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新型金属研究进展论文

发布时间:2024-07-02 23:40:54

新型金属研究进展论文

金属矿地下连续开采技术研究摘 要:改革以来我国的金属矿开采技术得到了很大的发展,尤其在金属矿地下开采方面生产工艺已经接近世界先进水平。本文系统介绍了金属矿地下连续开采的基本知识及开采工艺。并且例举了新疆金属矿地下连续开采的工程实例,对地下金属矿连续开采的目前状况进行了分析,以供广大矿业工作人员参考。 关键词:地下金属矿;连续开采;技术 一、金属矿地下连续开采的基本情况 采矿是通过矿堆的采准、切割和回采三个工艺流程将矿石从地下矿床开采出的过程。采矿方式分地上开采和地下开采两种。近年来,我国地下开采的金属矿山逐渐增多,地下开采的各个工序基本实现了由机械化操作取代手工作业,开采自动化程度明显提高。地下连续开采技术是我国目前地下采矿的先进技术。地下连续开采有两种主要方式,一是当矿体硬度较小时,开采时各个工序连续平行进行施工。二是当矿体硬度大时,开采时分成若干个施工段,不同施工段的各个工序连续平行进行施工,这需要在开采时做好各个工序间的协调工作。 国外地下采矿装备系列齐全,配套完整,机械化程度也高,从凿岩、装药到转运,全部实现了机械化配套作业,各道工序无需手工体力操作,无繁重体力劳动,装备无轨化、液压化、自动化程度较高。地下无轨采矿工艺是目前国际先进采矿工艺技术的标志。国外目前先进的采矿装备已完全实现了无轨化、液压化。在自动化方面,已成功地应用了无人驾驶、机器人作业等新技术。 二、金属矿地下连续开采工艺 1.在对大块矿岩开采时,为提高开采的效率,连续进行落矿、出矿、运输等工艺的回采施工。回采时采用前进式推进顺序,施工过程中不留矿柱。采用这种连续开采的工艺可提高开采效率,经济适用,方便矿块的控制管理和采矿设备调配,将来发展潜力很大。 2.在对地下矿石进行后处理时,采用专门的运输机连续进行矿石的出矿、转运、提升等工艺的施工。使地下矿石开采、运送达到一体化。采用这种工艺可以加快开采速度,近几年来,该工艺应用较广。 3.如果开采的矿岩硬度较大,开采具有一定的难度,可采用连续采矿机实现掘进、挖掘、落矿、出矿、转运等工艺过程的连续化施工。目前,有关专家对这种采矿工艺的研究取得了很大的进展,使其应用前景更加广阔。 三、金属矿山地下连续开采的问题及处理措施 我国自90年代以后,随着科学技术的不断发展,在地下连续开采技术研究方面取得了重大的突破,多项地下连续开采技术已经应用在矿山中。同世界先进国家相比,仍有一定的差距。目前矿山开采中还存在某些问题急需解决。有的矿山在采矿时,将采矿分为矿石和矿柱两个步骤,将收矿柱放在开采矿石后面。这种采矿方法存在如下不足之处:矿柱质量难以保证,所留矿柱截面形态各异,抗压强度低,易产生破坏。矿柱回收结果不理想,能正常回收的矿柱较少,不但浪费了资源,而且降低了采矿效率,延长了采矿作业时间,对地下采矿的经济效益产生很大影响。并且由于采矿步骤多,在管理上也产生许多困难。为了解决上述问题,有关专家不懈的努力,研究出地下连续开采无矿柱法。这种地下连续采矿施工方法如下:将步骤划分成矿段,不留矿柱,回采单元用矿段表示,采用将切割槽割在矿段中部,并把振动机布置在结构底部出矿的方法。矿石由振动车搬运,连续进行出矿、运矿的作业。崩矿过程中及时进行回填,平行进行采切、回采、充填的作业,使采矿工作连续不间断的施工。地下连续无矿柱采矿的实施,表明我国地下金属矿开采技术进入一个新的层次。使矿柱回收困难的问题得到很好的解决,加快了采矿的时间,避免了国家资源的浪费,提高了地下采矿的经济效益。由于减少了采矿步骤且使采矿各工序衔接紧密,连续不间断的开采,为采矿集中管理带来便利,使劳动效率大幅增长。回采时工序安排合理,连续开采,还解决了深部矿体开采时因为地压较大引起的围岩失稳问题。极大的促进了我国矿山开采的现代化进程。另外,地下连续开采的规范还不够完善,各地区对采矿的标准和要求还不统一,虽然重视开采新技术的研究,但对设备的配套及工艺的优化重视程度还不够,对新型设备的推广还不够完善。必须在有关部门的领导下,完善采矿规范标准,加强连续工艺的优化与设备的合理配套。建立与连续开采相适应的理论体系。在不断开发研制新型设备的同时,注重对新型设备的推广应用。使我国的金属矿地下连续开采进一步向现代化迈进。 四、地下连续采矿技术的应用 新疆某铁矿年产矿石能力20万吨。矿区属丘陵地带,气候干燥,夏季雨水较多,年平均降雨量毫米,冬季气温较低区域内未有大的河流,矿区地震烈度为6度。经勘察矿区深层土质为岩石,浅层为砂砾层。矿床为缓倾斜矿床,矿体为脉状矿体。地下开采的日产量为3000吨。采用地下连续开采方案,用胶带运输机连续运输,地下开采按由上往下的顺序开采。 将整个矿块划分为一个回采单元,矿块厚度即采场宽,相互采场之间不留矿柱,依次连续的进行采切、回采、充填三大工序,回采不允许在同一分层上进行,要分层进行,不同时进行相邻采场的采切。为避免开采时破坏四周土的应力,出现应力集中现象,影响围岩稳定,产生地面塌陷,设计对采空区采用非胶结充填方式处理,可以消除塌陷的危险。这种充填方式工程量较大,生产效率低,回采操作不便。后经专家研究决定,采用连续帷幕随时充填技术。该充填工艺施工时不留矿柱,开采各工序连接紧密,连续性好,而且作为支护的可压缩金属支座支护能力好。确保了采矿的安全,为出矿、转运和充填提供了方便。能对采空区进行及时迅速的回填。此采矿技术开采时采用将整体矿脉一体推进方式。主要的采切工程有:底盘转运巷道、切割巷、出矿漏斗及切割天井。地下连续采矿技术将回填空区用矿岩分离出的废石回填,采用了先进的矿浆输送方式。将深孔连续采矿技术、矿岩分离技术、矿浆输送技术等工艺与技术综合起来应用,实现了回采的高效率,经验证经济效益和社会效益良好。 五、金属矿地下连续开采未来的发展 我国的金属矿地下开采技术和过去相比虽然有了很大的进步,但要赶上并超过世界先进水平尚需不断发展,地下金属矿开采的大型化、数字化、连续化将是未来发展的主要方向。在采矿技术发展的同时需考虑社会效益和经济效益,研制并应用适合地下金属矿连续开采的技术,使矿山的开采与四周生态环境相谐调。有关部门还需组织专家加大对矿岩应力的研究,增加围岩的稳定性,以提高地下开采的安全性。还要加大对充填采矿法的推广力度,并且坚持朝快速化、环保化的方向发展。 六、结语 随着社会的发展,我国的采矿技术也不断进步。其中金属矿地下连续开采的技术已经接近世界先进水平,基本实现了金属矿地下连续开采的连续化和机械化。如何使我国的金属矿地下连续开采技术取得更大的进步,研究出更先进的金属矿地下连续开采技术,仍是广大矿业技术人员今后的努力目标。

国家计委和科技部日前共同发布了《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2001年度)》,确定了当前应优先发展的十个产业的141个高技术产业化重点领域新型金属材料产业优先发展的领域如下:1、稀土材料及其应用稀土是信息产业、绿色能源和环境保护等产业的重要支撑材料我国稀土储量、产量和出口量均占世界首位 已形成较齐全的工业体系近期产业化的重点是:高性能稀土永磁材料及制品、稀土催化材料、稀土贮氢材料、稀土发光材料、超大磁致伸缩材料、高温超导材料、稀土硫化物涂料及颜料的规模生产;加快发展高纯稀土氧化物和高纯稀土单质分离提取工业化生产技术和装备;加快稀土在钢铁冶金、有色金属、玻璃、特种陶瓷、石油化工及农业等方面的应用2、复合金属材料制备工艺及其成套设备由于异质金属复合材料的性能功能化和较低的成本及应用范围广泛,提高了传统金属材料的发展潜力近期产业化的重点是:建设铝-不锈钢、铝-钢、钛-钢、铜-钢带液-固相复合工艺生产线 表面复合精饰技术制备薄覆层()金属复合板带生产线;开发颗粒增强铝基复合材料规模化生产技术、半固态成形技术、连续包敷复合高速钢材料及制品,并实现产业化3、高性能密封材料及制品密封件是保证机械装备高效、长期、安全和稳定运行的重要基础件 其技术水平、质量及性能直接影响配套主机产品质量和运行可靠性我国密封材料及制品经过十多年的发展和技术引进,形成了一定的生产能力和规模 一般产品能满足各类主机的配套要求,但高压、高速、精密、耐高温低温和耐腐蚀的密封件与国际水平有较大差距近期产业化的重点是:轿车及中高档轻型车动力传动、减振、制动系统用密封材料及制品规模化生产示范基地建设;重大成套设备中高压、液压、气动系统用密封件;电力设备中高温、高压机械密封;石化工业中高速透平压缩机非接触气膜密封;金属磁流体动密封4、纳米材料和特种粉末及其制品纳米材料因其纳米效应而具有特殊的性能和广泛的用途 是目前科技发展重要热点之一近年来 我国在纳米材料的研究开发和应用方面取得了很大进展 形成了一批拥有自主知识产权的技术并开始产业化近期产业化的重点是:以纳米粉体材料、纳米膜材料、纳米催化材料和纳米晶金属材料为重点 实现低成本、环境友好以及质量稳定的规模化生产;加快纳米材料规模化应用于信息、通信、医疗和环保等新兴产业以及能源、交通、化工、建材、纺织和轻工等基础产业,改进性能,提高效率 促进技术进步;加快发展粉末冶金摩擦材料、高温合金粉末以及高纯超细陶瓷粉体材料链接: 二十一世纪将是材料-电子一体化的世纪作为新型功能材料家庭中的重要成员,形状记忆合金在工程机械和日常生活中得到了广泛的应用由形状记忆合金构成的结构简单、控制灵活、功率密度大的各类记忆合金驱动器,在轻型机器人及小型化系统中具有独特的技术优势本文详细阐明了形状记忆合金的晶体学、热力学特性,概述了该材料的几种典型应用实例在此基础上,综述了这一功能材料的应用优势

