 毒, 一 个 小 组 选 择 夜 不 归 宿, 三 个 小 组 选 择 喝 酒 形 式 有 表 演 式 的 一 个 小 组,2 位 同 学 代 表 即 兴 表 演 吸 烟 与 吸 毒 一 个 小 组 用 复 述 故 事 情 节 的 方 式 讲 述 一 个 已 经 观 看 的 一 个 视 频 还 有 四 个 小 组 是 用 文 字 描 述 的 其 中 有 一 个 小 组 是 这 样 的 观 点 :- 防 微 杜 渐, 防 吸 毒 也 要 从 不 吸 烟 开 始 有 这 样 一 个 案 例 : 在 戒 毒 所, 我 们 问 一 个 中 学 生 吸 毒 者 : 你 是 怎 样 吸 上 毒 品 的? 他 说 : 我 原 先 就 吸 香 烟 有 一 天, 一 个 朋 友 给 我 一 支 烟, 我 看 它 不 像 香 烟, 就 问 他 这 是 什 么 他 诡 秘 地 一 笑 说 : 你 吸 吸 吧, 比 你 吸 的 那 种 烟 好 多 了 我 就 想 : 反 正 都 是 烟, 吸 就 吸 呗 谁 知 那 里 面 有 海 洛 因, 吸 了 没 几 支, 就 上 了 瘾, 再 也 戒 不 掉 了 我 们 发 现, 从 开 始 吸 香 烟, 进 而 走 上 吸 毒 道 路 的 案 例 还 真 不 少 大 家 都 知 道, 在 中 学 生 守 则 中, 本 有 不 准 吸 烟 的 规 定, 可 还 是 有 一 些 中 学 生 吸 烟, 在 校 时 不 敢 吸, 就 回 家 吸, 或 者 在 外 面 吸, 甚 至 一 伙 朋 友 组 成 烟 友 一 块 儿 吸 他 们 认 为 : 吸 烟 不 算 什 么, 不 是 许 多 大 人 都 吸 吗! 然 而, 从 吸 烟 到 吸 毒 只 有 一 步 之 遥 吸 烟 吸 毒, 同 样 都 是 吸 吸 烟 者, 最 容 易 对 吸 毒 产 生 好 奇 心 所 以, 有 一 位 戒 毒 专 家 警 告 说 : 吸 烟 者 是 吸 毒 者 的 预 备 军! 古 人 说 要 防 微 杜 渐, 防 吸 毒 也 要 从 不 吸 烟 开 始 我 们 希 望 同 学 们 都 不 要 吸 烟, 从 而 筑 起 拒 绝 毒 品 侵 害 的 第 一 道 防 线 - 讨 论 小 结 : 中 学 生 吸 毒 案 例 都 是 与 中 学 生 平 时 不 遵 守 校 纪 校 规 有 关, 我 们 青 少 年 学 生 要 关 注 自 己 的 不 良 行 为, 不 让 毒 品 有 可 乘 之 机, 我 们 还 要 劝 导 自 己 的 好 友, 做 好 同 伴 互 助, 形 成 一 种 积 极 向 上 的 氛 围, 自 觉 抵 制 毒 品 三 毒 品 与 法 律 讨 论 1 吸 毒 是 个 人 的 私 事, 不 违 法 的, 对 吗? 学 生 讨 论 交 流 小 结 : 不 对, 吸 毒 是 违 法 行 为 2007 年 12 月 29 日, 十 届 全 国 人 大 常 委 会 第 十 一 次 会 议 通 过 的 中 华 人 民 共 和 国 禁 毒 法 第 六 十 二 条 规 定 : 吸 食 注 射 毒 品 的, 依 法 给 予 治 安 管 理 处 罚 第 三 十 三 条 规 定 : 对 毒 成 瘾 人 员, 公 安 机 关 可 以 责 令 其 接 受 社 区 戒 毒 拒 绝 接 受 戒 毒 的, 第 三 十 八 条 规 定 : 由 县 级 以 上 人 民 政 府 公 安 机 关 作 出 强 制 隔 离 戒 毒 的 决 定 讨 论 2 案 例 分 析 :21 岁 的 陆 小 姐 有 一 晚 约 5 位 朋 友 到 家 酒 足 饭 饱 之 后, 小 年 青 们 跳 起 了 迪 斯 科, 一 阵 狂 舞 后 有 人 从 背 包 中 取 出 摇 头 丸 来 助 兴, 几 个 人 争 先 恐 后 地 吃 了 下 去 因 吵 闹 声, 居 民 叫 来 了 警 察, 由 此 这 起 吸 食 毒 品 案 件 被 发 现 案 发 后, 吃 摇 头 丸 的 人 根 据 不 同 情 况 分 别 被 强 制 隔 离 戒 毒 社 区 戒 毒, 而 没 有 吃 摇 头 丸 的 卞 小 姐 却 被 判 了 刑 请 分 析 :1 陆 小 姐 没 有 吃 摇 头 丸 为 什 么 也 犯 罪?2 陆 小 姐 犯 了 什 么 罪? 学 生 讨 论, 参 考 答 案 :1997 年 新 刑 法 具 体 规 定 了 有 关 毒 品 犯 罪 的 12 种 罪 名 对 涉 毒 行 为 将 判 处 有 期 徒 刑 无 期 徒 刑 或 者 死 刑, 并 处 没 收 财 产 走 私 贩 卖 运 输 制 造 毒 品, 无 论 数 量 多 少, 都 应 当 追 究 刑 事 责 任, 予 以 刑 事 处 罚 走 私 毒 品 罪 -- 走 私 鸦 片 不 满 50 克 海 洛 因 或 者 冰 毒 不 满 10 克 或 者 其 他 少 量 毒 品 构 成 犯 罪 ; 贩 卖 毒 品 罪 -- 已 满 14 周 岁 不 满 16 周 岁 的 人, 如 有 贩 卖 毒 品 行 为, 应 承 担 刑 事 责 任 运 输 毒 品 罪 -- 非 法 运 输 携 带 邮 寄 或 交 付 托 运 毒 品 的 行 为 构 成 犯 罪 此 外 还 有 : 制 造 毒 品 罪, 非 法 持 有 毒 品 罪, 包 庇 毒 品 犯 罪 分 子 罪, 非 法 种 植 毒 品 原 植 物 罪, 引 诱 教 唆 欺 骗 他 人 吸 毒 罪, 容 留 他 人 吸 毒 罪 等 陆 小 姐 为 他 人 吸 毒 提 供 了 活 动 场 所, 根 据 刑 法 第 354 条 的 规 定 : 容 留 他 人 吸 食 注 射 毒 品 的, 处 三 年 以 下 有 期 徒 刑 拘 役 或 者 管 制, 并 处 罚 金 - 陆 小 姐 犯 了 容 留 他 人 吸 毒 罪 小 结 : 青 少 年 为 什 么 要 远 离 毒 品? 一 句 话, 吸 毒 是 违 法 行 为, 涉 毒 是 犯 罪 行 为 人 的 生 命 是 宝 贵 的, 任 何 人 的 生 命 都 只 拥 有 一 次 我 们 青 少 年 是 中 华 民 族 的 未 来 和 希 望 少 年 雄 则 国 雄 我 们 青 少 年 有 着 美 好 的 前 途, 人 生 美 好 的 前 途 要 靠 自 己 去 努 力 创 造 沾 染 毒 品, 就 是 毁 灭 人 生 四 小 结 讨 论 我 们 中 学 生 怎 样 远 离 毒 品? 学 生 讨 论 得 出 : 我 们 一 定 要 树 立 社 会 主 义 荣 辱 观, 崇 尚 科 学 反 对 愚 昧 ; 遵 纪 守 法 珍 爱 生 命 我 们 一 定 要 从 小 远 离 毒 品 抵 制 毒 品 不 吸 烟 不 吸 毒 ; 不 听 信 毒 品 能 带 来 快 乐 能 减 肥 ; 不 结 交 有 吸 毒 贩 毒 行 为 的 人 ; 不 进 营 业 性 歌 舞 厅 不 被 他 人 欺 骗 上 当 ; 不 参 与 一 切 涉 毒 违 法 犯 罪 的 活 动 学 会 合 理 渲 泄 情 绪 五 庄 严 宣 誓 同 学 们, 请 大 家 起 立 我 们 举 起 右 手, 面 对 教 室 前 面 国 旗, 庄 严 宣 誓 : 我 们 承 诺 : 为 了 祖 国, 我 们 要 珍 爱 生 命, 遵 守 法 律, 远 离 毒 品 作 业 布 置 : 通 过 本 学 堂 课 的 学 习, 你 学 到 了 什 么? 结 合 自 身 实 际 谈 如 何 预 防 毒 品 教 学 反 思 : 学 生 安 全 高 于 一 切, 我 们 德 育 工 作 者 应 做 好 珍 爱 生 命, 预 防 毒 品 教 育, 告 知 学 生 从 思 想 上 重 视 毒 品, 学 习 毒 品 的 必 要 知 识, 只 有 了 解 了 什 么 是 毒 品, 毒 品 有 哪 些 危 害 之 后, 才 能 谈 预 防, 认 识 是 第 一 位 的, 态 度 要 靠 教 育 内 化, 当 学 生 碰 到 相 关 的 毒 品 事 件 时, 我 们 的 教 育, 教 育 中 的 讨 论 能 让 我 们 的 学 生 有 这 个 能 力 去 识 别, 保 持 一 颗 谨 慎 的 心 还 有 就 是, 毒 品 教 育 不 是 一 节 课 就 能 教 育 完 的, 我 们 平 时 的 教 育 教 学 工 作 中, 做 好 学 生 的 思 想 工 作, 从 心 出 发 去 帮 助 学 生, 去 成 为 学 生 的 知 心 朋 友, 68 科 普 天 地 / 化 学 通 讯

