导读： 近期，中科院合肥研究院智能所吴正岩和张嘉团队设计出一种高灵敏度的适配体传感器，可以实现对血液中凝血酶浓度的精准检测。相关研究成果已被分析化学领域权威期刊Biosensors & Bioelectronics接收发表。凝血酶是一种蛋白水解酶，能催化纤维蛋白原转化为纤维蛋白，促进血液凝固，与白血病、血栓性疾病、血管壁炎症、阿尔茨海默症等多种疾病密切相关。在正常情况下，血液中不存在凝血酶，在凝血过程中凝血酶由凝血酶原转化生成。因此，精准地检测低浓度凝血酶对于相关疾病的诊断和治疗以及药物疗效的评价具有重要意义。针对此类问题，课题组开发出高灵敏度的适配体传感器，利用具有优异电子传输通道的Ti3C2Tx MXene多级孔结构框架作为传感材料，同时选择具有高的电催化效应的金属纳米探针作为信号放大器，构建出应用于血液中凝血酶精准检测的高灵敏度适配体传感器。该传感器可以检测皮摩尔浓度的凝血酶，同时也展现出优异的抗干扰性和稳定性。该研究工作得到安徽省高校协同创新计划项目、安徽省科技重大专项的资助与支持。文章链接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114228 传感器的制备及检测机理图

关键词：凝血酶,检测,传感器,血液,高灵敏度,疾病,适配,精准,优异,安徽省

导读： 基于阴离子（脱）嵌入石墨正极的双离子电池因其成本低，工作电压高和输出功率大等优点，有望在下一代大规模储能设备中广泛应用。目前，双离子电池中使用的电解液以碳酸酯类电解液为主，这类溶剂极易在正极/电解液界面处氧化分解，降低了电池的库伦效率（＜90%）和循环稳定性。除此之外，还有一个瓶颈问题——溶剂共嵌，即在充电过程中，由于阴离子和溶剂之间存在氢键相互作用，溶剂会跟随阴离子共嵌于石墨层间。这种共嵌入行为易导致石墨结构剥离和溶剂的氧化分解，严重影响电池的寿命，阻碍了双离子电池的商业化进程。近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所崔光磊课题组等人在国际顶级期刊《Advanced Materials》上发表题为“APF6?-Permselective Polymer Electrolyte with Anion Solvation Regulation Enabling Long-cycle Dual-ion Battery”的研究文章（DOI：10.1002/adma.202108665）。课题组受到生物细胞膜的选择透过性功能的启发，首次设计了一种具有“阴离子选择透过性”的聚合物电解质。该聚合物富含的季铵盐阳离子基团可以与阴离子形成强静电作用，参与了阴离子的溶剂化结构，进而减弱阴离子和碳酸酯溶剂的相互作用，并在阴离子嵌入石墨过程中“锚定”溶剂分子，促进阴离子去溶剂化。该策略有效地抑制了溶剂共嵌和电解液的氧化分解，维持了循环过程中石墨结构完整性，进而大幅度提升了电池的循环稳定性和库伦效率。该工作通过光谱表征和理论计算证明了聚合物对阴离子溶剂化结构的调整，减弱阴离子和碳酸酯溶剂的相互作用，从而实现阴离子去溶剂化。V型管渗透试验和XPS刻蚀等方法进一步证明了聚合物骨架有效抑制了溶剂共嵌和分解。此外，聚合物上的环状碳酸酯基团有助于提高界面兼容性，构筑了一层牢固的有机无机复合界面层，对提高电解液稳定性和电池长循环性能起到协同作用。得益于聚合物设计策略的合理性，在截止电压5.4V和2C的条件下，电池循环2000圈，容量保持率为87.1%，平均库伦效率高达99%。此研究为双离子电池电解液的开发和阴离子-溶剂共嵌入的问题提供了新的解决思路。