日前, 四川大学高分子学院程冲研究员课题组、德国柏林工业大学Arne Thomas教授课题组与马普固体研究所Dr. Yi Wang(王毅)团队 采用金属碳化物作为过渡金属Fe、Ni原子载体,在单原子氧气析出反应(OER)催化剂研究中取得了突破性研究进展,该研究首次实现了非强配位OER金属单原子催化中心的构建。

研究成果以“Oxygen-evolving catalytic atoms on metal carbides”为题,于北京时间2021年5月31日晚23时发表在 上。

将具有催化活性的金属化合物分散到原子水平制备单原子催化剂,可最大限度地提高原子利用率和活性位点间协同效应。近年来研究发现单原子催化剂在各种催化反应,尤其是电催化还原反应中表现出优异的活性。然而却很少在OER中展现出优异的催化活性。目前大多数单原子结构是通过由氧、氮、硫等杂原子强配位负载在载体材料上实现的,而强配位环境极大地影响了金属单原子中心的电子环境,从而影响它们的析氧催化活性。然而开发非氧、氮、硫等杂原子强配位金属单原子结构及其载体材料极具挑战,也是实现高效单原子OER催化剂的关键。

氧、氮、硫等杂原子强配位键合作用,在阻止原子团聚以实现原子级分散催化结构中具有重要作用,近年来研究人员通过此方法实现了大量的单原子催化剂的构建,为不同领域提供了一系列催化性能优异的材料。然而现有体系中,单原子金属中心因其杂原子强配位作用影响了其电子环境和原子的可运动性,从而限制了它们的部分催化活性,特别是在需要高过电位的OER反应中,该限制尤为明显。

该论文的第一作者为 德国 柏林工业大学功能材料团队,李爽博士(DFG project leader) ,她告诉《中国科学报》,单原子OER催化剂的催化性能,不仅依赖于单原子与载体间的相互作用方式,过强的相互作用会导致原子活性降低,而过弱的作用力又很难稳定单原子;催化反应往往依赖于双金属单原子中心的协同作用,乃至催化中心与载体材料之间的相互作用。构筑具有高活性的单原子OER催化剂,不仅要找到适合的载体来实现相对较弱的配位环境,还需要考虑不同金属单原子之间的协同作用,是一项极具挑战的课题。

在前期工作中,课题组研究人员曾利用富氮多级孔道碳材料作为载体,实现了Fe、Co双金属单原子的高效负载及双金属中心的协同催化作用,成功地提升了单原子OER催化剂的活性。但由于受到多孔碳载体材料中氮杂原子的强配位作用限制,相关催化剂的过电位、催化效率等仍不理想。

“在最新的这项研究中,我们首先从结构上设计并制备了新的金属有机杂化前驱体材料,以期得到不同于传统多孔碳单原子载体的新型材料。 在杂化前驱体材料的构建中,一方面我们选用了含有儿茶酚及氨基的有机小分子,其可加强前驱体对金属离子的络合作用;另一方面我们引入了钨氧簇,以实现在碳化过程中原位制备碳化钨作为单原子催化中心的弱配位载体。 ”李爽博士介绍到。

具体而言,研究人员巧妙地选择具有强络合能力的含氮、含氧有机分子作为多种金属盐的键合单元与Fe、Ni、WO离子组装,获得了结构均匀的金属有机配位杂化前驱体材料。通过调控热处理条件,获得了基于碳化钨纳米晶体负载的Fe、Ni、FeNi单原子OER催化剂。

一系列精细结构表征实验证实,研究人员成功构建了非强配位金属单原子活性中心。利用球差校正高分辨透射电镜技术,研究人员精确观测到了碳化钨表面FeNi单原子结构,并通过单个原子位点的EDX精确分析了原子位置,同时还观测到了碳化钨晶体表面的FeNi原子具有高移动能力。高分辨X射线光电子能谱及X射线吸收谱表明,FeNi原子是通过与碳化钨基底的W、C原子相互作用而保持稳定的,这种与W、C原子的相互作用也使得FeNi活性中心处于低价态保持了部分金属特性。

图1:a. 材料结构示意图;b. 球差高分辨电镜下的碳化物晶体颗粒;c.碳化钨晶体中的原子排布和晶面取向;d, e.碳化物表面的FeNi单原子;f.原子级元素分布;号位原子对应的原子级EDX图谱(研究团队供图)

图2:材料的电化学OER性能结果(研究团队供图)

最后,研究人员认为,该工作提出的利用金属有机配位杂化前驱体制备金属碳化物作为载体材料不仅为非强配位金属单原子催化中心的构建提供了开创性的研究思路,同时也为进一步开发高效单原子催化剂开辟了一条很有前途的全新道路。