73 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 用 我 们 的 爱 心, 用 我 们 的 理 念 去 武 装 我 们 的 学 生, 珍 爱 生 命, 远 离 毒 品 ( 编 者 的 话 : 看 到 了 这 个 主 题 班 会, 编 者 觉 得 很 欣 慰, 有 许 多 的 有 识 之 士 已 经 积 极 的 行 动 起 来 了 本 文 的 构 思 巧 妙, 循 序 渐 近, 可 以 看 出 方 晓 英 老 师 的 认 真 负 责, 值 得 借 鉴 ) 预 防 消 化 道 癌 从 餐 桌 习 惯 做 起 平 均 每 分 钟 就 有 753 个 中 国 人 患 上 消 化 道 肿 瘤, 每 秒 钟 13 个! 近 日, 在 中 国 抗 癌 协 会 和 赛 诺 菲 - 安 万 特 举 办 的 消 化 道 肿 瘤 专 题 媒 体 见 面 会 上, 中 国 抗 癌 协 会 秘 书 长 张 广 超 呼 吁, 防 治 消 化 道 肿 瘤 已 经 迫 在 眉 睫, 建 议 大 众 首 先 要 做 好 预 防, 要 从 餐 桌 上 的 点 滴 习 惯 做 起 少 吃 肥 肉 可 防 结 直 肠 癌 目 前, 中 国 年 均 新 发 结 直 肠 癌 病 例 已 达 到 了 13 万 浙 江 大 学 肿 瘤 研 究 所 所 长 张 苏 展 教 授 说,50 岁 以 后 是 大 肠 癌 的 高 发 年 龄, 青 年 人 患 大 肠 癌 的 比 例 也 在 不 断 攀 升 专 家 指 出, 动 物 脂 肪 和 胆 固 醇 等 摄 入 过 多, 膳 食 纤 维 明 显 缺 乏 是 诱 发 肠 癌 的 主 因 因 此, 从 饮 食 中 摄 入 的 动 物 脂 肪 越 多, 溶 解 和 吸 收 致 癌 物 质 的 危 险 性 就 越 大 ; 另 外 高 脂 肪 饮 食 可 增 加 肠 道 内 胆 汁 酸 的 分 泌, 后 者 对 肠 道 黏 膜 有 潜 在 的 刺 激 和 损 害 长 此 以 往, 可 能 诱 发 大 肠 癌 除 了 饮 食, 大 肠 癌 也 受 到 疾 病 和 遗 传 因 素 的 影 响 比 如 家 中 父 母 有 多 发 性 息 肉 的, 就 应 予 以 高 度 重 视 ; 本 身 肥 胖, 有 炎 症 息 肉 以 及 胆 囊 结 石 等 病 的 人, 也 应 对 大 肠 癌 提 高 警 惕 多 喝 绿 茶 能 防 胃 癌 胃 癌 和 人 的 血 型 也 有 关 系,A 型 的 人 群 更 容 易 患 胃 癌 上 海 瑞 金 医 院 院 长 朱 正 纲 教 授 指 出, 很 多 胃 慢 性 疾 病 都 是 和 血 型 有 一 定 关 系 的,A 型 血 的 人 特 别 易 犯 据 朱 正 纲 教 授 分 析, 胃 癌 有 些 明 确 的 危 险 因 素, 比 方 这 些 区 域 的 老 百 姓 喜 欢 吃 发 酵 的 酸 的 煎 饼, 高 盐 的 饮 食, 腌 制 的 咸 猪 肉 腌 制 的 鱼, 霉 变 的 食 品, 当 然 还 包 括 吸 烟 此 外, 如 果 你 父 母 亲 都 有 胃 癌, 那 么 子 女 胃 癌 的 发 病 情 况 会 明 显 高 于 其 他 人 群 另 外, 你 胃 如 果 原 来 做 过 手 术, 比 如 你 是 良 性 的 胃 病, 做 了 手 术, 剩 下 那 部 分 胃 它 以 后 发 生 胃 癌 的 机 会 是 比 较 多 的, 这 就 是 我 们 所 称 的 残 胃 癌, 它 长 期 受 到 反 流 的 胆 汁 胰 液 的 影 响, 一 般 都 会 有 些 慢 性 的 炎 症, 再 加 上 幽 门 螺 旋 杆 菌 的 感 染, 得 胃 癌 的 机 会 将 大 增 而 研 究 显 示, 平 时 多 吃 新 鲜 疏 菜 葱 蒜 蔬 菜 ( 尤 其 是 大 蒜 ) 胡 萝 卜 素 ; 多 喝 绿 茶 等 对 胃 癌 的 发 生 有 预 防 的 作 用 发 现 大 便 中 的 癌 信 号 虽 然 现 在 大 肠 癌 的 发 病 率 在 不 断 攀 升, 但 只 要 能 早 期 发 现, 大 肠 癌 的 治 愈 率 还 是 非 常 高 的 我 们 不 妨 从 大 便 中 监 测 早 期 信 号 : 便 血 80% 的 大 肠 癌 患 者, 都 有 便 血 的 情 况 所 以, 便 血 是 大 肠 癌 早 期 最 重 要 一 个 信 号 大 便 习 惯 改 变 原 来 有 规 律 的 大 便 突 然 出 现 便 次 增 多 腹 泻 便 不 净 感 等 大 便 性 状 改 变 变 扁 变 细 或 不 规 则, 另 外 大 便 中 带 有 脓 血 黏 液 或 暗 红 色 大 便 不 明 原 因 的 贫 血 有 不 少 患 者, 出 现 不 明 原 因 的 贫 血, 去 血 液 科 却 查 不 出 任 何 病 因, 一 直 当 做 缺 铁 性 贫 血 治 疗, 其 实 这 也 可 能 是 大 肠 癌 的 信 号 建 议 做 肠 癌 筛 查 据 介 绍, 最 好 的 筛 查 方 法 还 是 做 结 肠 镜, 并 且 可 以 检 查 兼 治 疗, 有 息 肉 还 能 当 场 切 除 专 家 建 议 有 遗 传 史, 或 是 伴 侣 有 得 大 肠 癌 的, 就 应 该 在 40 岁 以 后 定 期 筛 查 常 吃 高 脂 食 物 久 坐 不 动 者,50 岁 后 也 该 及 时 做 筛 查 ( 生 物 谷 Bioon.com) 食 用 受 到 三 聚 氰 胺 高 度 污 染 的 饲 料 的 鸡 所 产 的 蛋 几 乎 不 含 三 聚 氰 胺 食 用 含 有 高 浓 度 三 聚 氰 胺 的 饲 料 的 鸡 产 出 的 蛋 含 有 的 这 种 有 潜 在 毒 性 的 污 染 物 的 浓 度 仍 然 较 低 食 用 含 有 极 高 浓 度 的 三 聚 氰 胺 的 饲 料 的 鸡 所 产 的 蛋 含 有 的 这 种 有 潜 在 毒 性 的 污 染 物 的 浓 度 仍 然 没 有 超 过 美 国 食 品 与 药 品 管 理 局 (FDA) 规 定 的 上 限 这 是 首 个 检 查 了 三 聚 氰 胺 污 染 的 饲 料 对 产 蛋 母 鸡 的 影 响 的 研 究 得 出 的 结 论 它 发 表 在 了 美 国 化 学 会 的 农 业 与 食 品 化 学 杂 志 双 周 刊 上 Liying Zhang 及 其 同 事 指 出, 由 于 2008 年 中 国 某 些 食 品 制 造 商 非 法 地 向 奶 粉 加 入 常 用 于 制 造 塑 料 的 三 聚 氰 胺 从 而 在 蛋 白 质 含 量 方 面 造 假, 三 聚 氰 胺 引 发 了 一 场 公 共 卫 生 争 议 当 局 从 那 以 后 在 食 用 被 三 聚 氰 胺 污 染 的 饲 料 的 鸡 所 产 的 蛋 中 发 现 了 浓 度 过 高 的 三 聚 氰 胺 然 而, 在 此 之 前 科 学 家 并 不 知 道 在 这 个 过 程 中 有 多 少 三 聚 氰 胺 可 能 在 鸡 蛋 中 积 累 为 了 提 供 确 定 这 种 风 险 的 科 学 基 础,Zhang 的 研 究 组 让 下 蛋 的 母 鸡 食 用 被 三 聚 氰 胺 污 染 的 鸡 蛋, 结 果 发 现 饲 料 中 三 聚 氰 胺 的 增 加 导 致 了 鸡 蛋 中 这 种 物 质 含 量 的 增 加 然 而, 这 些 鸡 蛋 中 的 三 聚 氰 胺 浓 度 都 没 有 超 过 FDA 的 最 高 可 容 忍 水 平 - 食 品 中 的 浓 度 为 2.5ppm( 百 万 分 比 ) 饲 料 中 三 聚 氰 胺 的 最 高 浓 度 大 约 是 100ppm, 这 导 致 了 鸡 蛋 的 污 染 水 平 大 约 是 1.45ppm 这 组 科 学 家 提 出, 饲 料 中 的 三 聚 氰 胺 污 染 水 平 小 于 100ppm 将 不 会 导 致 食 品 安 全 的 潜 在 风 险 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 69