图1 溶剂共嵌及其破坏石墨结构的示意图图2 液态电解液LE和聚合物PCME以及均聚物PCE、PME的核磁氟谱（a）和氢谱（b）；（c）在LE和PCME中分子动力学模拟的阴离子溶剂化结构；（d）阴离子和溶剂的径向分布函数；（e）基于DFT的阴离子溶剂化结构的热力学计算；（f）LE和PCME中阴离子溶剂化结构示意图。图3 （a）v型电解池加速试验示意图。左图为石墨正极，电解液为1M LiPF6/SL，右图为锂金属负极，电解液为1M LiPF6/EMC。v型电解池以0.5 C的倍率工作20次，恒压充电8 h，操作后取阴极液检测EMC含量。（b）1H NMR测得不同电压下加速试验阴极液中EMC的摩尔比例。（c）通过XPS分析充电态的高定向热解石墨片电极在不同深度的氧元素分布。（d）高定向热解石墨片正极对不同电解质的GC-MS测试。（e）石墨对锂电池中，不同电解液的电化学浮动实验，测定电解液的氧化稳定性。（f）原位电化学质谱分析不同电解液的产气情况。图4 (a)石墨对锂电池在0.5 C和5.0 v电压下预循环5次后，在2 C倍率和不同电压下的CE；（b）使用不同电解液的电池的倍率性能；（c）采用LE和PCME的石墨对锂电池在3-5.4 V电压范围内，在2 c下的长循环性能；分别采用LE（d）和PCME（e）石墨对锂电池的容量-电压曲线。图5 在LE（a）和PCME（b）循环1000次的石墨正极截面图；2000次循环后，不同电解质的原始石墨正极和循环石墨正极的XRD谱图（c）和拉曼光谱（d）；经过300次循环后，用XPS分析了石墨正极的O 1s（e）和N 1s（f）光谱；石墨正极在LE（g）和PCME（h）电池中循环300次后的典型TEM图像，两条线之间的距离表示CEI的厚度；（i）不同电解质在300次循环后石墨正极表面的杨氏模量。中国科学院青岛生物能源与过程研究所在读博士生姜虹竹为该论文第一作者，韩晓琪和杜晓璠为共一作者，通讯作者为崔光磊研究员和张焕瑞副研究员。原文链接 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202108665

关键词：溶剂,石墨,阴离子,电解液,循环,电池,正极,结构,聚合物,PCME

导读： 碱性岩-碳酸岩型稀土矿床提供了全球60%以上的稀土资源，是一类与幔源碱性-碳酸质岩浆活动有关的典型岩浆-热液型矿床。然而，这类稀土矿床的成岩成矿过程一直以来争议不断，其主要原因是缺乏有效的、令人信服的成矿年代学证据。氟碳铈矿（CeCO3F）作为碱性岩-碳酸岩型稀土矿床最主要的经济矿物，它不但含有丰富的稀土元素，而且具有高的U和Th含量，因此是一种极具前景的U(Th)-Pb年代学工具。尽管氟碳铈矿被普遍认为是热液活动的产物，但它也可以形成于早期岩浆体系中。同时，氟碳铈矿也能被晚期流体改造而发生同位素年龄重置，记录矿物-流体相互作用过程。因此，氟碳铈矿的矿物结构和成分可以有效限定碱性岩-碳酸岩型稀土矿床岩浆-热液成矿体系的时间和过程，是研究成岩成矿过程的理想“矿物探针”。扬子克拉通西缘的牦牛坪超大型稀土矿床和华北克拉通西缘的干沙鄂博稀土矿床是典型的碱性岩-碳酸岩型稀土矿床，它们均以氟碳铈矿为主要的经济矿物。中国科学院广州地球化学研究所牛贺才研究员团队博士生翁强和李澳，通过利用氟碳铈矿矿物探针的方法，对牦牛坪和干沙鄂博稀土矿床中的氟碳铈矿开展了精细原位U(Th)-Pb定年和地球化学研究。主要获得以下认识：（1）牦牛坪矿床存在四种类型的氟碳铈矿，分别是碱性正长岩中的岩浆氟碳铈矿（Type-A Bast）、霓辉重晶伟晶岩脉（Type-B Bast）、碱性正长岩热液脉（Type-C Bast）和碳酸岩脉（Type-D Bast）中的热液氟碳铈矿（图1）。