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本文来源| 小柯化学

编辑 | 余 荷

排版 | 王大雪

新型病毒的研究新进展论文

随着计算机技术的飞速发展和计算机应用的日益普及,目前计算机病毒几乎已经遍及社会的各个领域,近乎家喻户晓,只要接触过计算机的都能碰上它。你说它有多恐怖,也不是。但它总也挥之不去,伴随着计算机的发展,给计算机系统带来了巨大的破坏和潜在的威胁。因此,为了确保计算机系统的安全及网络信息的安全,研究对付计算机病毒的措施已刻不容缓同时计算机病毒也在不断地推陈出新。目前,病毒已成为困扰计算机系统安全和网络发展的重要问题,各行各业中的管理部门更是要增强计算机病毒的防范意识,最大限度地减少计算机病毒所带来的危害本文将通过我切身对计算机病毒的经历来阐述本人对计算机病 毒学的认识,结合参考文献加深对计算机病毒学的理解,以达到对计算机病毒能够防患于未然及普及这方面知识关键词:计算机病毒 安全 防范 计算机病毒的主要来源: 1.搞计算机的人员和业余爱好者的恶作剧、寻开心制造出的病毒,例如像圆点一类的良性病毒。 2.软件公司及用户为保护自己的软件被非法复制而采取的报复性惩罚措施。因为他们发现对软件上锁, 不如在其中藏有病毒对非法拷贝的打击大, 这更加助长了各种病毒的传播。 3.旨在攻击和摧毁计算机信息系统和计算机系统而制造的病毒----就是蓄意进行破坏。例如1987年底出现在以色列耶路撒冷西伯莱大学的犹太人病毒, 就是雇员在工作中受挫或被辞退时故意制造的。它针对性强, 破坏性大, 产生于内部, 防不胜防。 4.用于研究或有益目的而设计的程序, 由于某种原因失去控制或产生了意想不到的效果。 计算机病毒的类型及特点: 归纳一下,计算机病毒有以下几种特点:一是隐蔽性强。病毒可以在毫无察觉的情况下感染计算机而不被人察觉,等到发现时,就已经造成了严重后果。二是繁殖能力强。电脑一旦染毒,可以很快“发病”。三是传染途径广。可通过移动设备、有线和无线网络、硬件设备等多渠道自动侵入计算机中,并不断传染。四是潜伏期长。病毒可以长期潜伏在计算机系统而不发作,等达到激发条件后,就发作破坏系统。五是破坏力大。计算机病毒一旦发作,轻则干扰系统的正常运行,重则破坏磁盘数据、删除文件,甚至导致整个计算机系统的瘫痪。 计算机病毒是通过复制自身从而感染其它程序的指令代码或程序。当染毒文件运行时,病毒也随之运行并自我复制来感染其它程序。不过,良性病毒没有恶意攻击性性的代码,只占用系统的资源,让系统运行减慢。但是对大多数的恶性病毒却是携带恶意攻击性的毒码,一旦被激发,即可感染和破坏。自80年代由莫里斯编写的第一个“蠕虫”病毒程序问世以来,世界上已出现了多种不同类型的病毒。主要有以下几种主要病毒,产生了以下几种主要病毒: (一)系统病毒。系统病毒的前缀为:Win32、PE、Win95、W32、W95等。这些病毒的一般公有的特性是可以感染windows操作系统的 *.exe 和 *.dll 文件,并通过这些文件进行传播。(二)蠕虫病毒。蠕虫病毒的前缀是:Worm。这种病毒的公有特性是通过网络或者系统漏洞进行传播,很大部分的蠕虫病毒都有向外发送带毒邮件,阻塞网络的特性。比如冲击波(阻塞网络),小邮差(发带毒邮件)等。 (三)木马病毒、黑客病毒。木马病毒其前缀是:Trojan,黑客病毒前缀名一般为Hack。木马病毒的公有特性是通过网络或者系统漏洞进入用户的系统并隐藏,然后向外界泄露用户的信息,而黑客病毒则有一个可视的界面,能对用户的电脑进行远程控制。木马、黑客病毒往往是成对出现的现在这两种类型都越来越趋向于整合了。 (四)脚本病毒。脚本病毒的前缀是:Script。脚本病毒的公有特性是使用脚本语言编写,通过网页进行的传播的病毒,(五)宏病毒。其实宏病毒是也是脚本病毒的一种,由于它的特殊性,因此在这里单独算成一类。宏病毒的前缀是:Macro,第二前缀是:Word、Word97、Excel、Excel97(也许还有别的)其中之一。 (六)后门病毒。后门病毒的前缀是:Backdoor。该类病毒的公有特性是通过网络传播,给系统开后门,给用户电脑带来安全隐患。(七)病毒种植程序病毒。这类病毒的公有特性是运行时会从体内释放出一个或几个新的病毒到系统目录下,由释放出来的新病毒产生破坏。(八)破坏性程序病毒。破坏性程序病毒的前缀是:Harm。这类病毒的公有特性是本身具有好看的图标来诱惑用户点击,当用户点击这类病毒时,病毒便会直接对用户计算机产生破坏。(九)玩笑病毒。玩笑病毒的前缀是:Joke。也称恶作剧病毒。这类病毒的公有特性是本身具有好看的图标来诱惑用户点击,实病毒并没有对用户电脑进行任何破坏。(十)捆绑机病毒。捆绑机病毒的前缀是:Binder。这类病毒的公有特性是病毒作者会使用特定的捆绑程序将病毒与一些应用程序如QQ、IE捆绑起来,表面上看是一个正常的文件,当用户运行这些捆绑病毒时,会表面上运行这些应用程序,然后隐藏运行捆绑在一起的病毒,从而给用户造成危害。必然,随着信息技术的日后不断发达,肯 定会产生新型的病毒。毕竟,我们知道,魔高一尺,道高一丈。本人 接触到计算机是初中那会, 伴随着计算机的认识也知道有计算机病毒 这玩意。真正受到病毒的破坏是 04 年,那时使用的是腾讯 QQ 聊天 工具,当时由于初步接触网络,防范意识相当薄弱,也可以说根本毫 无这病毒防患这方面的知识。当时病毒是通过 QQ 上的好友发送一张 图片。这时,只要你点击接受。那大小几十 KB 的文件就自动在你机 器后台执行。盗取上网帐号,造成财产的损失。然后,伴随的还有计 算机的运行缓慢等等一系列病后遗症。当时,深受其害的我,就开始 着手去关注这方面的知识。 现在回想起来, 其实那时的那病毒很简单, 防患起来更加容易。也许,这就是时间的魔力。 07 年,震惊国内的熊猫烧香病毒爆发。那时很清晰的记得正 值夏季。酷暑下,全国几百万受感染的计算机用户可谓是深受其害。 当然,我也正切身感受到了此病毒的危害。可爱却可恨的熊猫手持三 根燃烧的香做拜姿于桌面每个图标处。整个系统运行的极其缓慢。对 于我这种普通的网民而言危害到此为止。可是,对于众多商业用户及企事业单位用户就非常之杀伤了。造成了巨大财产损失。 因此,我更加去关注了并简单学习了计算机病毒这方面的知 识。 通过对这方面的兴趣爱好,我了解到,本人所遭受的病毒只 是计算机病毒传播途径的其中一种:通过网络 这种传染扩散极快, 能在很短时间内传遍网络上的机器。 随着 Internet 的风靡,给病毒的传播又增加了新的途径,它的发 展使病毒可能成为灾难, 病毒的传播更迅速, 反病毒的任务更加艰巨。 Internet 带来两种不同的安全威胁,一种威胁来自文件下载,这些被 浏览的或是被下载的文件可能存在病毒。另一种威胁来自电子邮件。 大多数 Internet 邮件系统提供了在网络间传送附带格式化文档邮件的 功能,因此,遭受病毒的文档或文件就可能通过网关和邮件服务器涌 入企业网络。网络使用的简易性和开放性使得这种威胁越来越严重。 现在,我们还知道计算机病毒传播的途径还有以下几种:通过 软盘 通过使用外界被感染的软盘, 例如, 不同渠道来的系统盘、 来历不 明的软件、 游戏盘等是最普遍的传染途径。 由于使用带有病毒的软盘, 使机器感染病毒发病, 并传染给未被感染的“干净”的软盘。大量的软 盘交换, 合法或非法的程序拷贝, 不加控制地随便在机器上使用各种 软件造成了病毒感染、泛滥蔓延的温床。 通过硬盘传染也是重要的渠道, 由于带有病毒机器移到其它地方使 用、维修等, 将干净的软盘传染并再扩散。 通过光盘 因为光盘容量大,存储了海量的可执行文件,大量的病毒就有可 能藏身于光盘,对只读式光盘,不能进行写操作,因此光盘上的病毒 不能清除。以谋利为目的非法盗版软件的制作过程中,不可能为病毒 防护担负专门责任, 也决不会有真正可靠可行的技术保障避免病毒的 传入、传染、流行和扩散。当前,盗版光盘的泛滥给病毒的传播带来 了很大的便利。 其次,我了解到病毒是木马在计算机领域中,它是一种基于远程控制的黑客工具,具有隐蔽性和非授权性的特点。 所谓隐蔽性是指木马的设计者为了防止木马被发现,会采用多种手段隐藏木马,这样服务端即使发现感染了木马,由于不能确定其具体位置,往往只能望“马”兴叹。 所谓非授权性是指一旦控制端与服务端连接后,控制端将享有服务端的大部分操作权限,包括修改文件,修改注册表,控制鼠标,键盘等等,而这些权力并不是服务端赋予的,而是通过木马程序窃取的。 从木马的发展来看,基本上可以分为两个阶段。 最初网络还处于以UNIX平台为主的时期,木马就产生了,当时的木马程序的功能相对简单,往往是将一段程序嵌入到系统文件中,用跳转指令来执行一些木马的功能,在这个时期木马的设计者和使用者大都是些技术人员,必须具备相当的网络和编程知识。 而后随着WINDOWS平台的日益普及,一些基于图形操作的木马程序出现了,用户界面的改善,使使用者不用懂太多的专业知识就可以熟练的操作木马,相对的木马入侵事件也频繁出现,而且由于这个时期木马的功能已日趋完善,因此对服务端的破坏也更大了。所以木马发展到今天,已经无所不用其极,一旦被木马控制,你的电脑将毫无秘密可言。 鉴于此,我总结了一下几点需要注意的: 1. 建立良好的安全习惯 例如:对一些来历不明的邮件及附件不要打开,不要上一些不太 了解的网站、不要执行从 Internet 下载后未经杀毒处理的软件等, 这些必要的习惯会使您的计算机更安全。 2. 关闭或删除系统中不需要的服务 默认情况下,许多操作系统会安装一些辅助服务,如 FTP 客户 端、Telnet 和 Web 服务器。这些服务为攻击者提供了方便,而又 对用户没有太大用处, 如果删除它们, 就能大大减少被攻击的可能性。 3. 经常升级安全补丁 据统计,有 80%的网络病毒是通过系统安全漏洞进行传播的, 象蠕虫王、冲击波、震荡波等,所以我们应该定期到微软网站去下载 最新的安全补丁,以防范未然。4. 使用复杂的密码 有许多网络病毒就是通过猜测简单密码的方式攻击系统的, 因此 使用复杂的密码,将会大大提高计算机的安全系数。 5. 迅速隔离受感染的计算机 当您的计算机发现病毒或异常时应立刻断网, 以防止计算机受到 更多的感染,或者成为传播源,再次感染其它计算机。 6. 了解一些病毒知识 这样就可以及时发现新病毒并采取相应措施, 在关键时刻使自己 的计算机免受病毒破坏。如果能了解一些注册表知识,就可以定期看 一看注册表的自启动项是否有可疑键值;如果了解一些内存知识,就 可以经常看看内存中是否有可疑程序。 7. 最好安装专业的杀毒软件进行全面监控 在病毒日益增多的今天,使用杀毒软件进行防毒,是越来越经济 的选择,不过用户在安装了反病毒软件之后,应该经常进行升级、将 一些主要监控经常打开(如邮件监控)、 内存监控等、 遇到问题要上报, 这样才能真正保障计算机的安全。 8. 用户还应该安装个人防火墙软件进行防黑 由于网络的发展,用户电脑面临的黑客攻击问题也越来越严 重,许多网络病毒都采用了黑客的方法来攻击用户电脑,因此,用户 还应该安装个人防火墙软件,将安全级别设为中、高,这样才能有效 地防止网络上的黑客攻击。小结:四、结束语 通过上文本人结合自身于计算机使用经历,感怀计算机病小结毒。这就是信息技术的发展所带来的切身感受。继而得知以后的路还 很长,我们必须不断努力学习,不断与计算机病毒做斗争。相信未来 的计算机病毒会更加厉害,防不胜防。但是,更加相信邪不胜正,总 有解决它的办法。尽管现在的病毒种类各种各样,杀毒软件也比较先进。但病毒的更新,换代速度也非常之快,我们不要掉以轻心。要树立良好的安全意识,才能在计算机病毒的防护方面做到尽量避免损失。

