海洋沉积物是怎样记录海洋温度的

地球化学家在研究海洋沉积物中发现,海洋表面温度的变化与沉积物中某个单分子有机物质在化学键结合上的变化有着紧密的关系。这一结论对追踪气候变化有可能提供新的线索。这个单分子有机物质是一种烯酮,它含有37个碳原子和一个羰基,分子链中有几个碳一碳双键。美国的研究人员从取自与南加利福尼亚相隔的圣巴巴拉海盆的沉积物样品中革取出了这种物质。研究结果表明,沉积物中这种有机分子的纵剖面分     

沉积物中水合物热物理性质测试实验初探

设计了一套水合物热物理特性模拟实验测试装置,核心技术为3套不同结构的热-TDR探针:双棒型集成探针、单棒探针和平行板探针。以双棒型热-TDR探针为例,对沉积物中水合物及多种介质的热物理性质进行测定,实验结果比较理想。     

冰岛刺参和南非花刺参脑苷脂分子种的比较

利用高效液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱法(LC-Q-TOF)分析比较冰岛刺参(Cucumaria frondosa)和南非花刺参(Stichopus variegatus)脑苷脂的分子种组成。以氯仿-甲醇(2∶1,V/V)溶液提取,经皂化和SPE净化,在正离子模式下,通过自动二级(MS/MS)方式同时获取脑苷脂分子的一级和二级质谱图。筛取含180Da中性丢失碎片的分子,再结合二级质谱中的长链碱和脂肪酸碎片,确定每种脑苷脂分子的结构。研究表明:一次性从冰岛刺参中分析出56种脑苷脂分子,从南非花刺参中分析出109种脑苷脂分子;南非花刺参含长链碱种类较多,为15种,冰岛刺参含长链碱11种。冰岛刺参脑苷脂中鞘氨醇型长链碱占91.84%,南非花刺参脑苷脂中鞘氨醇型长链碱占85.97%;脂肪酸的组成均为17~25碳的饱和或单不饱和脂肪酸,且以24碳脂肪酸为主。冰岛刺参脑苷脂中2-羟基脂肪酸占总脂肪酸的33.50%,饱和脂肪酸∶单不饱和脂肪酸≈2∶3;南非花刺参脑苷脂中2-羟基脂肪酸占总脂肪酸的76.73%,饱和脂肪酸∶单不饱和脂肪酸≈2∶1。研究结果显示,在抑制肿瘤细胞增长、预防癌症方面南非花刺参脑苷脂较冰岛刺参脑苷脂可能具有更好的生物活性。本研究为不同海参脑苷脂的活性研究和营养评价提供了参考与借鉴。     

神狐海域Site4B表层沉积物中脂肪酸组成及其碳同位素分布特征

通过对神狐海域表层5个沉积物样品进行脂肪酸组成及其碳同位素分布特征测试和研究,结果表明总脂肪酸含量分布为5.14~8.99 μg/g,碳数分布范围从C₁₂到C₃₂,类型包括正构饱和脂肪酸、支链脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和类异戊二烯酸等计48种;样品中饱和的短链脂肪酸主要来自细菌与浮游生物,而长链饱和脂肪酸来自陆源高等植物,其比例表明研究海域中海洋细菌与浮游生物输入量远远大于陆源高等植物的输入。支链脂肪酸10me16:0与单不饱和脂肪酸18:1ω9、16:1ω9主要来自硫酸盐还原菌,而单不饱和脂肪酸16:1ω7很大可能来源于硫氧化菌,比较相对含量得出神狐海域表层沉积物为还原环境。样品中检测出8种类异戊二烯酸,主要是植烷酸和17,21-ββ二升藿烷酸,及少量的姥鲛酸,推测为叶绿素a和细菌微生物的共同贡献。     