LA-ICPMS氟碳铈矿U(Th)-Pb定年结果（图2）显示，牦牛坪矿床整个碱性岩-碳酸岩杂岩体的演化时长高达2.5 百万年，其中碱性正长质岩浆演化时长接近1.5 百万年，霓辉重晶伟晶盐熔体和碳酸盐熔体的岩浆演化时长接近2 百万年。这表明，牦牛坪矿床中稀土超常富集和成矿与碱性-碳酸岩浆经历过长时间充分的分异演化有密切的关系。图1 牦牛坪稀土矿床氟碳铈矿产状图2 牦牛坪稀土矿床氟碳铈矿U(Th)-Pb定年图解（2）干沙鄂博稀土矿床的氟碳铈矿普遍遭受流体改造而变成氟碳钙铈矿（图3）。通过对两种稀土氟碳酸盐矿物LA-ICPMS U-Pb定年结果显示，其氟碳铈矿和氟碳钙铈矿的U-Pb年龄分别为141.8 ± 4.3 Ma和53.3 ± 4.4 Ma。氟碳铈矿的年龄代表了干沙鄂博稀土矿床的成矿年龄为141.8Ma，而氟碳钙铈矿的年龄则说明该矿床形成之后在53.3Ma时经历了强烈的流体交代作用。图3 干沙鄂博稀土矿床氟碳（钙）铈矿的U-Pb定年图解（3）上述两个案例研究表明，氟碳铈矿是碱性岩-碳酸岩体系中岩浆-热液演化的有效“矿物探针”，其U(Th)-Pb年代学可以有效约束碱性岩-碳酸岩杂岩体的复杂成岩成矿过程和时限。相关成果受国家重点研发计划(2017YFC0602301)和国家自然科学基金委(41930424和42122023)的资助，论文发表在国际地学主流学术期刊American Mineralogist和Ore Geology Review上。论文信息：Weng, Q, Yang, WB*, Niu, HC, Li, NB, Mitchell, RH, Zurevinski, S, Wu, D. 2022. Formation of the Maoniuping giant REE deposit: constraints from mineralogy and in situ bastn？site U-Pb geochronology. American Mineralogist, 107 (2): 282–293.Li, A, Yang, WB*, Niu, HC, Shan, Q, 2021. Mineralogy and U-Pb geochronology of carbonate minerals from the Gansha Obo REE deposit, NW China. Ore Geology Review, 136, 104266.论文一论文二

关键词：矿床,氟碳铈矿,稀土,Pb,岩浆,矿物,碳酸岩,碱性岩,牦牛,热液

导读： 以二氧化碳作为原料和环氧化合物通过环加成耦合反应制备环状碳酸酯是一个原子经济性的绿色化学反应，所得环状碳酸酯产物广泛用在、芳香族聚碳酸酯、纤维纺丝、电解液等。目前诸多的高活性金属催化剂被陆续报道用于这一绿色环化反应，如席夫碱和卟啉类钴、镁、铝等金属配合物。尽管金属催化剂的活性很高，但是其制备往往涉及多步反应，合成复杂。而非金属催化剂因其制备简单，结构易调变以及无金属残留等特点，受到越来越多的关注，但非金属催化剂与金属催化剂相比还存在活性差距过大的问题。近日，浙江大学高分子系SIEPM科研团队的伍广朋研究员课题组开发了系列的双功能有机硼催化剂，本文是继高活性制备聚碳酸酯（J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 12245–12255）、聚醚（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 16910–16917）之后的新用途——高效催化二氧化碳和环氧化合物的环加成反应。