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摘要:随着计算机技术的飞速发展和计算机应用的日益普及,目前计算机病毒几乎已经遍及社会的各个领域,近乎家喻户晓,只要接触过计算机的都能碰上它。你说它有多恐怖,也不是。但它总也挥之不去,伴随着计算机的发展,给计算机系统带来了巨大的破坏和潜在的威胁。因此,为了确保计算机系统的安全及网络信息的安全,研究对付计算机病毒的措施已刻不容缓同时计算机病毒也在不断地推陈出新。目前,病毒已成为困扰计算机系统安全和网络发展的重要问题,各行各业中的管理部门更是要增强计算机病毒的防范意识,最大限度地减少计算机病毒所带来的危害本文将通过我切身对计算机病毒的经历来阐述本人对计算机病 毒学的认识,结合参考文献加深对计算机病毒学的理解,以达到对计算机病毒能够防患于未然及普及这方面知识关键词:计算机病毒 安全 防范 计算机病毒的主要来源: 1.搞计算机的人员和业余爱好者的恶作剧、寻开心制造出的病毒,例如像圆点一类的良性病毒。 2.软件公司及用户为保护自己的软件被非法复制而采取的报复性惩罚措施。因为他们发现对软件上锁, 不如在其中藏有病毒对非法拷贝的打击大, 这更加助长了各种病毒的传播。 3.旨在攻击和摧毁计算机信息系统和计算机系统而制造的病毒----就是蓄意进行破坏。例如1987年底出现在以色列耶路撒冷西伯莱大学的犹太人病毒, 就是雇员在工作中受挫或被辞退时故意制造的。它针对性强, 破坏性大, 产生于内部, 防不胜防。 4.用于研究或有益目的而设计的程序, 由于某种原因失去控制或产生了意想不到的效果。 计算机病毒的类型及特点: 归纳一下,计算机病毒有以下几种特点:一是隐蔽性强。病毒可以在毫无察觉的情况下感染计算机而不被人察觉,等到发现时,就已经造成了严重后果。二是繁殖能力强。电脑一旦染毒,可以很快“发病”。三是传染途径广。可通过移动设备、有线和无线网络、硬件设备等多渠道自动侵入计算机中,并不断传染。四是潜伏期长。病毒可以长期潜伏在计算机系统而不发作,等达到激发条件后,就发作破坏系统。五是破坏力大。计算机病毒一旦发作,轻则干扰系统的正常运行,重则破坏磁盘数据、删除文件,甚至导致整个计算机系统的瘫痪。 计算机病毒是通过复制自身从而感染其它程序的指令代码或程序。当染毒文件运行时,病毒也随之运行并自我复制来感染其它程序。不过,良性病毒没有恶意攻击性性的代码,只占用系统的资源,让系统运行减慢。但是对大多数的恶性病毒却是携带恶意攻击性的毒码,一旦被激发,即可感染和破坏。自80年代由莫里斯编写的第一个“蠕虫”病毒程序问世以来,世界上已出现了多种不同类型的病毒。主要有以下几种主要病毒,产生了以下几种主要病毒: (一)系统病毒。系统病毒的前缀为:Win32、PE、Win95、W32、W95等。这些病毒的一般公有的特性是可以感染windows操作系统的 *.exe 和 *.dll 文件,并通过这些文件进行传播。(二)蠕虫病毒。蠕虫病毒的前缀是:Worm。这种病毒的公有特性是通过网络或者系统漏洞进行传播,很大部分的蠕虫病毒都有向外发送带毒邮件,阻塞网络的特性。比如冲击波(阻塞网络),小邮差(发带毒邮件)等。 (三)木马病毒、黑客病毒。木马病毒其前缀是:Trojan,黑客病毒前缀名一般为Hack。木马病毒的公有特性是通过网络或者系统漏洞进入用户的系统并隐藏,然后向外界泄露用户的信息,而黑客病毒则有一个可视的界面,能对用户的电脑进行远程控制。木马、黑客病毒往往是成对出现的现在这两种类型都越来越趋向于整合了。 (四)脚本病毒。脚本病毒的前缀是:Script。脚本病毒的公有特性是使用脚本语言编写,通过网页进行的传播的病毒,(五)宏病毒。其实宏病毒是也是脚本病毒的一种,由于它的特殊性,因此在这里单独算成一类。宏病毒的前缀是:Macro,第二前缀是:Word、Word97、Excel、Excel97(也许还有别的)其中之一。 (六)后门病毒。后门病毒的前缀是:Backdoor。该类病毒的公有特性是通过网络传播,给系统开后门,给用户电脑带来安全隐患。(七)病毒种植程序病毒。这类病毒的公有特性是运行时会从体内释放出一个或几个新的病毒到系统目录下,由释放出来的新病毒产生破坏。(八)破坏性程序病毒。破坏性程序病毒的前缀是:Harm。这类病毒的公有特性是本身具有好看的图标来诱惑用户点击,当用户点击这类病毒时,病毒便会直接对用户计算机产生破坏。(九)玩笑病毒。玩笑病毒的前缀是:Joke。也称恶作剧病毒。这类病毒的公有特性是本身具有好看的图标来诱惑用户点击,实病毒并没有对用户电脑进行任何破坏。(十)捆绑机病毒。捆绑机病毒的前缀是:Binder。这类病毒的公有特性是病毒作者会使用特定的捆绑程序将病毒与一些应用程序如QQ、IE捆绑起来,表面上看是一个正常的文件,当用户运行这些捆绑病毒时,会表面上运行这些应用程序,然后隐藏运行捆绑在一起的病毒,从而给用户造成危害。必然,随着信息技术的日后不断发达,肯 定会产生新型的病毒。毕竟,我们知道,魔高一尺,道高一丈。本人 接触到计算机是初中那会, 伴随着计算机的认识也知道有计算机病毒 这玩意。真正受到病毒的破坏是 04 年,那时使用的是腾讯 QQ 聊天 工具,当时由于初步接触网络,防范意识相当薄弱,也可以说根本毫 无这病毒防患这方面的知识。当时病毒是通过 QQ 上的好友发送一张 图片。这时,只要你点击接受。那大小几十 KB 的文件就自动在你机 器后台执行。盗取上网帐号,造成财产的损失。然后,伴随的还有计 算机的运行缓慢等等一系列病后遗症。当时,深受其害的我,就开始 着手去关注这方面的知识。 现在回想起来, 其实那时的那病毒很简单, 防患起来更加容易。也许,这就是时间的魔力。 07 年,震惊国内的熊猫烧香病毒爆发。那时很清晰的记得正 值夏季。酷暑下,全国几百万受感染的计算机用户可谓是深受其害。 当然,我也正切身感受到了此病毒的危害。可爱却可恨的熊猫手持三 根燃烧的香做拜姿于桌面每个图标处。整个系统运行的极其缓慢。对 于我这种普通的网民而言危害到此为止。可是,对于众多商业用户及企事业单位用户就非常之杀伤了。造成了巨大财产损失。 因此,我更加去关注了并简单学习了计算机病毒这方面的知 识。 通过对这方面的兴趣爱好,我了解到,本人所遭受的病毒只 是计算机病毒传播途径的其中一种:通过网络 这种传染扩散极快, 能在很短时间内传遍网络上的机器。 随着 Internet 的风靡,给病毒的传播又增加了新的途径,它的发 展使病毒可能成为灾难, 病毒的传播更迅速, 反病毒的任务更加艰巨。 Internet 带来两种不同的安全威胁,一种威胁来自文件下载,这些被 浏览的或是被下载的文件可能存在病毒。另一种威胁来自电子邮件。 大多数 Internet 邮件系统提供了在网络间传送附带格式化文档邮件的 功能,因此,遭受病毒的文档或文件就可能通过网关和邮件服务器涌 入企业网络。网络使用的简易性和开放性使得这种威胁越来越严重。 现在,我们还知道计算机病毒传播的途径还有以下几种:通过 软盘 通过使用外界被感染的软盘, 例如, 不同渠道来的系统盘、 来历不 明的软件、 游戏盘等是最普遍的传染途径。 由于使用带有病毒的软盘, 使机器感染病毒发病, 并传染给未被感染的“干净”的软盘。大量的软 盘交换, 合法或非法的程序拷贝, 不加控制地随便在机器上使用各种 软件造成了病毒感染、泛滥蔓延的温床。 通过硬盘传染也是重要的渠道, 由于带有病毒机器移到其它地方使 用、维修等, 将干净的软盘传染并再扩散。 通过光盘 因为光盘容量大,存储了海量的可执行文件,大量的病毒就有可 能藏身于光盘,对只读式光盘,不能进行写操作,因此光盘上的病毒 不能清除。以谋利为目的非法盗版软件的制作过程中,不可能为病毒 防护担负专门责任, 也决不会有真正可靠可行的技术保障避免病毒的 传入、传染、流行和扩散。当前,盗版光盘的泛滥给病毒的传播带来 了很大的便利。 其次,我了解到病毒是木马在计算机领域中,它是一种基于远程控制的黑客工具,具有隐蔽性和非授权性的特点。 所谓隐蔽性是指木马的设计者为了防止木马被发现,会采用多种手段隐藏木马,这样服务端即使发现感染了木马,由于不能确定其具体位置,往往只能望“马”兴叹。 所谓非授权性是指一旦控制端与服务端连接后,控制端将享有服务端的大部分操作权限,包括修改文件,修改注册表,控制鼠标,键盘等等,而这些权力并不是服务端赋予的,而是通过木马程序窃取的。 从木马的发展来看,基本上可以分为两个阶段。 最初网络还处于以UNIX平台为主的时期,木马就产生了,当时的木马程序的功能相对简单,往往是将一段程序嵌入到系统文件中,用跳转指令来执行一些木马的功能,在这个时期木马的设计者和使用者大都是些技术人员,必须具备相当的网络和编程知识。 而后随着WINDOWS平台的日益普及,一些基于图形操作的木马程序出现了,用户界面的改善,使使用者不用懂太多的专业知识就可以熟练的操作木马,相对的木马入侵事件也频繁出现,而且由于这个时期木马的功能已日趋完善,因此对服务端的破坏也更大了。所以木马发展到今天,已经无所不用其极,一旦被木马控制,你的电脑将毫无秘密可言。 鉴于此,我总结了一下几点需要注意的: 1. 建立良好的安全习惯 例如:对一些来历不明的邮件及附件不要打开,不要上一些不太 了解的网站、不要执行从 Internet 下载后未经杀毒处理的软件等, 这些必要的习惯会使您的计算机更安全。 2. 关闭或删除系统中不需要的服务 默认情况下,许多操作系统会安装一些辅助服务,如 FTP 客户 端、Telnet 和 Web 服务器。这些服务为攻击者提供了方便,而又 对用户没有太大用处, 如果删除它们, 就能大大减少被攻击的可能性。 3. 经常升级安全补丁 据统计,有 80%的网络病毒是通过系统安全漏洞进行传播的, 象蠕虫王、冲击波、震荡波等,所以我们应该定期到微软网站去下载 最新的安全补丁,以防范未然。4. 使用复杂的密码 有许多网络病毒就是通过猜测简单密码的方式攻击系统的, 因此 使用复杂的密码,将会大大提高计算机的安全系数。 5. 迅速隔离受感染的计算机 当您的计算机发现病毒或异常时应立刻断网, 以防止计算机受到 更多的感染,或者成为传播源,再次感染其它计算机。 6. 了解一些病毒知识 这样就可以及时发现新病毒并采取相应措施, 在关键时刻使自己 的计算机免受病毒破坏。如果能了解一些注册表知识,就可以定期看 一看注册表的自启动项是否有可疑键值;如果了解一些内存知识,就 可以经常看看内存中是否有可疑程序。 7. 最好安装专业的杀毒软件进行全面监控 在病毒日益增多的今天,使用杀毒软件进行防毒,是越来越经济 的选择,不过用户在安装了反病毒软件之后,应该经常进行升级、将 一些主要监控经常打开(如邮件监控)、 内存监控等、 遇到问题要上报, 这样才能真正保障计算机的安全。 8. 用户还应该安装个人防火墙软件进行防黑 由于网络的发展,用户电脑面临的黑客攻击问题也越来越严 重,许多网络病毒都采用了黑客的方法来攻击用户电脑,因此,用户 还应该安装个人防火墙软件,将安全级别设为中、高,这样才能有效 地防止网络上的黑客攻击。小结:四、结束语 通过上文本人结合自身于计算机使用经历,感怀计算机病小结毒。这就是信息技术的发展所带来的切身感受。继而得知以后的路还 很长,我们必须不断努力学习,不断与计算机病毒做斗争。相信未来 的计算机病毒会更加厉害,防不胜防。但是,更加相信邪不胜正,总 有解决它的办法。尽管现在的病毒种类各种各样,杀毒软件也比较先进。但病毒的更新,换代速度也非常之快,我们不要掉以轻心。要树立良好的安全意识,才能在计算机病毒的防护方面做到尽量避免损失。