TaqMan-MGB探针法快速检测对虾Taura 综合征病毒的研究

为建立Taura综合征病毒（Taura syndrome virus,简称TSV）的TaqMan—MGB探针荧光定量RT-PC方法,根据TSV衣壳蛋白基因保守序列设计引物和TaqMan—MGB探针,扩增产物长度为118bp。将PCR产物克隆到pGM—T载体,重组质粒经筛选鉴定、SalⅠ单酶切,得到线性化转录模板DNA,经体外转录获得标准品RNA。以体外转录的RNA作为模板,进行一步法荧光定量RT-PCR反应,根据RNA模板拷贝数与Ct（Cycle threshold,Ct）值制备了标准曲线,制作的标准曲线在2×10^1拷贝／μL≤TSV RNA≤2×10^7拷贝／此的范围内具良好的线性关系,可以用于TSV的定量分析,检测灵敏度为20个拷贝数。特异性、重复性试验结果表明,该方法对SPF对虾组织RNA没有扩增反应,表现出良好的特异性;组内和组间实验变异系数分别为0．32％～1．84％和0．79％-2．71％。利用TaqMan—MGB探针建立检测TSV的一步法荧光定量RT-PCR方法可用于对虾TSV的检测。     

发光碳量子点的制备及其荧光特性的研究

本文选取水热法制备了具有优良光学性能的碳量子点(CDs),并对其进行了以下研究:研究了离子种类和浓度分别对碳量子点荧光信号的影响,并对其谱图进行了讨论。研究结果表明:采用水热法,以柠檬酸为碳源与尿素反应可得到具有荧光性的碳量子点。在所研究的无机盐离子中,铜离子对碳量子点的荧光性有明显的猝灭效应,且铜离子浓度与碳量子点的荧光强度成线性负相关关系。由于CDs的荧光信号对于特定的离子有灵敏响应,本文结果可用于研究新的离子探针进行特定离子的定性定量分析。     

几种化学官能团对舟形藻在玻璃表面附着的影响

利用单分子自组装膜(SAMs)技术制备表面具有甲基、氨基和碳碳双键以及羧基官能团的材料表面,探讨硅藻附着量随时间变化及附着强度的情况。结果表明硅藻附着量是随着时间变化的动态过程。在不同的化学官能团表面的硅藻附着量不同,24小时内每种化学基团表面的附着量会随着时间变化而变化,其中材料表面的亲水性和表面的正电性有利于硅藻的附着。在模拟水环境的脱附实验中,甲基的附着强度最高,羧基最低。舟形藻的附着强度与附着量并没有直接关系。此项研究不仅对探讨硅藻细胞的附着行为具有意义,同时为研究应用海洋生物防污提供有效的途径。     

海洋地热研究中沉积物热导率的原位测定

目前正在使用的原位测定法,主要是脉冲加热法和连续加热线源法。脉冲加热法的探针已被广泛应用于海洋地热研究中。但这种探针的直径较大,其放热时间常数也较大,从而要用较长的测量时间,连续加热线源法的探针直径较小,其热时间常数也小,精度较高。原位测定法的发展方向将是进一步提高测量精度,缩短探针在海底的停留时间。实时数据处理技术正在研制之中。     

纳米四氧化三铁/离子载体修饰电极检测海水中痕量重金属铅

制备了一种纳米四氧化三铁/离子载体(nano-Fe<,3>O<,4>/ionophore)修饰的玻碳电极,利用阳极溶出伏安法实现了海水中的痕量铅离子的测定.利用纳米四氧化三铁的高比表面积和铅离子载体(ionophore)能够提供与铅离子配合的位点或仅供铅离子通过的空穴,有效地提高了检测重金属离子的灵敏度和选择性.实验结...     

海水养殖池塘浮游植物碳的计算机模拟

应用光学显微镜法对实验系统浮游植物进行了野外定量研究.测定了系统中浮游植物的种类组成和生物碳素变动,为模型有效性验证提供了野外数据;根据Ecopath能量平衡模型原理建立了海水养殖池塘浮游植物碳的计算机模型,初步确定了包括15个参数的浮游植物模块参数库,通过单因子分析法进行参数敏感性检验,确定了3个敏感性参数,并利用野外实际测定数据进行了模型验证.模拟结果表明本模型成功模拟了海水养殖系统浮游植物碳变动.在建模过程中,光限制因子与水温为影响浮游植物碳的主要内源因素,浮游动物捕食作用为外源影响因素.     