与目前用于环状碳酸酯制备的大多数非金属催化体系相比，该类催化剂的催化活性可以提高3个数量级，甚至与部分金属催化剂的催化活性相当，大大缩小了非金属催化剂和金属体系之间的差距。此外，催化剂在常温常压（25 °C，1 bar）条件下每小时转化数TOF = 4.0 h-1，120 °C的TOF值达到了 815 h-1，150 °C在助催化剂的作用下TOF 值达到了11050 h-1均为目前已报道的非金属催化剂在相似反应条件下的最高值。同时，这类双功能有机硼催化剂还具有可规模化制备、热稳定性好和可循环回收利用等优点，显示了良好的工业化前景。作者还详细考察了催化剂结构对催化活性的影响，包括有机硼中心、季铵盐结构、以及两者的距离，探究了最优的催化体系。作者通过单晶结构的分析、动力学研究、关键反应中间体的捕捉和表征，提出并证明了一种分子内协同机理，即：负离子同时作用于路易斯酸硼中心以及正电性的铵阳离子间；硼中心通过配位作用活化环氧烷烃，而被季铵阳离子束缚的卤素负离子可以有效地亲核进攻环氧烷烃形成烷氧基负离子；随后二氧化碳快速地插入形成碳酸根键；最后，季铵盐辅助的分子内闭环反应，释放出催化剂并生产环状碳酸酯产物。最后，作者研究了不同环氧化合物与二氧化碳的环加成反应，包括端位环氧烷烃和内环氧烷烃，结果表明该催化剂对这些环氧烷烃都具有比较高的反应活性和产物选择性。博士生张瑶瑶为该论文的第一作者，浙江大学伍广朋研究员为论文的通讯作者，该研究得到了国家自然科学基金和浙江大学百人计划启动经费的支持。论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202010651

关键词：催化剂,环氧,金属,制备,碳酸,非金属,作者,烷烃,结构,环状

导读： Re-Os同位素体系不仅能够直接测定含有机质沉积岩的形成年龄，而且可以有效约束同时期海水的Os同位素组成，进而为探讨区域及全球性古海洋环境变化事件提供信息。通常，沉积于低氧或缺氧底层水中的富有机物沉积物具有较高的Re和Os含量以及较大变化范围的Re/Os同位素比值，使其成为Re-Os同位素定年的理想对象；而沉积于氧化海水中的铁锰沉积物（如铁锰结核）往往记录了同时期海水Os同位素组成信息，通常具有较高的Os含量，是研究古海洋环境演化的理想对象。 沉积型碳酸锰矿床中的锰碳酸盐矿物通常被认为是原生锰氧化（MnO2）与有机质共同埋藏后经过成岩作用转化而成，支持这一认识的主要证据有锰氧化物被锰碳酸盐矿物交代的岩相学现象，锰碳酸盐矿物极负的碳同位素值以及矿石全岩样品与现代铁锰结核类似的稀土元素配分形式。然而，作为全球锰资源最为重要的矿床类型，沉积型碳酸锰矿床的直接定年一直是学术界的难题，究其原因主要是这类矿床通常赋存于沉积岩序列中且缺乏可直接定年的矿物。如前所述，有机质的埋藏是锰碳酸盐成岩转化的重要前提，而富有机质沉积岩本身又是开展Re-Os定年的理想对象，这两点均为直接对碳酸锰矿石开展Re-Os年代学定年提供了可能。同时，原生锰氧化物沉积时还会捕获海水的Os同位素信息，如果这一信息在成岩过程中能够得以保存，可进一步为约束古海洋Os同位素组成提供依据。 针对上述重要问题，中国科学院地质与地球物理研究所李文君高级工程师、彭自栋博士后（共同第一作者）等在张连昌研究员的指导下，对新疆西昆仑玛尔坎苏地区奥尔托喀讷什大型碳酸锰矿床（以下简称：奥矿）的矿石及围岩开展了Re-Os同位素体系研究，直接获得碳酸锰矿床的成矿时代，同时，Os初始值的研究还为认识锰矿成矿过程提供了重要证据。主要获得以下认识： （1）溶样方法：对于含陆源碎屑的泥灰岩围岩样品，采用具选择性溶融能力的CrO3-H2SO4法进行消解。