新型细胞最新研究进展论文

细胞工程论文

细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说,它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法,按照人们的设计蓝图,进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。下面是我为大家整理的细胞工程论文,欢迎阅读。

【摘要】 目的制作去细胞肌肉组织工程支架,并检测其与人羊膜上皮细胞的生物相容性。方法 采用TNT和十二烷基磺酸钠结合的化学萃取方法制作去细胞肌肉组织工程支架,冰冻切片观察其结构。将人羊膜上皮细胞种入支架培养7 d后,用免疫组化检测羊膜上皮细胞的增殖活性、NT3及BDNF的表达,扫描电子显微镜观察其超微结构。结果 支架中细胞去除完全,其主要结构为平行排列的管状结构。细胞外基质的主要成分弹性纤维和胶原纤维保持完好。羊膜上皮细胞在支架里有增殖活性,并呈现NT3、BDNF免疫反应阳性。扫描电镜显示,羊膜上皮细胞在支架中分布均匀,生长良好。结论 成功的制作了去细胞肌肉组织工程支架,其与人羊膜上皮细胞有良好的相容性。

【关键词】 去细胞肌肉;人羊膜上皮细胞;生物相容性

近年来组织工程研究的重要进展之一就是采用自体或异体移植物制作天然生物降解材料的组织工程支架。其中去细胞移植物与机体有良好的生物相容性。去细胞肌肉支架可作为生物工程支架支持神经细胞轴突再生。Mligiliche等〔1〕把去细胞肌肉移植入大鼠坐骨神经缺损处,4 w后发现有大量神经轴突长入去细胞肌肉支架中。由于单独应用去细胞肌肉支架治疗神经系统疾病的效果有限,去细胞肌肉支架要发挥更大的作用往往需要向支架中植入种子细胞〔2,3〕。研究表明羊膜上皮细胞可分泌多种神经因子〔4,5〕,促进神经元轴突的生长,是一种良好的治疗神经系统疾病的种子细胞。本研究利用化学去细胞的方法制成去细胞肌肉支架,并把羊膜上皮细胞种入去细胞肌肉支架内,探究两者的相容性,为开展组织工程治疗神经系统方面的疾病提供新的途径。

1 材料与方法

材料

实验动物 Wistar 大鼠由吉林大学白求恩医学院实验动物中心提供。

试剂 IMDM培养基及小牛血清由Hyclone 公司提供。5′溴尿嘧啶核苷(BrdU) 及BrdU 单克隆抗体购自Neomarker公司;神经营养素(NT)3,脑源性神经营养因子(BDNF)兔抗人多克隆抗体购自武汉博士德公司,SABC免疫组化试剂盒购自福州迈新生物公司。人羊膜上皮细胞株为本实验室保存。

方法

去细胞肌肉支架的制备 参考 Brown等〔6〕去细胞膀胱的制作方法制备去细胞肌肉支架,简述如下:取Wistar大鼠腹锯肌,放入蒸馏水中,在摇床中以37℃、50 r/min摇48 h后,转入3%的TritonX100溶液,摇床中37℃、50 r/min摇48 h。然后放入蒸馏水中,摇床37℃、50 r/min摇48 h。换成1% SDS溶液,摇床37℃,50 r/min摇48 h。PBS洗24 h。PBS中4℃保存备用。

支架形态结构的观察及成分鉴定 肉眼观察去细胞肌肉的形态。去细胞肌肉用4%多聚甲醛PBS固定1 h,5%蔗糖90 min,15%蔗糖90 min,30%蔗糖过夜以梯度脱水,OCT包埋,冷丙酮速冻,之后放入-70℃冰箱保存。恒冷箱切片机切片,HE 染色,观察其内部结构。此外对切片进行Van Gienson(VG)染色和 Weigert染色(VG+ET染色)检测支架的细胞外基质成分。

人羊膜上皮细胞的培养 人羊膜上皮细胞在DMEM培养液中(含10%胎牛血清,100 U/ml青霉素,100 mg/ml链霉素,200 μg/ml的谷氨酰胺),37℃、5 % CO2及饱和湿度条件下的细胞培养箱中培养,隔天换液,待单层培养细胞生长至80%汇合后,传代培养。

人羊膜上皮细胞与去细胞肌肉支架相容性的鉴定

取生长良好的人羊膜上皮细胞,80%细胞接近融合,弃去培养液,胰蛋白酶消化,当胞体回缩,细胞间隙变宽时,用血清终止消化,反复轻吹瓶壁细胞,制成单细胞悬液于离心管中,1 000 r/min,离心3 min。用DMEM重悬细胞。用1 ml注射器吸入细胞悬液,以2×106/ml 密度注入去细胞肌肉支架中分装至24孔板中,在37℃、5 % CO2及饱和湿度条件下的细胞培养箱中培养,隔天换液,培养1 w。掺入Brdu(终浓度为10 mg/L),继续培养1 d后,恒冷箱切片机切片(方法同前)。切片经PBS 洗后,3% H2O2灭活内源性过氧化物酶10 min,血清封闭20 min;一抗用BrdU(1∶1 000稀释)单克隆抗体,BDNF和NT3多克隆抗体(1∶100稀释)4℃孵育过夜,PBS 洗后,二抗37℃孵育30 min,PBS 洗后,SABC37℃孵育30 min,DAB显色。光镜下观察。

扫描电子显微镜鉴定羊膜上皮细胞在去细胞肌肉支架上的生长情况 取生长良好的人羊膜上皮细胞,80%细胞接近融合时,用上述方法消化下来后,把羊膜上皮细胞种植到去细胞肌肉支架中,放在24孔板中,在37℃、5 % CO2及饱和湿度条件下的细胞培养箱中培养7 d后,用2%戊二醛固定后,梯度乙醇脱水,CO2临界点干燥,镀膜,采用扫描电子显微镜观察并拍照。

2 结 果

支架的组织结构与成分 去细胞肌肉外观呈乳白色,半透明,质地柔软。从大体上看,肌肉去细胞前后整体大小与形状无显著变化。支架纵切面的HE染色观察可见骨骼肌细胞成分消失,而纤维网架结构保持完整,支架内主要为平行管道。VG+ET染色证明支架成分主要为胶原纤维和弹力纤维等细胞外基质成分,胶原纤维为红色波浪状结构,弹性纤维为蓝色丝状结构,见图1。

羊膜上皮细胞与去细胞肌肉支架的兼容性 见图2,HE染色显示人羊膜上皮细胞在支架中生长良好,分布均匀(图

图1 去细胞肌肉支架大体与组织切片染色

图2 去细胞肌肉支架的病理图片2A)。免疫组化染色显示,BrdU阳性细胞数目多,提示支架中的人羊膜上皮细胞有增殖能力(图2B)。抗NT3和BDNF染色显示,支架中的人羊膜上皮细胞含有NT3、BDNF阳性颗粒,呈棕褐色分布在细胞质中(图2C,2D)。JSM5600LV扫描电子显微镜显示,在支架内部分布有大量细胞,细胞在支架中分布比较均匀,生长状态良好(图2E)。

3 讨 论

理想的支架材料应与细胞外基质类似,与活体细胞有良好的生物相容性〔7,8〕。去细胞肌肉作为治疗神经损伤的生物工程支架材料有如下优势:(1)去细胞肌肉的细胞外基质成分对组织细胞的'迁移、黏附、生长代谢都有重要作用,研究表明再生的轴突可以很好的黏附在去细胞肌肉支架上〔9〕。(2)去细胞肌肉的排列结构与神经膜管类似,仅在直径上略大于神经膜管〔10〕,它们提供了轴突可生长穿过的足够空间〔9〕,该结构对于诱导神经轴突再生是十分重要的。 Fansa等比较了接种施万细胞的不同去细胞生物材料(肌肉,静脉,神经外膜)桥接缺损的外周神经的结果,发现缺乏神经膜管样结构的去细胞肌肉支架(静脉和神经外膜支架)中的再生轴突是无序和排列混乱的,而有神经膜管样结构的去细胞肌肉支架中的再生轴突是有序排列的〔11〕。这种轴突再生的有序性对神经损伤的轴突再生同样也是十分重要的。(3)去细胞肌肉引起的免疫排斥反应较小〔9,12〕。这些优势都说明去细胞肌肉可作为治疗神经损伤的理想的材料。本研究采用的制作去细胞肌肉的方法主要用来减少异种移植材料的免疫排斥反应。该方法能有效的去除脂膜和膜相关抗原以及可溶性蛋白,并能有效的保留细胞外基质成分的原始空间结构。肌细胞正常呈平行分布,其细胞外基质成分也是平行分布的,从支架纵切面的结果看支架的纤维成分也是平行排布的,VG+ET染色结果显示细胞外基质的主要成分胶原纤维和弹性纤维保持完好。这些结果进一步证实此方法可成功制备去细胞肌肉支架。