74 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 影 响 动 物 寿 命 因 素 的 探 讨 何 建 中, 白 巨 利, 杨 振 华, 董 川 * ( 山 西 大 学 环 境 科 学 与 工 程 研 究 中 心, 太 原 市,030006) 摘 要 : 本 文 探 讨 了 影 响 动 物 寿 命 的 先 天 和 后 天 因 素 发 现 先 天 遗 传 因 素 对 动 物 寿 命 有 一 定 的 影 响, 对 于 不 同 物 种, 寿 命 主 要 与 体 型 大 小 和 发 育 期 长 短 有 关 ; 对 于 同 一 物 种, 本 文 认 为 寿 命 长 短 由 长 寿 基 因 疾 病 基 因 免 疫 基 因 和 性 别 基 因 这 四 类 基 因 决 定 后 天 环 境 因 素 和 生 活 方 式, 如 温 度 饮 食 生 育 运 动 性 格 与 心 态 等 均 会 对 动 物 的 寿 命 产 生 影 响, 而 且 这 些 后 天 因 素 是 可 以 选 择 和 改 变 的, 发 现 晚 婚 晚 育 合 理 饮 食 心 态 平 和 良 好 环 境 适 度 运 动 等 皆 可 使 人 健 康 长 寿 关 键 词 : 动 物 寿 命 ; 遗 传 因 素 ; 环 境 因 素 ; 生 活 方 式 进 入 21 世 纪, 人 类 物 质 条 件 与 医 疗 条 件 得 到 很 大 改 善, 人 的 平 均 寿 命 也 不 断 提 高 人 类 于 是 更 加 关 注 自 己 的 寿 命, 然 而 为 什 么 有 的 人 寿 命 长, 有 的 人 寿 命 短? 寿 命 是 指 一 个 生 物 个 体 从 出 生 到 死 亡 所 经 过 的 时 间, 中 间 经 历 了 发 育 成 长 成 熟 及 老 化 哺 乳 动 物 的 正 常 寿 命 一 般 是 发 育 期 的 5-7 倍 生 命 科 学 的 研 究 表 明, 人 的 自 然 寿 命 可 达 岁, 然 而 人 类 的 实 际 寿 命 很 难 达 到 这 个 理 想 值 在 动 物 的 生 命 过 程 中, 究 竟 是 哪 些 因 素 影 响 了 动 物 的 寿 命? 寿 命 的 长 短 与 遗 传 因 素 环 境 因 素 和 生 活 方 式 有 着 怎 样 的 关 系? 是 由 先 天 遗 传 因 素 决 定, 还 是 由 后 天 环 境 因 素 决 定? 本 文 对 此 进 行 了 科 学 的 思 考, 并 得 出 了 一 些 启 示 一 先 天 因 素 与 寿 命 的 关 系 1. 不 同 物 种 寿 命 不 同 不 同 种 类 动 物 的 寿 命 不 同, 有 的 动 物 寿 命 仅 为 几 个 小 时 到 几 天, 而 有 些 动 物 的 寿 命 却 能 够 达 到 几 百 年 这 主 要 与 动 物 体 型 大 小 及 动 物 的 发 育 期 长 短 有 关 1 体 型 大 小 与 寿 命 的 关 系 一 般 来 说, 动 物 体 型 越 大 寿 命 越 长 如 动 物 界 中, 草 履 虫 变 形 虫 体 型 最 小, 其 寿 命 也 最 短, 一 般 为 几 个 小 时 ; 鲸 鱼 体 型 较 大, 寿 命 也 较 长, 可 达 100 岁 再 如, 狮 虎 豹 的 体 型 比 苍 蝇 蚂 蚁 的 体 型 要 大 很 多, 所 以 前 者 又 比 后 者 寿 命 长 很 多 2 发 育 期 长 短 与 寿 命 的 关 系 发 育 期 的 长 短 决 定 了 一 种 动 物 的 成 长 速 度 和 最 终 体 重 动 物 生 长 发 育 期 越 长, 寿 命 越 长 比 如, 人 比 猫 狗 牛 羊 的 成 长 速 度 都 慢, 所 以 人 的 寿 命 要 高 于 以 上 几 种 动 物 ; 而 猫 狗 牛 羊 的 成 长 速 度 比 鸡 鼠 的 要 慢, 且 体 重 也 比 它 们 大, 所 以 前 者 的 寿 命 要 比 后 者 的 长 * 博 导, 教 授 dc@sxu.edu.cn 大 象 虽 然 比 乌 龟 的 体 型 大, 但 是 乌 龟 的 寿 命 是 大 象 的 四 倍, 因 为 乌 龟 的 生 长 发 育 期 漫 长 因 此, 寿 命 长 短 是 由 体 型 大 小 和 发 育 期 长 短 两 种 因 素 共 同 决 定 的 表 1 列 出 了 部 分 哺 乳 动 物 平 均 寿 命 与 其 生 长 发 育 期 及 体 型 大 小 的 关 系 表 1 哺 乳 类 动 物 平 均 寿 命 与 其 生 长 发 育 期 及 体 型 大 小 的 关 系 动 物 体 型 大 小 生 长 发 育 ( 年 ) 平 均 寿 命 ( 年 ) 猫 小 狗 较 小 羊 较 小 牛 中 马 中 骆 驼 大 8 40 人 中 动 物 的 寿 命 有 发 育 成 熟 衰 老 三 阶 段 发 育 期 很 重 要, 发 育 期 越 长, 寿 命 越 长 慢 工 出 细 活, 发 育 期 越 长, 生 命 构 建 的 越 精 细, 生 命 的 质 量 和 性 能 就 越 好, 寿 命 自 然 也 越 长 做 任 何 事 情 也 是 如 此, 准 备 阶 段 越 长, 发 展 就 越 完 善, 就 越 能 经 受 得 住 时 间 考 验 因 此, 我 们 做 事 要 有 耐 心, 不 要 急 于 求 成, 磨 刀 不 误 砍 柴 工, 许 多 伟 人 都 是 大 器 晚 成 动 物 体 型 越 大, 寿 命 越 长 大 作 为 需 要 大 投 入, 体 型 越 大, 包 含 的 物 质 越 多, 生 命 体 构 建 和 组 织 这 些 物 质 耗 时 就 越 长, 寿 命 必 然 也 越 长 因 此, 任 何 事 物 要 想 长 久 存 在, 就 需 要 做 大 做 强, 必 然 需 要 大 投 入, 还 要 下 大 功, 出 大 力 所 以 人 要 不 断 地 充 实 自 己, 活 到 老 学 到 老, 这 样 自 然 可 延 年 益 寿 2. 同 一 物 种 寿 命 不 同 人 类 的 寿 命 与 遗 传 有 关, 遗 传 是 由 基 因 决 定 的, 不 同 的 个 体 基 因 是 不 同 的, 因 此 同 一 物 种 不 同 个 体 的 寿 命 是 不 同 的 研 究 发 现, 几 乎 所 有 百 岁 老 人 的 基 因 都 是 比 较 完 美 的 组 合, 有 益 基 因 多, 有 害 基 因 少, 因 此 患 病 风 险 小, 寿 命 长 本 文 提 出, 影 响 动 物 寿 命 的 基 因 可 以 分 为 四 类 : 长 寿 基 因 疾 病 基 因 免 疫 基 因 和 性 别 基 因 1 长 寿 基 因 人 类 的 基 因 序 列 中 有 些 片 段 和 构 造 会 对 人 的 寿 命 造 成 影 响, 目 前, 人 们 已 经 发 现 许 多 与 长 寿 有 关 的 基 因 科 学 家 通 过 对 人 类 基 因 图 谱 的 反 复 观 察 比 对, 发 现 人 体 的 4 号 染 色 体 上 存 在 着 长 寿 基 因 美 国 的 科 学 家 发 现 长 寿 基 因 载 脂 蛋 白 E 基 因 的 变 异 体 E2 基 因 具 有 增 强 内 分 泌 的 功 能, 可 以 抵 抗 疾 病 的 侵 害 从 而 起 到 延 长 寿 命 的 作 用 SIR2 也 是 一 种 长 寿 基 因, 可 以 延 长 多 种 生 物 如 酵 母 线 虫 果 蝇 等 的 寿 命 再 如,Panowski 等 [1] 在 nature 上 报 道 发 现 PHA-4 基 因 独 立 地 发 挥 着 延 长 寿 命 的 作 用, 不 管 是 否 减 少 线 虫 的 喂 食 量, 都 会 使 线 虫 的 寿 命 延 长 2 疾 病 基 因 疾 病 是 影 响 健 康 长 寿 的 大 敌, 遗 传 因 素 是 某 些 疾 病 的 致 病 因 素, 如 哮 喘 心 脑 血 管 疾 病 糖 尿 病 癌 症 等 都 具 有 一 定 的 家 70 董 川 开 讲 / 化 学 通 讯