对于锰矿石样品，由于其具有低Re含量和低陆源碎屑输入，采用低本底的逆王水溶样法取代高Re本底的CrO3-H2SO4法，均获得了可靠的成岩和成矿年龄（图1）。 图1 奥矿中碳酸锰矿石（A），上盘泥灰岩（B）和下盘泥灰岩（C）的Re-Os等时线。Re-Os等时线采用Isoplot (A1, B and C)拟合。此外，锰矿石Re-Os定年同时采用Monte Carlo 方法拟合（2）成矿时代：从 6 m厚的矿体按等间距采集碳酸锰矿石样品，采用同位素稀释法获得的Re-Os同位素等时线年龄：其中Isoplot program法年龄为320.3 ± 6.6 Ma（n=10; Model 1; MSWD = 1.4)；Monte Carlo simulation法年龄为321.8 ± 14.5 Ma。这一成矿年龄与下盘第一岩性段最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄（322.9±1.8 Ma）和上盘泥灰岩中所获得的Re-Os沉积年龄（316.3±8.0 Ma）及古生物年龄在误差范围内基本一致（图2）。因此，Re-Os同位素年代学为直接获得碳酸锰矿床成矿时代提供了一种有效的手段。 图2 石炭系奥尔托喀讷什锰矿沉积序列剖面图。红星代表的年龄数据分别来自含有机质泥灰岩和碳酸锰矿石的Re-Os年龄（见图1）（3）Re、Os在碳酸锰矿石中赋存机理：Re、Os在碳酸锰矿石中的富集和碳酸锰成矿所经历的氧化还原作用有关，其过程为溶解的Mn2+在氧化海水中形成锰氧化物/氢氧化物，随后在埋藏成岩过程中被有机质还原并于孔隙水中生成碳酸锰矿物。在氧化过程中，Os很可能被Mn氢氧化物吸附富集，导致碳酸锰矿石中的Os极有可能继承早期Mn(IV)氢氧化物的Os，其初始Os组成代表同期海水的Os同位素组成。Re作为氧化还原敏感元素只有在低氧或缺氧的环境中才能被富集，鉴于锰矿中Re与TOC之间强相关性（R2=0.91），推断在成岩阶段缺氧的孔隙水环境中，Re被锰氧化物/氢氧化物消耗后剩余的有机质所吸附，并伴随着自生碳酸锰的沉淀而积累。因此，Re、Os在碳酸锰矿石中的富集机制不仅是Re-Os同位素体系直接定年的基础，而且还为揭示锰矿沉积过程中的古海洋环境变化提供可能。 图3 锰矿层及上下盘围岩样品中Mn、Al、Re、P、192Os、TOC、187Re/188Os及Osi 值变化剖面图（4）对成矿启示作用：碳酸锰矿石Os初始比值均一（Osi = 0.7959 ± 0.0029），并明显高于上、下盘泥灰岩所记录的同时期全球海水的Os初始值（~0.6）（图3）。考虑到河流输入是放射性成因Os的主要来源，推测上述变化与河流输入有关。基于盆地水体Os初始值变化，本文提出新的奥矿成矿模型（图4）：在成矿早期（Osi = 0.28-0.35），火山活动/热液等非放射性成因Os的输入导致盆地水体的具有低Os初始值；成矿前（Osi = 0.6），海侵过程加速了盆地水和全球海水的交换，使得盆地水体Os初始值接近全球海洋的值；成矿阶段（Osi = 0.8），氧化河水注入的增强降低了盆地水体中Mn的氧化还原界面，与海进作用共同加速了溶解Mn(II)的氧化沉淀。同时河流输入增加可能也带来了大量营养元素，进而促进表层海水初级生产力提升，为氧化锰的后期成岩转化提供了必须的有机质；成矿作用结束后（Osi = 0.6），可能由于河水输入量的减少，盆地水体的Os同位素值再次受控于全球海水。由此推断，河水的注入可能对奥矿形成大矿和富矿起到了重要作用，但是上述模型仍有待更详细的古地理资料进行验证。 图4 河水注入与奥尔托喀讷什锰矿沉积成矿模型（基于锰矿盆地水体中Os初始值的变化）。