由于单独应用去细胞肌肉支架治疗神经系统疾病的效果有限〔13〕,去细胞肌肉的生物相容性也有待验证。本研究用人羊膜上皮细胞作为种子细胞种入去细胞肌肉支架以探讨其相容性。研究表明,羊膜上皮细胞中含有多种生物活性因子,包括黏蛋白、转移生长因子、前列腺素E、表皮生长因子样物质,IL1,IL8 等因子,另外,还可分泌BDNF和NT3等重要的神经营养因子〔4〕。其中层黏蛋白、BDNF和NT3等生物活性因子对神经损伤的治疗具有十分重要的作用。羊膜上皮细胞可作为一种较理想的种子细胞,与去细胞肌肉支架结合可能成为治疗神经系统疾病的一个理想的组织工程材料。本实验观察到人羊膜上皮细胞在去细胞肌肉支架中分布均匀,抗BrdU、BDNF及NT3免疫组化显示去细胞肌肉支架中羊膜上皮细胞有良好的增殖能力,并能表达BDNF和NT3,说明羊膜上皮细胞在去细胞肌肉支架中保持了良好的生物学活性。以上结果一方面证明了本研究制作的去细胞肌肉支架有良好的生物相容性,另一方面为应用羊膜上皮细胞和去细胞肌肉支架结合治疗神经系统疾病提供了理论和实验基础。

总之 ,本研究成功制备了去细胞肌肉支架,并证实人羊膜上皮细胞在去细胞肌肉支架中能分泌重要的神经营养因子,人羊膜上皮细胞与去细胞肌肉支架桥接体为神经缺损再生提供了基底膜、神经营养因子等种种有利因素,构成了良好的神经再生微环境,有利于使神经缺损得到较好地修复,为进一步研究羊膜上皮细胞与去细胞肌肉支架桥接体治疗神经损伤奠定了一定的实验基础。

【参考文献】

1 Mligiliche N,Kitada M,Ide of detergentdenatured skeletal muscles provides effective conduits for extension of regenerating axons in the rat sciatic nerve〔J〕.Arch Histol Cytol,2001;64 (1):2936.

2 Fansa H,Keilhoff G,Forster G,et muscle with Schwanncell implantation:an alternative biologic nerve conduit〔J〕.J Reconstr Microsurg,1999;15(7):5317.

3 Gulati AK,Rai DR,Ali influence of cultured Schwann cells on regeneration through acellular basal lamina grafts〔J〕.Brain Res,1995;705(12):11824.

4 朱 梅,陈 东,盂晓婷,等.羊膜上皮细胞移植治疗帕金森病大鼠的实验研究〔J〕.中国老年学杂志,2006;26(2):2279.

5 Meng XT,Chen D,Dong ZY,et neural differentiation of neural stem cells and neurite growth by amniotic epithelial cells coculture〔J〕.Cell Biol Intern,2007;31:6918.

6 Brown AL,BrookAllred TT,Waddell JE,et acellular matrix as a substrate for studying in vitro bladder smooth muscleurothelial cell interactions〔J〕.Biomaterials,2005;26:52943.

7 Suh JK,Matthew of chitosanbased polysaccharide biomaterials in cartilage tissue engineering:A review〔J〕.Biomaterials,2000;21(24):258998.

8 Grande DA,Halberstadt C,Naughton G,et of matrix scaffolds for tissue engineering of articular cartilage grafts〔J〕.J Biomed Mater Res,1997;34(2):21120.

9 Fansa H,Schneider W,Wolf G,et responses after acellular muscle basal lamina allografting used as a matrix for tissue engineered nerve grafts〔J〕.Transplantation,2002;74(3):3817.

10 李培建,胥少汀.去细胞肌肉支架移植及神经生长因子对脊髓横断性损伤的修复作用〔J〕.中国脊柱脊髓杂志,2000;10(4):2203.

11 Fansa H,Keilhoff of different biogenic matrices seeded with cultured Schwann cells for bridging peripheral nerve defects〔J〕. Neurol Res,2004;26(2):16773.

12 Brown AL,Farhat W,Merguerian PA,et week assessment of bladder acellular matrix as a bladder augmentation material in a porcine model〔J〕.Biomaterials,2002;23:217990.

13 李培建,李兵仓,胥少汀.肌基膜管移植修复脊髓缺损的实验研究〔J〕.中华创伤杂志,2001;17(9):5258.

细胞生物是指所有具有细胞结构的生物。这是我为大家整理的关于细胞生物学术论文,仅供参考!

细胞因子的生物学活性

关键字: 细胞因子

细胞因子具有非常广泛的生物学活性,包括促进靶细胞的增殖和分化,增强抗感染和细胞杀伤效应,促进或抑制其它细胞因子和膜表面分子的表达,促进炎症过程,影响细胞代谢等。

一、免疫细胞的调节剂

免疫细胞之间存在错综复杂的调节关系,细胞因子是传递这种调节信号必不可少的信息分子。例如在T-B细胞之间,T细胞产生IL-2、4、5、6、10、13,干扰素γ等细胞因子刺激B细胞的分化、增殖和抗体产生;而B细胞又可产生IL-12调节TH1细胞活性和TC细胞活性。在单核巨噬细胞与淋巴细胞之间,前者产生IL-1、6、8、10,干扰素α,TNF-α等细胞因子促进或抑制T、B、NK细胞功能;而淋巴细胞又产生IL-2、6、10,干扰素γ,GM-CSF,巨噬细胞移动抑制因子(MIF)等细胞因子调节单核巨噬细胞的功能。许多免疫细胞还可通过分泌细胞因子产生自身调节单核巨噬细胞的功能。许多免疫细胞还可通过分泌细胞因子产生自身调节作用。例如T细胞产生的IL-2可刺激T细胞的IL-2受体表达和进一步的IL-2分泌,TH1细胞通过产生干扰素γ抑TH2细胞的细胞因子产生。而TH2细胞又通过IL-10、IL-4和IL-13抑制TH1细胞的细胞因子产生。通过研究细胞因子的免疫 网络调节,可以更好地理解完整的免疫系统调节机制,并且有助于指导细胞因子做为生物应答调节剂(biologicalresponsemodifier’BRM)应用于临床 治疗免疫性疾病。图4-1 细胞因子与TH1、TH2的相互关系(略)

二、免疫效应分子

在免疫细胞针对抗原(特别是细胞性抗原)行使免疫效应功能时,细胞因子是其中重要效应分子之一。例如TNFα和TNFβ可直接造成肿瘤细胞的凋零(apoptosis)’使瘤细胞DNA断裂’细胞萎缩死亡;干扰素α、β、γ可干扰各种病毒在细胞内的复制,从而防止病毒扩散;LIF可直接作用于某些髓性白血病细胞,使其分化为单核细胞,丧失恶性增殖特性。另有一些细胞因子通过激活效应细胞而发挥其功能,如IL-2和IL-12刺激NK细胞与TC细胞的杀肿瘤细胞活性。与抗体和补体等其它免疫效应分子相比,细胞因子的免疫效应功能,因而在抗肿瘤、抗细胞内寄生感染、移植排斥等功能中起重要作用。

三、造血细胞刺激剂

从多能造血干细胞到成熟免疫细胞的分化发育漫长道路中,几乎每一阶段都需要有细胞因子的参与。最初研究造血干细胞是从软琼脂的半固体培养基开始的,在这种培养基中,造血干细胞分化增殖产生的大量子代细胞由于不能扩散而形成细胞簇,称之为集落,而一些刺激造血干细胞的细胞因子可明显刺激这些集落的数量和大小因而命名为集落刺激因子(CSF)。根据它们刺激的造血细胞种类不同有不同的命名,如GM-CSF、G-CSF、M-CSF、multi-CSF(IL-3)等。目前的研究表明,CSF和IL-3是作用于粒细胞系造血细胞,M-CSF作用于单核系造血细胞,此外Epo作用于红系造血细胞,IL-7作用于淋巴系造血细胞,IL-6、IL-11作用于巨核造血细胞等等。由此构成了细胞因子对造血系统的庞大控制 网络。某种细胞因子缺陷就可能导致相应细胞的缺陷,如肾性贫血病人的发病就是肾产生Epo的缺陷所致,正因如此,应用Epo 治疗这一疾病收到非常好的效果。目前多种刺激造血的细胞因子已成功地用于临床血液病,有非常好的 发展前景。

四、炎症反应的促进剂

炎症是机体对外来刺激产生的一种病理反应过程,症状表现为局部的红肿热痛,病理检查可发现有大量炎症细胞如粒细胞、巨噬细胞的局部浸润和组织坏死,在这一过程中,一些细胞因子起到重要的促进作用,如IL-1、IL-6、IL-8、TNFα等可促进炎症细胞的聚集、活化和炎症介质的释放’可直接刺激发热中枢引起全身发烧’IL-8同时还可趋化中性粒细胞到炎症部位’加重炎症症状.在许多炎症性疾病中都可检测到上述细胞因子的水平升高.用某些细胞因子给动物注射’可直接诱导某些炎症现象’这些实验充分证明细胞因子在炎症过程中的重要作用.基于上述理论研究结果’目前已开始利用细胞因子抑制剂治疗炎症性疾病’例如利用IL-1的受体拮抗剂(IL-1receptor antagonist’IL-lra)和抗TNFα抗体治疗败血性休克、类风湿关节炎等,已收到初步疗效。

五、其它

许多细胞因子除参与免疫系统的调节效应功能外,还参与非免疫系统的一些功能。例如IL-8具有促进新生血管形成的作用;M-CSF可降低血胆固醇IL-1刺激破骨细胞、软骨细胞的生长;IL-6促进肝细胞产生急性期蛋白等。这些作用为免疫系统与其它系统之间的相互调节提供了新的证据。

细胞衰老的分子生物学机制

摘要:细胞衰老(cellular aging)是细胞在其生命过程中发育到成熟后,随着时间的增加所发生的在形态结果和功能方面出现的一系列慢性进行性、退化性的变化。细胞衰老是基因与环境共同作用的结果,是细胞生命活动过程的客观规律。为研究细胞衰老分子生物学机制,本文就此展开研究。