75 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 族 遗 传 性, 这 些 疾 病 的 发 病 与 基 因 密 切 相 关 哮 喘 病 的 遗 传 受 到 多 基 因 的 调 控, 研 究 发 现 哮 喘 有 许 多 易 感 基 因, 有 哮 喘 易 感 基 因 的 人 比 正 常 人 的 寿 命 短 糖 尿 病 也 受 遗 传 因 素 的 影 响,1 型 糖 尿 病 遗 传 的 是 胰 岛 容 易 遭 受 病 毒 侵 害, 并 发 生 自 身 免 疫 性 破 坏 的 基 因,2 型 糖 尿 病 是 一 种 多 基 因 的 遗 传 疾 病, 其 易 感 基 因 包 括 容 易 发 生 肥 胖 胰 岛 素 抵 抗 和 胰 岛 素 分 泌 不 足 的 基 因 再 如 癌 症 的 家 族 性 能 够 说 明 其 具 有 遗 传 性, 其 中 结 肠 癌 乳 腺 癌 视 网 膜 母 细 胞 瘤 肺 癌 等 都 具 有 一 定 的 遗 传 性 有 些 人 不 吸 烟 也 会 患 肺 癌, 而 有 些 人 吸 了 一 辈 子 烟 也 不 会 得 肺 癌, 这 就 是 遗 传 基 因 的 差 异 3 免 疫 基 因 免 疫 系 统 的 强 弱 与 遗 传 因 素 有 关, 某 些 传 染 病 的 抵 抗 力 可 以 通 过 父 母 遗 传 给 子 代, 有 此 抵 抗 基 因 的 人 比 普 通 人 的 寿 命 长 如 Schliekelman[2] 发 现 疾 病 抗 性 基 因 会 通 过 家 族 遗 传 和 自 然 选 择 进 行 放 大, 如 果 有 一 位 亲 属 携 带 一 种 传 染 病 的 抗 性 等 位 基 因, 那 其 他 家 庭 成 员 感 染 相 同 疾 病 的 几 率 也 会 降 低 英 国 伯 明 翰 大 学 的 科 学 家 发 现,DAF-16 基 因 活 性 高 的 人 群, 免 疫 力 和 抵 抗 力 比 其 他 人 群 要 高, 且 其 寿 命 也 长 4 性 别 基 因 动 物 的 寿 命 还 与 性 别 有 关 一 般 而 言, 雌 性 动 物 要 比 雄 性 动 物 寿 命 长 从 遗 传 上 讲, 雌 雄 寿 命 的 差 别, 本 质 是 由 于 性 染 色 体 的 差 异 造 成 的, 进 而 造 成 了 雌 雄 结 构 和 功 能 的 区 别 女 性 为 XX 配 型 而 男 性 为 XY 配 型,X 染 色 体 上 有 许 多 能 清 除 自 由 基 产 生 的 基 因, 女 性 有 两 个 X, 男 性 只 有 一 个, 故 女 性 抗 氧 化 衰 老 的 能 力 即 寿 命 比 男 性 长 雌 性 动 物 与 雄 性 动 物 不 同, 承 担 着 孕 育 生 产 哺 乳 培 育 后 代 的 重 任, 其 寿 命 要 比 雄 性 长 才 能 完 成 这 些 使 命 所 以 动 物 存 在 的 意 义 和 价 值 越 大, 则 寿 命 越 长 总 之, 寿 命 受 长 寿 基 因 疾 病 基 因 免 疫 基 因 和 性 别 基 因 共 同 调 控 人 们 已 经 发 现 了 许 多 影 响 寿 命 的 基 因, 但 是 还 有 许 多 调 控 寿 命 的 基 因 未 被 发 现 人 们 只 有 了 解 了 所 有 与 寿 命 有 关 的 基 因, 才 能 真 正 理 解 同 一 物 种 不 同 寿 命 的 关 键 所 在 事 物 的 性 质 是 由 事 物 的 结 构 决 定 的, 寿 命 也 一 样, 是 由 基 因 的 结 构 决 定 的 人 们 只 有 了 解 了 事 物 的 结 构, 才 能 真 正 认 识 事 物 的 性 质, 从 而 为 人 们 调 控 改 造 事 物 奠 定 基 础 应 用 规 律 首 先 要 认 识 规 律, 认 识 规 律 就 是 科 学 研 究 科 学 研 究 是 我 们 改 造 世 界 的 前 提, 所 以 我 们 要 尊 重 科 学, 科 教 兴 国 二 后 天 因 素 与 寿 命 的 关 系 1. 温 度 很 多 研 究 发 现, 在 一 定 的 温 度 范 围 内, 环 境 越 寒 冷, 动 物 寿 命 就 越 长 比 如, 珍 珠 贝 在 温 度 较 高 的 西 班 牙, 最 多 可 以 存 活 29 年, 而 生 活 在 较 寒 冷 的 俄 罗 斯 的 珍 珠 贝 最 长 却 可 存 活 200 年 人 也 如 此, 生 活 在 寒 冷 北 极 的 爱 斯 基 摩 人 平 均 寿 命 80 岁 以 上, 亚 洲 美 洲 欧 洲 及 大 洋 洲 的 人 均 寿 命 为 60~72 岁, 而 生 活 在 热 带 非 洲 的 人 均 寿 命 却 低 于 50 岁 Conti [3] 在 Science 杂 志 上 发 表 的 研 究 报 告 称 当 小 鼠 的 体 温 降 低 摄 氏 度 时, 雄 性 小 鼠 的 寿 命 增 加 12%, 雌 性 小 鼠 的 寿 命 增 加 20% 为 什 么 动 物 在 低 温 环 境 下 比 在 高 温 环 境 下 寿 命 更 长? 化 学 家 们 都 知 道, 温 度 增 加 会 导 致 生 化 反 应 速 度 加 快 在 温 度 较 高 地 区, 动 物 体 内 基 础 代 谢 率 加 快, 生 长 发 育 和 老 化 加 快, 因 而 其 寿 命 会 缩 短 ; 而 在 温 度 较 低 的 地 区, 动 物 基 础 代 谢 率 降 低, 生 长 发 育 也 变 慢, 故 寿 命 相 对 较 长 当 然, 这 种 规 律 可 能 更 适 用 于 冷 血 动 物 因 为, 冷 血 动 物 不 需 要 用 自 己 的 能 量 来 取 暖 或 降 温, 相 比 恒 温 动 物, 同 样 重 量 的 冷 血 动 物 只 需 要 1/10-1/3 的 能 量 即 可 满 足 自 身 的 基 本 代 谢 需 求, 因 此, 冷 血 动 物 的 食 物 需 求 量 相 对 较 少, 这 种 优 势 可 使 冷 血 动 物 在 面 临 外 界 环 境 温 度 降 低 或 食 物 供 给 不 足 的 条 件 下, 靠 降 低 基 础 代 谢 率, 从 而 降 低 生 长 发 育 的 速 率, 使 其 寿 命 增 长 而 对 于 恒 温 动 物 来 讲, 生 物 正 常 的 生 命 活 动 一 般 是 在 相 对 狭 窄 的 温 度 范 围 内 进 行, 环 境 温 度 如 果 偏 离 最 适 温 度 太 多, 不 论 是 温 度 上 升 还 是 下 降, 都 会 导 致 疾 病 的 发 生, 从 而 影 响 寿 命 低 温 环 境 能 增 寿, 寒 带 动 物 相 对 比 热 带 动 物 寿 命 长 这 对 于 我 们 人 生 同 样 也 有 启 示 作 用, 梅 花 香 自 苦 寒 来, 生 于 危 难, 死 于 安 逸 人 生 的 道 路 充 满 困 难 与 挑 战, 困 难 与 挑 战 磨 练 我 们 的 意 志, 有 助 于 我 们 成 长 2. 饮 食 1 食 物 的 种 类 食 物 种 类 多 种 多 样, 有 些 食 物 常 食 有 益 于 健 康 长 寿, 有 些 食 物 常 食 则 会 损 坏 健 康, 缩 短 寿 命 如 多 酚 类 食 物 ( 绿 茶 紫 葡 萄 蓝 莓 葡 萄 酒 等 ) 富 含 不 饱 和 脂 肪 酸 类 食 物 ( 如 鸡 肉 鱼 肉 植 物 油 ) 富 含 维 生 素 及 纤 维 素 类 食 物 ( 蔬 菜 水 果 等 ) 高 蛋 白 低 脂 肪 类 食 物 ( 如 蘑 菇 ) 都 是 利 于 健 康 长 寿 的 食 品 而 常 吃 熏 烤 煎 炸 盐 腌 高 糖 高 脂 类 食 物 和 常 饮 碳 酸 饮 料 酗 酒 却 有 损 于 健 康 长 寿 天 然 食 物 比 人 工 合 成 的 食 物 更 有 利 于 人 的 健 康 长 寿 随 着 现 代 经 济 的 发 展, 人 们 对 食 物 好 坏 的 判 断 取 决 于 价 格 的 高 低, 认 为 价 格 越 贵 包 装 越 好 广 告 做 得 越 好 所 谓 科 技 含 量 越 高 的 食 品 对 人 体 越 有 利, 其 实 这 是 一 个 极 其 错 误 的 观 念 如 1 瓶 苹 果 汁 所 含 的 营 养 并 不 比 1 个 苹 果 所 含 的 营 养 含 量 高, 且 营 养 成 分 种 类 也 不 如 苹 果 齐 全 因 为 苹 果 汁 在 加 工 过 