黄、渤海沉积物中陆源脂类有机质的组成分布与转化特征

本文对黄、渤海表层沉积物中脂类化合物的组成进行了分析研究。结果表明,黄、渤海表层沉积物有机碳的含量为0.03%~1.02%,以黄河口含量最低,黄河口外和双台子河口外,以及北黄海和南黄海中部含量较高。有机质碳稳定同位素δ13C的分布为-21.55‰~-24.28‰,表征其陆海双重来源特征,并且海源特征由河口向海、由近岸向离岸逐渐增强。陆源脂类化合物以河口处略高,河道处略低,由河口向渤海中部和靠近渤海海峡方向迅速降低,表现出显著的河流输入特征;其形态组成由河道的游离态接近100%的绝对优势,迅速转变为渤海中部的以皂化结合态为主（大于50%）,仅在渤海中部和渤海海峡附近存在小于5%的矿物结合态,转化程度较低。北黄海中部和南黄海中部泥质区的有机碳和陆源脂类化合物显著富集,但其对总有机碳的相对贡献较小;其中皂化结合态超过50%,矿物结合态小于10%,说明其具有中等偏高的转化程度。     

Trophic efficiency of the planktonic food web in a coastal ecosystem dominated by Phaeocystis colonies

The trophic efficiency of the planktonic food web in the Phaeocystis-dominated ecosystem of the Belgian coastal waters was inferred from the analysis of the carbon flow network of the planktonic system subdivided into its different trophodynamic groups. A carbon budget was constructed on the basis of process-level field experiments conducted during the spring bloom period of 1998. Biomass and major metabolic activities of auto- and heterotrophic planktonic communities (primary production, bacterial production, nanoproto-, micro- and mesozooplankton feeding activities) were determined in nine field assemblages collected during spring at reference station 330. In 1998, the phytoplankton spring flowering was characterised by a moderate diatom bloom followed by a massive Phaeocystis colony bloom. Phaeocystis colonies, contributing 70% to the net primary production, escaped the linear food chain while the early spring diatom production supplied 74% of the mesozooplankton carbon uptake. The rest of mesozooplankton food requirement was, at the time of the Phaeocystis colony bloom, partially fulfilled by microzooplankton. Only one-third of the microzooplankton production, however, was controlled by mesozooplankton grazing pressure. Ungrazed Phaeocystis colonies were stimulating the establishment of a very active microbial network. On the one hand, the release of free-living cells from ungrazed colonies has been shown to stimulate the growth of microzooplankton, which was controlling 97% of the nanophytoplankton production. On the other hand, the disruption of ungrazed Phaeocystis colonies supplied the water column with large amounts of dissolved organic matter available for planktonic bacteria. The budget calculation suggests that ungrazed colonies contributed up to 60% to the bacterial carbon demand, while alternative sources (exudation, zooplankton egestion and lysis of other organisms) provided some 30% of bacterial carbon requirements. This suggests that the spring carbon demand of planktonic bacteria was satisfied largely by autogenic production. The trophic efficiency was defined as the ratio between mesozooplankton grazing on a given source and food production. In spite of its major contribution to mesozooplankton feeding, the trophic efficiency of the linear food chain, restricted to the grazing on diatoms, represented only 5.6% of the available net primary production. The trophic efficiency of the microbial food chain, the ratio between mesozooplankton grazing on microzooplankton and the resource inflow (the bacterial carbon demand plus the nanophytoplankton production) amounted to only 1.6%. These low trophic efficiencies together with the potential contribution of ungrazed Phaeocystis-derived production to the bacterial carbon demand suggest that during spring 1998 most of the Phaeocystis-derived production in the Belgian coastal area was remineralised in the water column.     

长链烯酮化合物与生物化石

本文研究了南海北部３１孔岩芯样的长链烯酮化合物的分布与微体古生物（钙质超微化石和浮游有孔虫）的关系。烯酮化合物主要来自定鞭金藻的赫胥黎艾氏石Ｅｍｉｌｉａｎｉｓａｈｕｘｌｅｙｉ，其中Ｃ３７∶２Ｍｅ含量在３１％～７０％。应用Ｃ３７的不饱和比值（Ｕ３７ｋ）计算了南海３１孔柱状样的海水古温度，波动幅度在２３．２～２８．３℃之间，平均为２５．３℃，低于该海域海水实测年平均温度（２８．１℃）。Ｕ３７ｋ值的变化与浮游有孔虫壳体的氧同位素值分期有着对应的关系，亦可相应分成５期。     

Fabrication of suspended graphene devices and their electronic properties

Suspended graphene devices are successfully fabricated by using a novel PMMA/MMA/PMMA tri-layer resist technique. The gap between graphene and dielectric substrate can be easily controlled by the thickness of the bottom PMMA layer, and no wet-etching with hazardous hydrofluoric acid is involved in our fabrication process. Electrical characterizations on suspended graphene devices are performed in vacuum when in-situ current annealing directly leads to a significant improvement on transport properties of graphene, i.e., the increase of carrier mobility with the reduction of width of Dirac peak. Our results make a new opportunity to study intrinsic properties of graphene.     