关键词:细胞衰老;分子生物学;机制研究

细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡是两个不同的概念,个体的衰老并不等于所有细胞的衰老,但是细胞的衰老又是同个体的衰老紧密相关的。细胞衰老是个体衰老的基础,个体衰老是细胞普遍衰老的过程和结果。

细胞衰老是正常环境条件下发生的功能减退,逐渐趋向死亡的现象。衰老是生界的普遍规律,细胞作为生物有机体的基本单位,也在不断地新生和衰老死亡。生物体内的绝大多数细胞,都要经过增殖、分化、衰老、死亡等几个阶段。可见细胞的衰老和死亡也是一种正常的生命现象。我们知道,生物体内每时每刻都有细胞在衰老、死亡,同时又有新增殖的细胞来代替它们。

衰老是一个过程,这一过程的长短即细胞的寿命,它随组织种类而不同,同时也受环境条件的影响。高等动物体细胞都有最大增殖能力(分裂)次数,细胞分裂一旦达到这一次数就要死亡。各种动物的细胞最大裂次数各不相同,人体细胞为50~60次。一般说来,细胞最大分裂次数与动物的平均寿命成正比。通过细胞衰老的研究可了解衰老的某些规律,对认识衰老和最终找到延缓或推迟衰老的方法都有重要意义。细胞衰老问题不仅是一个重大的生物学问题,而且是一个重大的社会问题。随着科学发展而不断阐明衰老过程,人类的平均寿命也将不断延长。但也会出现相应的社会老龄化问题以及呼吸系统疾病、心血管系统疾病、脑血管病、癌症、关节炎等老年性疾病发病率上升的问题。因此衰老问题的研究是今后生命科学研究中的一个重要课题。

1 细胞衰老的特征

科学研究表明,衰老细胞的细胞核、细胞质和细胞膜等均有明显的变化:①细胞内水分减少,体积变小,新陈代谢速度减慢;②细胞内酶的活性降低;③细胞内的色素会积累;④细胞内呼吸速度减慢,细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩,颜色加深。线粒体数量减少,体积增大;⑤细胞膜通透性功能改变,使物质运输功能降低。形态变化总体来说老化细胞的各种结构呈退行性变化。

衰老细胞的形态变化表现有:①核:增大、染色深、核内有包含物;②染色质:凝聚、固缩、碎裂、溶解;③质膜:粘度增加、流动性降低;④细胞质:色素积聚、空泡形成;⑤线粒体:数目减少、体积增大;⑥高尔基体:碎裂;⑦尼氏体:消失;⑧包含物:糖原减少、脂肪积聚;⑨核膜:内陷。

2 分子水平的变化

①从总体上DNA复制与转录在细胞衰老时均受抑制,但也有个别基因会异常激活,端粒DNA丢失,线粒体DNA特异性缺失,DNA氧化、断裂、缺失和交联,甲基化程度降低;②mRNA和tRNA含量降低;③蛋白质含成下降,细胞内蛋白质发生糖基化、氨甲酰化、脱氨基等修饰反应,导致蛋白质稳定性、抗原性,可消化性下降,自由基使蛋白质肽断裂,交联而变性。氨基酸由左旋变为右旋;④酶分子活性中心被氧化,金属离子Ca2+、Zn2+、Mg2+、Fe2+等丢失,酶分子的二级结构,溶解度,等电点发生改变,总的效应是酶失活;⑤不饱和脂肪酸被氧化,引起膜脂之间或与脂蛋白之间交联,膜的流动性降低。

3 细胞衰老原因

迄今为止,细胞衰老的本质尚未完全阐明,难以给明确的定义,只能根据现有的认识,从不同的角度概括细胞衰老的内涵。细胞衰老是各种细胞成分在受到内外环境的损伤作用后,因缺乏完善的修复,使“差错”积累,导致细胞衰老。根据对导致“差错”的主要因子和主导因子的认识不同,可分为不同的学说,这些学说各有其理论基础和实验证据[1]。

差错学派 有以下七种学说,有代谢废物积累学说、大分子交联学说、自由基学说、体细胞突变学说、DNA损伤修复学说、端粒学说、生物分子自然交联说等。其中最主要的自由基学说和端粒学说。

自由基学说 自由基是一类瞬时形成的含不成对电子的原子或功能基团,普遍存在于生物系统。其种类多、数量大,是活性极高的过渡态中间产物。正常细胞内存在清除自由基的防御系统,包括酶系统和非酶系统。前者如:超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT),谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX),非酶系统有维生素E,醌类物质等电子受体。机体通过生物氧化反应为组织细胞生命活动提供能量,同时在此过程中也会产生大量活性自由基。自由基的化学性质活泼,可攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂类等大分子物质,造成损伤,如DNA的断裂、交联、碱基羟基化。实验表明DNA中OH8dG(8-羟基-2‘-脱氧鸟苷)随着年龄的增加而增加。OH8dG完全失去碱基配对特异性,不仅OH8dG被错读,与之相邻的胞嘧啶也被错误复制。大量实验证明实,超氧化物岐化酶与抗氧化酶的活性升高能延缓机体的衰老。Sohal等(1994、1995),将超氧化物岐化酶与过氧化氢酶基因导入果蝇,使转基因株比野生型这两种酶基因多一个拷贝,结果转基因株中酶活性显著升高,平均年龄和最高寿限有所延长。

英国学者提出的自由基理论认为自由基攻击生命大分子造成组织细胞损伤,是引起机体衰老的根本原因,也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要起因。自由基就是一些具有不配对电子的氧分子,它们在机体内漫游,损伤任何于其接触的细胞和组织,直到遇到如维生素C、维生素E、β-胡萝卜素、OPC(原花青素)之类的生物黄酮等抗氧化剂将其中和掉或被机体产生的一些酶(如SOD)将其捕获。自由基可破坏胶原蛋白及其它结缔组织,干扰重要的生理过程,引起细胞的DNA突变。此外还可引起器官组织细胞的破坏与减少[2]。例如神经元细胞数量的明显减少,是引起老年人感觉与记忆力下降、动作迟钝及智力障碍的又一重要原因。器官组织细胞破坏或减少主要是由于自由基因突变改变了遗传信息的传递,导致蛋白质与酶的合成错误以及酶活性的降低。这些的积累,造成了器官组织细胞的老化与死亡。

生物膜上的不饱和脂肪酸易受自由基的侵袭发生过氧化反应,氧化作用对衰老有重要的影响,自由基通过对脂质的侵袭加速了细胞的衰老进程[3]。 自由基作用于免疫系统,或作用于淋巴细胞使其受损,引起老年人细胞免疫与体液免疫功能减弱,并使免疫识别力下降出现自身免疫性疾病。

端粒学说 染色体两端有端粒,细胞分裂次数多,端粒向内延伸,正常DNA受损。

遗传学派 认为衰老是遗传决定的自然演进过程,一切细胞均有内在的预定程序决定其寿命,而细胞寿命又决定种属寿命的差异,而外部因素只能使细胞寿命在限定范围内变动。

参考文献:

[1]郭齐,李玉森,陈强,等.脱氧核苷酸钠抗人肾脏细胞衰老的分子机制[J].中国老年学杂志,2013,33(15):3688-3690.

[2]胡玉萍,吴建平.细胞衰老与相关基因的关系[J].中外健康文摘,2012,09(14):35-37.

[3]孔德松,魏东华,张峰,等.肝纤维化进程中细胞衰老的作用及相关机制的研究进展[J].中国药理学与毒理学杂志,2012,26(05):688-691.