程 中 破 坏 了 苹 果 所 含 的 许 多 营 养 成 分, 特 别 是 苹 果 汁 中 加 入 了 许 多 添 加 剂, 如 防 腐 剂 增 稠 剂 抗 氧 化 剂 人 工 色 素 香 料 以 及 在 加 工 包 装 过 程 中 带 来 了 许 多 重 金 属 和 有 机 污 染 物 等, 这 些 物 质 都 可 能 对 人 体 的 健 康 长 寿 有 潜 在 危 害 总 之, 大 自 然 给 予 的 是 最 好 的, 天 然 食 品 不 但 花 钱 低, 而 且 营 养 齐 全, 有 利 于 人 体 的 健 康 长 寿 另 外, 人 类 在 饮 食 过 程 中, 还 应 注 意 饮 食 平 衡, 摄 入 各 种 不 同 的 营 养 成 分 以 满 足 人 的 基 本 生 理 需 求, 某 种 元 素 过 多 或 过 少 都 会 影 响 人 的 健 康, 饮 食 平 衡 对 于 人 的 健 康 长 寿 也 是 不 容 忽 视 的 对 很 多 长 寿 老 人 的 调 查 发 现, 他 们 不 仅 饮 食 时 间 规 律, 且 大 部 分 人 从 不 挑 食 现 在 有 许 多 饮 食 方 面 的 报 道 和 书 籍, 提 出 了 多 种 论 点, 有 的 甚 至 互 相 矛 盾, 让 人 无 所 适 从 其 实, 每 个 人 的 体 质 是 不 一 样 的, 适 合 他 人 的 不 一 定 适 合 自 己 我 们 要 从 化 学 生 命 科 学 的 角 董 川 开 讲 / 化 学 通 讯 71

76 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 度 分 析 自 我, 判 断 食 物, 尊 重 规 律, 重 视 自 然, 找 出 最 适 合 自 己 的 饮 食 规 律 2 食 物 的 摄 入 量 古 人 云, 所 食 欲 少, 心 愈 开 年 愈 益 ; 所 食 欲 多, 心 愈 塞 年 愈 损 这 表 明 节 制 饮 食 可 以 延 年 益 寿 日 本 东 海 大 学 的 一 项 动 物 实 验 发 现, 限 食 可 以 使 小 鼠 的 寿 命 平 均 延 长 一 倍 美 国 贝 勒 医 科 大 学 [4] 在 Science 杂 志 上 发 表 文 章 表 明, 在 实 验 室 条 件 下, 如 果 将 果 蝇 食 物 量 减 少 一 半, 它 们 的 寿 命 会 延 长 20%; 将 正 常 果 蝇 的 嗅 觉 受 体 Or83b 突 变, 使 其 失 去 嗅 觉 感 受, 它 们 对 食 物 失 去 兴 趣, 则 寿 命 也 会 延 长 日 本 京 都 大 学 [5] 在 nature 上 的 研 究 报 告 指 出, 让 线 虫 每 天 禁 食 和 每 两 天 禁 食, 其 寿 命 分 别 延 长 40.4% 和 56.6% 动 物 少 吃 可 以 限 制 热 量, 从 而 延 长 寿 命 饥 饿 使 动 物 寿 命 延 长, 温 饱 使 其 走 向 死 亡 这 启 示 我 们, 越 贪 吃 贪 财 的 人 越 劳 神 费 力, 寿 命 越 短 ; 越 清 心 寡 欲 者 能 耗 越 少, 寿 命 越 长 总 之, 少 吃 少 贪 清 心 寡 欲 可 延 长 寿 命 3. 生 育 Arantes-Oliveira 等 [6] 在 Science 杂 志 中 的 研 究 报 道 发 现, 如 果 去 除 秀 丽 隐 杆 线 虫 的 生 殖 系 细 胞 前 体, 则 其 寿 命 会 大 大 延 长 英 国 科 学 家 Sgrò[7] 在 果 蝇 的 研 究 上 也 找 到 了 肯 定 的 证 据, 发 现 年 轻 时 产 卵 的 果 蝇 比 成 年 时 产 卵 的 果 蝇 寿 命 短, 表 明 老 化 过 程 主 要 源 于 早 期 生 育 的 恶 果 ; 如 果 用 X- 射 线 照 射 果 蝇 使 其 绝 育, 寿 命 也 延 长 女 性 生 育 越 迟, 寿 命 越 长 美 国 百 岁 寿 星 的 调 查 发 现,14% 的 女 寿 星 终 身 未 婚,20% 的 女 寿 星 在 40 岁 之 后 才 生 育 子 女 英 国 科 学 家 研 究 发 现, 年 龄 越 长 寿 的 女 性, 平 均 生 育 个 数 越 少, 首 次 生 育 的 年 龄 也 越 晚 由 上 可 知, 动 物 生 育 越 迟, 生 育 个 数 越 少, 寿 命 越 长 从 科 学 上 讲, 我 国 实 行 的 计 划 生 育 与 晚 婚 晚 育 政 策 有 利 于 健 康 长 寿 4. 运 动 长 期 以 来, 人 们 认 为 运 动 有 益 于 健 康 长 寿 适 度 的 运 动 可 以 增 强 身 体 的 免 疫 系 统, 减 少 患 各 种 各 样 疾 病 的 危 险, 产 生 一 些 对 健 康 有 益 的 物 质, 如 酶 和 乙 酰 胆 碱 等 活 性 成 分, 使 身 体 的 很 多 器 官 处 于 最 佳 的 代 谢 平 衡 状 态, 有 利 于 健 康 长 寿 生 命 在 于 运 动, 然 而 运 动 需 要 适 度 很 多 研 究 发 现, 过 多 或 超 强 度 的 运 动, 会 使 体 内 各 器 官 供 血 供 氧 失 去 平 衡, 加 剧 身 体 一 些 器 官 的 磨 损, 导 致 大 脑 早 衰, 扰 乱 内 分 泌 系 统, 损 伤 免 疫 系 统, 促 使 机 体 新 陈 代 谢 加 快, 产 生 大 量 活 性 氧, 容 易 使 人 衰 老 因 此, 我 们 要 适 度 运 动 生 命 虽 然 在 与 运 动, 但 运 动 在 于 平 衡, 平 衡 可 以 使 人 长 寿, 失 衡 则 会 生 病 这 启 示 我 们 做 任 何 事 情 都 要 适 度 平 衡 和 中 庸 5. 性 格 与 心 态 对 很 多 长 寿 老 人 的 调 查 研 究 发 现, 这 些 长 寿 老 人 除 了 生 活 规 律, 饮 食 平 衡 之 外, 多 数 都 有 一 个 乐 观 的 心 态 我 国 心 理 学 家 对 107 位 岁 的 长 寿 老 人 进 行 性 格 的 调 查, 结 果 表 明, 这 些 老 人 说 话 行 动 缓 慢, 心 平 气 和, 自 制 力 强, 拥 有 平 和 均 衡 等 有 利 长 寿 的 性 格 瑞 典 一 项 研 究 表 明, 性 格 开 朗 的 人 患 痴 呆 症 的 概 率 低 50% 左 右, 还 不 易 受 外 界 压 力 影 响, 这 与 他 们 大 脑 中 的 皮 质 醇 水 平 偏 低 有 关, 这 对 长 寿 是 非 常 有 益 的 人 体 的 健 康 长 寿, 不 但 与 生 理 有 关, 而 且 与 心 理 也 有 关 在 当 今 物 欲 横 流, 压 力 倍 增 的 时 代, 学 会 心 理 平 衡 显 得 尤 为 重 要 因 此, 心 态 平 和, 善 于 减 压, 积 极 看 待 问 题, 拥 有 良 好 人 际 关 系 的 人 可 以 延 长 寿 命 广 义 的 动 物 寿 命 包 括 两 个 部 分, 物 质 寿 命 与 精 神 寿 命 精 神 寿 命 又 分 情 感 思 想 两 部 分 动 物 只 有 物 质 寿 命 与 情 感 寿 命, 而 人 还 具 有 思 想 寿 命, 属 于 人 躯 体 的 寿 命 是 物 质 寿 命, 属 于 人 思 想 情 感 的 寿 命 是 精 神 寿 命 物 质 寿 命 是 基 础 寿 命, 精 神 寿 命 是 物 质 寿 命 的 扩 展 和 延 伸 没 有 物 质 寿 命 就 谈 不 上 精 神 寿 命, 精 神 寿 命 是 建 立 在 物 质 寿 命 基 础 之 上 的 物 质 寿 命 是 有 限 的 寿 命, 精 神 寿 命 是 无 限 的 寿 命 只 有 物 质 生 命 与 精 神 生 命 同 时 追 求, 人 类 才 能 实 现 无 限 的 寿 命 由 此 可 知, 在 保 证 延 长 物 质 寿 命 的 前 提 下, 我 们 应 更 多 追 求 生 命 的 宽 度 深 度, 实 现 我 们 的 人 生 价 值 6. 