Negative differential resistance behaviour in N-doped crossed graphene nanoribbons

By using first-principles calculations and nonequilibrium Green's function technique, we study elastic transport properties of crossed graphene nanoribbons. The results show that the electronic transport properties of molecular junctions can be modulated by doped atoms. Negative differential resistance (NDR) behaviour can be observed in a certain bias region, when crossed graphene nanoribbons are doped with nitrogen atoms at the shoulder, but it cannot be observed for pristine crossed graphene nanoribbons at low biases. A mechanism for the negative differential resistance behaviour is suggested.     

单层正三角锯齿型石墨烯量子点的电子结构和磁性

采用基于密度泛函理论的广义梯度近似(GGA),对不同尺寸(N=2—11)的单层正三角锯齿型石墨烯量子点(Z _{N -GNDs)的结构进行优化,得到与实验数据较好符合的晶格常数,进一步计算得到不同尺寸下体系的自旋多重度、磁矩、电子态密度以及自旋电子密度.结果表明:所有体系都呈现金属性,在尺寸较小的体系中量子尺寸效应对电子结构的影响比较明显;与单层石墨烯片一样,sp²杂化作用和非键态电子在量子点中仍起到非常重要的作用;费米能级上有自旋向上的电子分布,体系的自旋多重度}     

海水养殖碳循环的实验研究

以浮游生物为主体的受控生态实验表明,溶解无机碳和DOC分别占海水碳贮库的89.75％和10.25％;在有机碳贮库中,浮游生物碳占5.43％,细菌碳占7.39％,表明细菌在海水碳循环中起重要作用,这种作用可从虾池样品分析获进一步证实。在食物链(14)C标记实验中,生物对碳吸收率随饵料密度增加而增加,由于饵料利用率的变化,应注意选择最适的饵料密度。鱼虾混养的~(14)C示踪实验表明:营养元素不断从低营养级向高营养级转移,各种生物样品~(14)C放射性活度平均百分比分别是,扁藻84.63％,卤虫8.99％,长毛对虾0.97％,棱鮻5.42％。     

海洋浮游生态系统中DMSP的来源及在食物链中的传递和转化研究进展

β-二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)是一种在海洋中普遍存在的重要生源有机硫化物,其降解产物二甲基硫(DMS)挥发到大气中会形成云凝结核,进而对大气温度产生负反馈效应。DMSP主要由浮游植物和部分细菌生物合成,在浮游食物链和微食物环中进行传递和转化,并进一步通过食物网进入更高营养级。浮游生物是驱动全球碳、硫循环的关键环节,在DMSP生物地球化学循环中的作用越来越受到人们的重视。本文针对DMSP的来源、归宿及在浮游食物链中的传递和转移等方面进行综述,介绍了浮游食物链和微食物环在DMSP传递、转化中的作用。DMSP在海洋食物链中仍有不少传递和降解途径为研究空白,今后应针对目前的研究不足深入开展DMSP的产生、传递和转化机制研究,进一步完善DMSP的生物地球化学循环机制。     

掺杂氮、硫的石墨烯材料对磺胺类抗生素的吸附行为

水环境中抗生素污染日益严重。本研究制备了掺杂氮、硫的新型石墨烯材料(GO-NS),研究了其对磺胺类抗生素(Sulfonamides,SAs)的吸附和去除能力,并阐明吸附机制。研究发现,GO-NS对SAs的最大吸附量达100.26 mg·g^-1,吸附能力优于多层石墨烯(Multilayer graphene,MG)和还原氧化石墨烯(Reduced graphene oxide,rGO)这两种传统石墨烯材料。疏水作用和氢键作用是GO-NS吸附SAs的主要机理。相比于MG和rGO,GO-NS适用的pH范围最广,在pH=2~10范围内均具有较强的吸附效果,并且离子强度和腐殖酸(Humicacid,HA)的加入提升了GO-NS的吸附性能。此外,GO-NS仅通过短时间超声可实现有效的剥离分散,使吸附量增加。故该新型石墨烯材料GO-NS具有优越地吸附SAs的能力和广泛的环境适应性,可作为治理水环境中SAs污染的一种有效吸附剂。