碱金属硼酸盐研究进展论文

2020 年,是王晓离开哈佛大学医学院回到母校南京大学任教的第三年。也是这一年,他对核糖的自然选择这个重要的问题进行了大胆 探索 。 随着时间流逝,核糖逐渐演化成脱氧核糖(deoxy ribose),RNA 也逐渐被 DNA 取代,后者也成为绝大多数生物的遗传物质。但是,为何 RNA 的骨架是核糖,而不是别的糖?之前有人尝试 探索 这个问题,然而没找到一个简单、普适而有效的答案。这个问题始终悬而未决。 就这一问题,目前有两大学派。其一是生物学学派。生物学家认为核糖并非在第一步生成,原始 RNA 骨架才是首先生成的。该学派认为,最初生成的骨架逐渐被核糖取代掉。但问题在于为什么它会被核糖取代?核糖的专一性也需要得到进一步解释,而该学派一般认为核糖对 RNA 的构象可起到促进作用。 其二是化学学派。2004 年,时任佛罗里达大学教授的著名生物化学家、古基因学家史蒂文•班纳(Steven Benner),首次提出硼酸盐假说,相关论文发表在 Science。他发现,比起阿拉伯糖、木糖、来苏糖这三种五碳糖,核糖能和硼酸盐形成比较稳定的络合物。 但是,硼酸盐假说的局限性在于地壳中硼的储量太低,因此不能有效推动这一选择过程;硅酸盐假说的缺陷在于它无法证明核糖和硅酸盐的络合物比其他三种五碳糖络合物更稳定。二者也存在一个共同的问题,即生成的共价键络合物太过稳定,几乎不能参与核苷酸合成。 对于这一很少有学者涉足的难题,南京大学化学化工学院的王晓课题组,重新拾起了这一“难啃骨头”。而要想理解这项成果,必须先介绍聚糖反应。学界普遍认为聚糖反应是一种天然糖合成反应,该反应一般由甲醛分子出发,在碱的作用下,可生成极其复杂的单糖或多糖混合物。 其中核糖不仅产率极低,在碱性溶液中也极不稳定,这意味着它无法长时间存在,自然也就难以生成核苷。上述假说的局限性也包括它们认定核糖来自于聚糖反应。对于硼酸盐假说,储量极小的硼酸盐,能遇上产率极小的核糖,是一个小概率事件。化学家们不断改进聚糖反应,试图提高核糖产率,但结果都不理想。 为此,王晓团队提出了一个更为普适的新假说。在本次工作中,他们跳出了聚糖反应的束缚,首先从现代糖分析技术中得到启发,考察各种单糖在离子色谱或配体交换色谱中的保留行为,通过对分析化学、发酵学、海洋学等多个领域的大量文献进行元分析,发现了一个重要现象:核糖在所有单糖里保留时间最长。 这一点格外引人注目。基于上述现象,他们认为前生物环境中核糖的自然选择很有可能是分离过程决定的,而不是化学反应决定的,而决定核糖这一特殊性质的很可能是它与金属之间较强的配位作用。 配体交换色谱柱上含有固载的金属离子,因为带正电的金属离子会吸引糖;糖上的氧原子喜欢和金属离子结合,这种作用叫做配位作用。配位作用对于其他糖来说,可能没有核糖那么强烈。王晓设想了一种可吸附金属离子的材料,能通过金属离子去吸引糖,这样核糖就能得到富集。于是他想到了黏土。 地壳中的黏土非常丰富,它的主要成分是硅铝酸盐,而它的一大特性就是吸附或交换金属离子。高岭土作为一种最常见的黏土,它的工业用途之一就是吸附重金属离子。有了黏土和金属离子,就有了一个可能选择吸附核糖的“天然固定相”。从这一猜想出发,他提出了一种史前化学的模型,称为“黏土-金属”模型(Metal-Doped-Clay, MDC)。 基于该假设,王晓团队开始用实验来验证猜想。研究中,他们采用了几种可吸附二价金属的黏土,并考察了二价铜、二价铁等金属。采用二价金属离子的依据在于,距今约 26 亿年前(原始生命诞生之后),地球上曾发生过一次大氧化事件。 目前普遍认为大氧化事件是由于蓝藻类的生物造成的。在大氧化事件之后,地球上才有大量氧气,金属才能以高价态形式出现。 王晓团队一开始考察了四种五碳糖,发现金属附着的黏土对核糖均有选择性吸附,也就是说核糖在上面吸附得最多。此外,他们使用密度泛函理论(DFT)计算模拟了四种五碳糖和黏土-金属材料的配合物,借此从深层次研究了核糖和黏土-金属结合的特殊稳定性。 然后,他们测试了高岭土、蒙脱石、云母这几种最常见的黏土和金属离子的组合,发现大多数黏土-金属材料(MDC)对 R 都存在选择性吸附。并把该实验拓展到十种四、五、六碳糖的混合物,发现富集在 MDC 上最多的依然是核糖。 实验中,他们还使用了先进的连续流微反应系统,这种反应系统含有一个固定床微反应器,它是一组非常精密的不锈钢模块。他们把 MDC 材料装填在微固定床里,用它来模拟在水流冲刷下的核糖选择性吸附行为,发现直到流动化学实验结束时,MDC 依然可以吸附更多的核糖。王晓把这个过程比作“枕石漱流”:核糖吸附在黏土-金属上(“枕石”),经过水流的涤荡(“漱流”),成为唯一被富集的糖类,完成了自然选择。 最后,为进一步验证 MDC 模型,他们尝试在聚糖反应中直接加入 MDC 。结果显示,对于复杂的反应混合物,核糖依然是停留在 MDC 上最多的 C5 - C7 单糖。 也就是说,虽然单次聚糖反应的核糖产率有限,但核糖可以通过在 MDC 上选择性吸附和稳定化,最终实现富集。对于“下游反应”,他们测试了 MDC 吸附的核糖对于各类碱基的反应活性,发现其活性与游离核糖没有差异。 同时对 MDC 吸附核糖的稳定性进行了跟踪,发现至少六周以后,吸附的核糖依然存在。这表明,MDC 吸附的核糖在稳定性和反应性之间,实现了一个非常好的平衡,同时解决了这两方面的问题。 除了糖苷化反应外,他们还研究了 MDC 存在下的核苷磷酸化反应,发现相应核苷酸的产率和 5’ 位选择性均高于已报道的最佳条件。简言之,核糖在生成之后,就会吸附并富集在黏土-金属材料上,随后发生糖苷化反应,并通过磷酸化反应来生成核苷酸,最终形成 RNA。 王晓团队推测,富含黏土–金属的地球环境可能形成于冥古宙(Hadean)晚期至太古宙(Archaean)早期。在这一时期,海底热液流体(Hydrothermal Fluid)带出的大量二价金属离子和海底超基性岩作用,生成了黏土–金属。 原始生命诞生于太古宙早期,这一过程应该不会重复发生,因为从太古宙中期开始,陆地出现,海洋面积减小,因此他们推测黏土-金属形成的几率也随之减小。 2021 年 9 月 23 日,这项工作以“A plausible prebiotic selection of ribose for RNA-formation, dynamic isolation, and nucleotide synthesis based on metal-doped-clays”为题发表在 Chem 上。南大化院 2020 级博士研究生赵泽润为论文第一作者,王晓副教授为通讯作者[1]。 能提出这一假说,也和王晓多年的化学积累有关。2003 年,他毕业于南京大学化学系,获理学学士学位。同年赴美国匹兹堡大学学习,师从著名有机氟化学家丹尼斯·科闰(Dennis Curran)教授,2009 年获博士学位。2008 年至 2011 年,他在美国科学院院士、麻省理工学院(MIT)斯蒂芬·布赫瓦尔德(Stephen Buchwald)教授实验室进行博士后研究。博后研究结束后,他在哈佛大学医学院任 Instructor。2017 年 11 月起,他正式回到南京大学任教。 谈及未来,王晓表示,在短期内他们还将继续 探索 “ RNA 世界”中的各种难题,比如核糖和碱基的糖苷化反应能否选择性地生成 N9 嘌呤核苷,能否直接生成嘧啶核苷。同时他强调,由于缺乏“化学化石”(Chemical Fossil)的佐证,生命起源的研究是很难有定论的,人们只可能无限接近真相。一个假说或理论要经得住考验,除了它能解决的核心问题外,需要遵循几个要素:符合原始地球环境、逻辑严谨、能和现代生物学接轨。他们会努力做到这几点。 专业支持:猫学长 参考: 1. Ze-Run Zhao、Xiao Wang,Chem23,(2021)

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将硼酸加热致100℃,由于不断地失去水分,它首先变成偏硼酸,它有三种变体,熔点分别为176℃、201℃和236℃。硼酸的脱水以生成偏硼酸宣告结束(只要温度不超过150℃)。再继续加热,水被脱净生成氧化硼。晶体氧化硼450°C时溶化。无定型氧化硼没有固定的熔点,它在325℃时开始软化,500℃全部成为液体。稳定性硼酸是一种稳定结晶体,通常保存下不会发生化学反应。温度、湿度发生剧变时会发生重结晶而结块。储存时应注意远离剧变的环境,保证完好的包装.

金属有机框架材料研究进展论文

金属-有机框架(英文Metal-Organic Frameworks),简称MOFs,是由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料。 [Zn4O(BDC)3](DMF)8(C6H5Cl)(MOF-5,H2BDC = 1,4-苯二甲酸,DMF = N,N-二甲基甲酰胺)的合成与表征 具有开创性意义,它是一个典型的MOFs 材料。在MOFs 中,有机配体和金属离子或团簇的排列具有明显的方向性,可以形成不同的框架孔隙结构,从而表现出不同的吸附性能 、光学性质 、电磁学性质 等。MOFs 在现代材料学方面呈现出巨大的发展潜力和诱人的发展前景。

氢键是一种以氢原子为媒介的化学键,广泛存在于气态、液态和固态物质中。在一些含有氢键的晶体中,随着温度的降低,热涨落被抑制,氢键集体发生动态无序到静态有序的相变,同时伴随着晶体结构和对称性的变化,并可能产生铁电或反铁电有序。通常,氢键无序-有序的相变过程对外加磁场不敏感,因此,人们难以利用磁场来有效地调控氢键。近期,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心磁学国家重点实验室孙阳研究组在磁场调控氢键研究方向取得了重要进展,成功地在一类金属-有机框架材料中实现了磁场对氢键无序-有序相变的调控。

在前期工作基础上,博士生马怡妮娜利用M06组自主研制的电容法热膨胀计(capacitance dilatometer)精确测量了几种钙钛矿结构ABX 3 金属-有机框架在磁场下的热膨胀效应。在这些钙钛矿MOF中,A位的有机团簇与B位甲酸根中的氧原子形成氢键以稳定在框架中。在高温时,热涨落使得氢键处于动态无序的状态;随着温度降低,氢键集体发生无序-有序相变。通过热释电的测量,确定了氢键的有序分别在钙钛矿Fe-MOF和Co-MOF中诱导出反铁电和铁电有序。热膨胀的实验结果表明,氢键的无序-有序过程伴随着晶格发生了显著的变化,导致了在相变处具有巨大的热膨胀系数,比传统的无机氧化物铁电体高一个数量级。当在降温过程中施加一个磁场,氢键无序-有序的相变温度会发生明显的移动。对于低温下铁电有序的Co-MOF,外加磁场驱动氢键无序-有序相变温度向高温移动;与此相反,对于反铁电有序的Fe-MOF,磁场驱动相变温度向低温移动。这些实验结果清晰地表明,磁场可以有效地调控金属-有机框架中的氢键无序-有序相变。其物理机制来源于磁性离子在外加磁场下通过磁弹性耦合产生局域的晶格畸变,该畸变使得氢键的平行取向(铁电有序)具有更低的能量,而反平行排列(反铁电有序)的能量更高。因此,在外加磁场下铁电有序相更加稳定,需要更高的热涨落来破坏氢键的有序。这一发现为磁场调控氢键提供了新的思路。

上述研究成果发表在Physical Review Letters 122, 255701 (2019)。该工作得到了国家自然科学基金、 科技 部和北京市等项目的资助。

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图1. 钙钛矿金属-有机框架[(CH 3 ) 2 NH 2 ] M (HCOO) 3 ( M = Fe, Co)的晶体结构。

图2. (a)电容法热膨胀计原理图和实物图。(b) & (c) 磁场对金属-有机框架[ (CH 3 ) 2 NH 2 ] M (HCOO) 3 ( M = Fe, Co)中氢键无序-有序相变温度的影响。

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