其 它 环 境 因 素 社 会 和 科 学 的 进 步 极 大 的 促 进 了 医 疗 卫 生 事 业 的 发 展, 使 人 类 征 服 了 很 多 疾 病 但 是, 在 发 展 过 程 中 也 产 生 了 很 多 影 响 寿 命 的 负 面 因 素, 如 战 争 重 大 的 社 会 政 治 变 革 自 然 灾 害 乃 至 环 境 污 染 失 业 及 紧 张 繁 重 的 工 作, 这 些 广 义 的 社 会 大 环 境 因 素 都 会 引 起 人 的 生 理 和 心 理 疾 病, 影 响 人 类 的 寿 命 由 此 可 见, 保 护 生 态 平 衡, 维 护 社 会 和 平 稳 定 保 障 人 民 安 居 乐 业 反 对 战 争 是 极 其 重 要 的, 这 是 人 类 健 康 长 寿 的 第 一 前 提 综 上 所 述, 动 物 寿 命 一 般 会 受 到 内 因 ( 遗 传 因 素 ) 外 因 ( 环 境 因 素 和 生 活 方 式 ) 的 影 响 世 界 卫 生 组 织 报 告 中 指 出, 人 的 健 康 长 寿 15% 取 决 于 遗 传 因 素,85% 取 决 于 环 境 因 素 与 生 活 方 式 先 天 15% 的 遗 传 因 素 是 改 变 不 了 的, 但 影 响 寿 命 的 85% 的 后 天 因 素 是 可 以 控 制 和 改 变 的 由 此 可 见, 人 的 寿 命 最 终 还 是 掌 握 在 自 己 的 手 中, 人 完 全 可 以 通 过 自 我 的 修 养, 延 长 自 我 的 寿 命 致 谢 : 感 谢 国 家 自 然 科 学 基 金 ( 编 号 : ) 和 山 西 省 自 然 科 学 基 金 ( 编 号 : ) 对 本 论 文 的 资 助 参 考 文 献 : [1] Panowski SH, Wolff S, Aguilaniu H, Durieux J, Dillin A.PHA- 4/ Foxa mediates diet-rest riction-induced longevity of C.elegans[J]. Nature. 2007, 447: [2] Schliekelman P. K in selection and evolution of i n fe ct iou s d isease resist a nce[j ]. Evolut ion , 61: [3] Conti B, Sanchez-Alavez M, Winsk y-som merer R, Morale MC, Lucero J, Brownell S, Fabre V, Huitron- 72 董 川 开 讲 / 化 学 通 讯

77 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 Resendiz S, Henriksen S, Zorrilla EP, de Lecea L, Bartfai T. Transgenic Mice with a Reduced Core Body Temperature H ave a n I ncreased Li fe Span[J ]. Scie nce , 314: [4] Libert S, Zwiener J, Chu X, Vanvoorhies W, Roman G, Pletcher SD. Pletcher.Regulation of Drosophila Life Span by Olfaction and Food-Derived Odors[J]. Science. 2007, 315: [5 ] H o n j o h S, Ya m a m o t o T, U n o M, N i s h i d a E. Signalling through RHEB-1 mediates intermittent fastinginduced longevit y in C. elegans[j]. Nat u re. 2009, 457: [6] A rantes-oliveira N, Apfeld J, Dillin A, Kenyon C. Regulation of Life-Span by Germ-Line Stem Cells in Caenorhabditis elegans[j]. Science. 2002, 295: [7] Sgrò CM, Partridge L. A Delayed Wave of Death from Reproduction in Drosophila [J]. Science. 1999, 286: 理 念 成 就 个 性 个 性 昭 示 未 来 厦 门 第 一 中 学 胡 端 年 走 进 中 学 化 学 实 验 课 堂 摘 要 : 人 的 创 造 性 源 自 个 性 我 国 著 名 教 学 论 专 家 胡 克 英 说 教 育 的 最 高 价 值 正 在 于 发 展 个 性, 教 育 的 伟 大 力 量 也 在 于 发 展 个 性 学 生 个 性 全 面 和 谐 的 发 展, 是 素 质 教 育 的 根 本 所 在 而 教 师 的 个 性 发 展 是 实 现 学 生 个 性 发 展 的 重 要 前 提 之 一 关 键 词 : 理 念 个 性 未 来 在 全 国 中 小 学 整 体 改 革 第 七 届 研 讨 会 上 明 确 指 出 : 一 个 国 家 或 民 族, 有 丰 富 多 彩 的 个 性, 就 意 味 着 有 丰 富 多 彩 的 创 造 力 有 个 性 的 高 素 质 人 才 是 决 定 一 个 国 家 民 族 繁 荣 昌 盛 的 最 宝 贵 资 源 财 富 因 此 实 施 个 性 发 展 教 育 是 全 面 素 质 教 育 的 重 要 组 成 部 分 所 谓 个 性 是 指 人 的 需 要 动 机 兴 趣 世 界 观 等 心 理 倾 向, 能 力 气 质 性 格 等 心 理 特 征 以 及 认 识 情 感 意 志 等 心 理 过 程 和 心 理 状 态 等 综 合 的 心 理 结 构 中 学 时 代 是 学 生 个 性 发 展 形 成 的 主 要 时 期, 教 学 应 致 力 于 弘 扬 主 体 性, 注 重 完 善 心 理 结 构, 使 全 体 学 生 个 性 和 谐 发 展, 素 质 全 面 提 高 但 是 由 于 应 试 教 育 的 严 重 影 响, 不 少 教 师 和 学 生 认 为 做 不 做 实 验 不 影 响 考 试 成 绩, 导 致 实 验 课 教 师 讲 解 时 间 长, 学 生 实 验 时 间 短, 使 学 生 实 验 无 法 完 成 或 匆 匆 应 付, 实 验 效 果 差 ; 学 生 实 验 大 多 数 重 复 教 师 演 示 实 验, 缺 少 吸 引 力 缺 乏 探 究 性 最 终 的 实 验 课 堂 成 了 群 魔 乱 舞, 他 们 或 认 真 细 致 或 肆 无 忌 惮 或 漫 不 经 心 或 担 心 恐 惧 或 懒 惰 怕 苦 或 因 循 守 旧 或 随 心 所 欲 或 不 求 甚 解 或 思 而 无 序 这 种 缺 乏 主 动 性 的 教 学 阻 碍 了 学 生 的 个 性 发 展, 抑 制 了 学 生 的 创 造 意 识 和 创 造 能 力 笔 者 做 了 一 份 化 学 实 验 教 学 调 查 报 告, 高 中 36 个 班 级 的 2511 名 学 生 进 行 化 学 实 验 教 学 的 随 机 问 卷 调 查 调 查 发 现, 大 部 分 学 生 喜 欢 化 学 实 验, 特 别 希 望 自 己 做 实 验 63.2% 的 学 生 喜 欢 做 分 组 实 验 ;50.1% 的 学 生 喜 欢 现 象 新 奇 的 实 验 ;28.9% 的 学 生 喜 欢 富 有 刺 激 性 的 实 验 ;45.6% 的 学 生 喜 欢 富 有 创 造 性 探 索 性 的 实 验,18.7% 的 学 生 喜 欢 由 自 己 设 计 实 验 ;19.4% 的 学 生 希 望 开 展 实 验 探 究 活 动, 通 过 化 学 实 验 课, 收 获 较 大 的 只 有 8.9%, 有 收 获 的 仅 占 46.8%, 相 当 一 部 分 学 生 不 能 在 实 验 课 发 挥 自 我 个 性 实 验 课 堂 上 的 群 魔 乱 舞 应 该 是 部 分 老 师 和 学 生 的 理 念 没 有 跟 上 以 下 是 笔 者 结 合 中 学 化 学 教 学 的 实 际, 以 化 学 实 验 为 落 脚 点, 谈 发 展 学 生 创 造 个 性 品 质 的 一 点 体 会 ( 一 ) 树 立 发 展 理 念, 创 设 个 性 课 堂 理 念 是 行 动 的 先 导, 激 活 个 性 是 实 验 教 学 的 灵 魂 个 性 实 验 强 调 在 教 学 中 达 到 知 识 与 技 能 过 程 和 方 法 情 感 态 度 和 价 值 观 三 维 目 标 的 和 谐 发 展 个 性 实 验 倡 导 教 师 在 教 学 过 程 实 现 以 下 几 方 面 的 行 为 转 变 : 一 是 由 重 模 式 化 向 重 个 性 化 转 变 ; 二 是 由 重 书 本 化 向 重 设 计 化 转 变 ; 三 是 由 重 传 授 向 重 指 导 转 变 ; 四 是 由 重 结 果 向 重 过 程 转 变 ; 五 是 由 重 教 向 重 学 转 变 在 关 注 知 识 与 技 能 的 同 时, 发 挥 学 生 的 个 性, 使 学 生 体 会 到 化 学 实 验 的 乐 趣, 注 重 过 程 体 验, 培 养 学 生 积 极 的 学 习 态 度 和 情 感, 以 本 节 化 学 实 验 课 的 内 容 为 主, 其 它 综 合 知 识 为 辅, 提 倡 学 生 大 胆 革 新 设 计 勇 敢 探 索 实 验, 使 学 生 得 到 全 面 发 展 当 然, 教 师 应 在 实 验 之 前 给 予 学 生 指 导 分 析 探 讨 研 究 等 学 生 对 事 物 有 天 然 的 好 奇 心 和 探 究 的 愿 望, 学 习 的 进 行 很 大 程 度 上 取 决 于 这 种 自 然 倾 向 的 激 发 教 师 必 须 注 意 给 学 生 营 造 宽 松 民 主 自 由 的 气 氛 英 国 哲 学 家 约 翰 密 尔 曾 说 过 : 天 才 只 能 在 自 由 的 空 气 里 自 由 自 在 地 呼 吸 在 通 过 化 学 实 验 进 行 学 习 过 程 中, 鼓 励 学 生 大 胆 地 提 出 实 验 方 案, 即 使 是 在 对 学 生 提 出 的 不 全 面 不 完 善 甚 至 错 误 的 实 验 方 案, 也 要 以 表 扬 鼓 励 为 主, 充 分 肯 定 学 生 在 提 出 实 验 方 案 过 程 中 的 主 动 参 与 精 神 和 创 新 意 识 另 外, 教 师 应 保 护 学 生 的 好 奇 心 探 究 欲 和 张 扬 个 性 的 行 为, 提 倡 他 们 在 保 证 安 全 的 前 提 下 按 照 自 己 的 方 案 进 行 实 验, 让 学 生 在 实 验 过 程 中 经 受 挫 折 的 磨 练, 并 体 验 实 验 的 乐 趣 和 成 功 的 喜 悦 ( 二 ) 鼓 励 合 理 猜 想, 创 设 个 性 实 验 方 案 化 学 教 学 / 化 学 通 讯 73

78 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 仍 在 按 老 师 要 求 一 步 步 完 成 实 验? 过 时 了 一 本 新 出 炉 的 密 制 实 验 册 最 近 送 到 了 华 东 师 大 二 附 中 学 生 手 里 这 本 实 验 册 要 求 学 生 在 3 年 内 完 成 92 个 必 做 实 验 外, 还 得 设 计 10 个 个 性 实 验 对 于 这 些 个 性 实 验, 从 敲 定 选 题 准 备 实 验 器 具 到 设 计 流 程, 都 要 求 学 生 自 己 一 手 包 办 当 然, 个 性 实 验 设 计 前, 教 师 应 让 学 生 大 致 知 道, 什 么 是 实 验 设 计 可 以 如 何 设 计 实 验 设 计 实 验 有 何 意 义? 化 学 实 验 设 计 是 指 实 验 者 在 实 施 化 学 实 验 之 前, 根 据 一 定 的 化 学 实 验 目 的 和 要 求, 运 用 有 关 的 化 学 知 识 和 技 能, 对 实 验 的 仪 器 装 置 步 骤 和 方 法 在 头 脑 中 所 进 行 的 一 种 规 划 和 设 想 化 学 实 验 设 计 具 有 重 要 意 义 首 先, 学 生 根 据 自 己 所 学 的 化 学 知 识, 独 立 地 或 在 教 师 启 发 下 设 计 出 个 性 实 验 方 案, 成 功 地 解 决 化 学 实 验 问 题, 从 而 产 生 成 功 后 的 喜 悦, 激 发 起 更 大 的 学 习 热 情, 成 为 进 一 步 学 习 的 强 劲 动 力 其 次, 设 计 化 学 实 验 方 案 需 要 学 生 灵 活 地 创 造 性 地 运 用 所 学 的 基 础 知 识 和 基 本 技 能, 因 而 可 以 培 养 他 们 解 决 化 学 实 验 问 题 的 能 力 和 创 造 能 力 同 时, 进 行 化 学 实 验 设 计 还 需 要 学 生 掌 握 各 种 科 学 方 法, 具 有 严 肃 认 真 一 丝 不 苟 和 敢 于 创 新 的 精 神, 因 而 有 利 于 学 生 科 学 方 法 的 训 练 和 科 学 态 度 的 培 养 设 计 实 施 方 案 的 一 般 方 法 : (1) 审 查 题 目 要 求, 构 思 设 计 方 案 (2) 写 出 实 验 程 序 (3) 根 据 设 计 实 验 方 案 的 一 般 规 律 考 虑 仪 器 试 剂 药 品 的 选 择 (4) 作 图 (5) 标 出 仪 器 药 品 试 剂 代 号 名 称 (6) 写 出 有 关 反 应 方 程 式 设 计 实 验 方 案 的 一 般 规 律 : (1) 从 物 质 的 反 应 原 理 去 考 察 设 计 实 验 的 方 案, 仪 器 试 剂 的 选 择 (2) 根 据 反 应 物 的 状 态 去 考 虑 (3) 考 虑 物 质 反 应 的 条 件, 生 成 物 的 纯 度 (4) 根 据 生 成 物 的 状 态 性 质 不 同 去 考 虑 (5) 根 据 所 制 取 物 质 需 要 量 的 多 少, 及 需 不 需 要 控 制 反 应 的 速 度 等 因 素 来 考 虑 设 计 实 验 方 案 的 仪 器 试 剂 的 选 择 (6) 根 据 实 验 操 作 的 顺 序 来 考 虑 实 验 设 计 方 案 及 仪 器 试 剂 的 选 择 (7) 从 生 成 物 对 空 气 是 否 有 污 染 去 考 虑 整 套 设 计 方 案 (8) 要 根 据 试 题 的 要 求 全 面 考 虑 实 验 的 设 计 方 案 以 化 学 实 验 验 证 假 说 或 猜 想, 要 注 重 引 导 学 生 设 计 一 些 与 假 设 或 猜 想 相 违 背 的 实 验 方 案 和 采 用 反 证 的 实 验 方 案, 以 培 养 学 生 的 分 析 综 合 抽 象 演 绎 的 思 维 方 法 和 批 判 性 思 维 能 力 如 学 生 在 进 行 质 量 守 恒 定 律 的 学 习 时, 可 能 会 提 出 化 学 反 应 前 后 物 质 的 总 质 量 会 增 大 不 变 和 减 少 三 种 不 同 的 假 设, 并 根 据 假 设 设 计 实 验 方 案 进 行 实 验 验 证 在 验 证 的 过 程 中, 教 师 就 可 以 引 导 学 生 设 计 一 些 如 镁 条 在 空 气 中 燃 烧 质 量 增 加, 木 炭 在 空 气 中 燃 烧 质 量 减 少 等 反 常 的 实 验 方 案, 让 学 生 在 实 验 中 产 生 新 的 问 题, 以 提 高 实 验 的 质 量 和 效 果 ( 三 ) 培 养 思 维 习 惯 挖 掘 创 新 个 性 人 格 创 新 活 动 是 求 新 求 变 的 思 维 活 动, 一 味 承 袭 别 人 的 思 想 是 无 法 创 新 的, 独 立 的 思 考 是 创 新 的 保 障, 是 发 展 个 性 的 前 提 1 让 学 生 养 成 另 想 立 意 的 习 惯 在 实 验 过 程 中 遇 到 了 课 本 上 没 有 描 述 过 的 现 象, 教 师 没 有 讲 述 过 的 事 实 时, 要 让 学 生 懂 得 去 思 考 :(1) 是 不 是 操 作 有 误? (2) 是 不 是 试 剂 有 问 题?(3) 是 不 是 操 作 时 因 为 试 剂 过 量 使 得 生 成 物 跟 过 量 的 反 应 物 继 续 反 应 的 结 果?(4) 出 现 的 是 不 是 中 间 产 物?(5) 是 不 是 反 应 条 件 起 了 微 妙 变 化 的 结 果 等 等? 例 如, 在 学 生 学 习 了 硝 酸 的 性 质 和 书 上 常 规 的 演 示 实 验 后, 在 课 外 探 究 性 教 学 中, 可 让 学 生 就 Cu 和 浓 H NO 3 的 反 应 与 NO 2 与 水 反 应 的 性 质 相 整 合 进 行 讨 论 和 设 计, 从 而 得 到 与 HC l 喷 泉 实 验 相 似 的 红 色 喷 泉 实 验 实 验 步 骤 与 现 象 : 在 烧 瓶 中 滴 加 少 量 的 浓 硝 酸, 并 在 靠 近 橡 皮 塞 ( 预 先 将 石 蜡 熔 融 均 匀 涂 抹 在 橡 皮 塞 上 ) 的 长 导 管 上 缠 上 螺 旋 状 粗 铜 丝, 缓 缓 倒 置 烧 瓶, 接 上 一 个 盛 紫 色 石 蕊 试 液 的 塑 料 瓶, 铜 与 浓 硝 酸 即 开 始 反 应, 红 棕 色 气 体 由 下 而 上 充 满 烧 瓶, 空 气 被 排 出 当 整 个 烧 瓶 充 满 二 氧 化 氮 气 体 时, 用 手 挤 压 塑 料 瓶, 使 少 量 水 进 入 烧 瓶, 立 即 形 成 美 丽 的 红 色 喷 泉 实 验 结 束, 烧 瓶 中 剩 余 气 体 的 体 积 约 占 烧 瓶 体 积 的 1/3 打 开 烧 瓶, 无 色 气 体 在 空 气 中 会 转 化 为 红 棕 色 再 次 塞 紧 塞 子, 摇 动 烧 瓶, 气 体 又 变 成 无 色 了 重 复 几 次 实 验 优 点 : 上 述 实 验 将 铜 与 浓 硝 酸 反 应 的 实 验 二 氧 化 氮 与 水 反 应 的 喷 泉 实 验 巧 妙 地 组 合 在 一 起 装 置 简 单 仪 器 少 ; 两 个 反 应 连 贯 性 强, 一 气 呵 成 ; 操 作 简 便 ; 实 验 现 象 明 显, 趣 味 性 浓 ; 既 有 定 性 的 展 示, 又 有 定 量 的 呈 现 ( 生 成 的 一 氧 化 氮 体 积 与 参 加 反 应 的 二 氧 化 氮 体 积 的 关 系 ) 又 是 在 课 堂 教 学 中 使 用 的 演 示 实 验 中 创 新 而 来, 不 仅 能 使 学 生 牢 固 掌 握 相 应 的 化 学 知 识, 而 且 能 引 发 学 生 的 创 新 个 性 2 让 学 生 养 成 大 胆 发 散 思 维, 不 迷 信 课 本 的 习 惯 让 学 生 亲 自 做 实 验 和 观 察 各 种 现 象, 亲 身 体 验 通 过 实 验 进 行 探 索 规 律 的 活 动 养 成 以 实 验 为 依 托 以 事 实 为 依 据, 不 人 云 亦 云 的 独 立 思 考 的 习 惯 在 化 学 教 学 参 考 资 料, 甚 至 高 考 试 题, 都 十 分 肯 定 地 认 为 : 制 取 白 色 的 Fe(OH) 2 成 功 关 键 是 全 过 程 必 须 避 免 试 剂 与 空 气 ( 氧 气 ) 接 触, 否 则 新 生 成 的 白 色 Fe(OH) 2 将 被 氧 气 迅 速 氧 化 成 绿 色 于 是 设 计 出 多 种 实 验 方 法 : 加 热 法 赶 出 试 剂 溶 液 里 溶 解 的 少 量 氧 气, 用 长 滴 管 把 氢 氧 化 钠 溶 液 注 入 硫 酸 亚 铁 溶 液 底 部, 为 阻 断 与 空 气 接 触 在 试 剂 溶 液 上 加 植 物 油 加 石 蜡 油 加 苯 等, 甚 至 用 氢 气 作 保 护 气, 但 实 验 结 果 常 常 并 不 理 想 李 敏 老 师 认 为, 新 生 成 的 白 色 Fe(OH) 2 变 成 绿 色 并 非 氧 化 所 致, 其 理 由 为 : 1 Fe(OH) 2 与 氧 气 的 反 应 属 多 相 间 的 反 应, 反 应 速 率 必 然 74 化 学 教 学 / 化 学 通 讯

79 Newsletter Chemical 化学通讯 较慢 不可能在震荡试管的1min左右的时间里迅速氧化 爱 尊重学生 因材施教 促进学生个性的健康发展 2 试管里的试剂与空气的接触面仅试管内的圆面 如此小 的接触面不可能在震荡试管的1min左右的时间里迅速氧化 要关注学生个体差异 个性发展教育是面向全体性的教育 依据全体性 教学应重视个体差异 依据全体性 教师要强化 3 根据氧气在酸性 中性 碱性介质里的电极电位数值可 园丁意识 一花独放不是春 万紫千红春满园 要让每个学 知 氧气在碱性介质里的氧化能力很弱 不可能在震荡试管的 生的个 性品质都得到和谐发展 成为拥有旺 盛生命力的青 年 1min左右的时间里迅速氧化 人 因此要因材施教 因人而异 例如让基础扎实 能力强 独 4 根据美术里合色原理可知 白色Fe(OH) 2 因氧化渐变成 立性强的学生多做些设计性实验 参与课外兴趣小组活动 适 红褐色的Fe(OH) 3 被氧化后的物质其过渡色只能有三种颜色 当提供条件 开展家庭小实验 要偏爱后进生 对他们适当降 ①粉红 ②紫色 ③橙色 不应经过绿色 或灰绿色 绿色 或 低实验要求 给他们能表现自己 锻炼自己的机会 要维护差 灰绿色 物质不是被氧化后所生成的中间产物 生的自尊心和积极性 多辅导 多关心 详细批改实验报告 其 5 实 验验 证 取 新 制的绿 色 或 灰 绿 色 物质 加盐 酸 溶 次是 及时实 施 鼓 励性评 价 不 要 吝 惜 表 扬 要 善于发现学生 解 向溶液里加硫氰化钾 不变红色 证明没有 Fe 生成 说 的闪光点 及时捕捉学生尤其是差生的点滴进步 例如赞扬某 明Fe(OH) 2没有被氧化 即白色Fe(OH) 2变成绿色非氧气氧化所 个学生试管洗得很干净 欣赏某个学生成功的实验现象 张贴 致 内容完整 字迹漂亮的实验报告 师生共享成功的欢乐 对 3+ 绿色 或灰绿色 物质可能是氢氧化亚铁的某种络合物 配位体是水分子或者氢氧根离子 尚不能确定 激发 形成学生个性发展的内部动力机制 有着明显的积极作 用 3+ 把不含Fe 的亚铁盐浓溶液与浓热的NaOH溶液混合 就可 教育家乌申斯基说 固然 许多事有 赖于学校的一般规 得到Fe (OH ) 2白色沉淀 冷的NaOH溶液稀与亚铁盐稀溶液混 章 但是最重要的东西永远取决于跟学生面对面的教师个性 合可能得到绿色的Fe(OH) 2 沉淀 教师的个性对年轻心灵的影响所形成的那种教育力量 是无论 可见 沉淀物呈白色 呈绿色都是氢氧化亚铁 Fe(OH) 2由 白色变绿色与氧气没有关系 我们应让学生养成不迷信课本 靠教科书 靠道德说教 靠奖惩制度都无法取代的 只有个性方 能影响个性的发展和定型 只有性格才能养成性格 不迷信权威的习惯 敢于提出问题 敢于发散思维 提出个性设 参考文献 想 1 蔡亚萍. 中学化学实验设计与教学论[ M]. 浙江:浙江教 四 关注学生的个体差异 发挥每位学生的个性 育出版社 范杰. 中学化学教学法与实验研究 第二版 [M]. 高等 学生和教师的接触最多 教师应忠诚党的教育事业 为人 师表 以身作则 同时师生之间保持平等 尊重 合作的朋友关 教育出版社 系 使教师与学生心心相印 情感交融 亲其师 信其道 方能 3 教育部 考 试中心 年普通高等 学校 招生全国统一 激其行 若教师的情感能经常触及学生的情感需要 就会使学 考试理科综合科考试大纲的说明[ M ].北京:高等教育出版社 生产生一种持久的积极向上的心态 情通则礼达 教师要热 化学与生活 Chemistry and Life 我们生活在化学的世界里 江苏省横林高级中学 董新伟 化学是最古老的科学之一 在改善人类生活方面 也是最有 成效的科学之一 化学已深刻影响着人类的衣食住行及通讯交 流 应用化学 化工 所占的国民生产总值的比重随社会发展水 平的提高而提高 在美国化学生产已超过全部生产的30 所 以美国的R 布里斯罗在 化学的今天和明天 一书中的副标题 是 化学是一门中心的 实用的和创造性的科学 早期的化学是原始人利用两块干木摩擦产生的火星 从而 制造出美妙的火焰 这个发现创造了人工燃烧的化学反应 由此 找到了驱除肉类异味和杀灭腐蚀肉类的细菌的方法 这是最早 的蛋白质变性的反应 人类的祖先在自然界中认识了存在于地 球表面的金属 如铜和金 数量不多但很希罕 并使生活发生了 化学教学/化学通讯 75