（A）Osi = 0.28-0.35，热液输入导致盆地水体的低Os初始值；（B）Osi = 0.6，海进过程带入更多的海水进入盆地，进一步加速了盆地水与全球海水的交换；（C）Osi = 0.8，在海进过程中河水注入的增强带入了更多的氧气和营养物质，有利于成矿研究成果发表于国际矿床学领域期刊Economic Geology。（李文君#，彭自栋#，董志国，张帮禄，高炳宇，张连昌*，Robbins L J，Konhauser K O. Direct Re-Os dating of manganese carbonate ores and implications for the formation of Ortokarnash manganese deposit, northwest China [J]. Economic Geology, 2022, 117(1): 237-252. DOI: 10.5382/econgeo.4865）。

关键词：Os,Re,碳酸,同位素,成矿,海水,锰矿石,年龄,盆地,Osi

导读： 基于阴离子（脱）嵌入石墨正极的双离子电池因其成本低，工作电压高和输出功率大等优点，有望在下一代大规模储能设备中广泛应用。目前，双离子电池中使用的电解液以碳酸酯类电解液为主，这类溶剂难逃高电压的“魔爪”，极易在正极/电解液界面处氧化分解，降低了电池的库伦效率（＜90%）和循环稳定性。除此之外，还有一个瓶颈问题——溶剂共嵌，即在充电过程中，由于阴离子和溶剂之间存在氢键相互作用，溶剂会跟随阴离子共嵌于石墨层间。这种共嵌入行为易导致石墨结构剥离和溶剂的氧化分解，严重影响电池的寿命，阻碍了双离子电池的商业化进程。目前，提升双离子电池循环性能的报道主要是通过构筑物理阻隔层来抑制电解液的氧化分解，专门研究阴离子-溶剂共嵌入行为及解决方法的工作却鲜有报道。图1. 液态电解液与聚合物电解质中溶剂共嵌行为对比示意图近几年，青岛能源所固态能源系统技术中心在双离子电池高电压界面问题以及抗氧化电解液研究等科学领域深入钻研，初步取得了有影响力的研究进展（Adv. Energy Mater. 2019, 9, 1804022；J. Mater. Chem. A, 2020, 8, 1451–1456）。团队在钛酸锂包覆石墨的实验中发现物理涂覆层可以阻挡溶剂嵌入，那么，能否找到简单高效且主动抑制溶剂共嵌的方法呢？在深入调查阴离子-溶剂配位关系的基础上，提出了通过调控阴离子溶剂化结构，以弱化阴离子与溶剂的相互作用和促进阴离子去溶剂化的最根本的解决方案。该中心受到生物细胞膜的选择透过性功能的启发，首次设计了一种具有“阴离子选择透过性”的聚合物电解质。该电解质由两种分别含有季铵盐阳离子基团的单体（MTMA-PF6）和环状碳酸酯基团的单体（CUMA）原位聚合而成，有效地抑制了溶剂共嵌和电解液的氧化分解，维持了循环过程中石墨结构完整性，进而大幅度提升了电池的循环稳定性和库伦效率。通过光谱表征和理论计算证明，季铵盐阳离子基团可以与阴离子形成强静电作用，参与了阴离子的溶剂化结构，进而减弱阴离子和碳酸酯溶剂的相互作用，并在阴离子嵌入石墨过程中“锚定”溶剂分子，促进阴离子去溶剂化（如图1所示）。V型管渗透试验和XPS刻蚀等方法证明了聚合物骨架有效抑制了溶剂共嵌和分解。特别值得强调的是，CUMA单体有助于提高界面兼容性，构筑了一层牢固的有机无机复合界面层，对提高电解液稳定性和电池长循环性能起到协同作用。得益于聚合物设计策略的合理性，在截止电压5.4V和2C的条件下，电池循环2000圈，容量保持率为87.1%，平均库伦效率高达99%，经过多年技术革新，双碳电池库伦效率提升了14%，性能优于大多数文献报道（见表1）。此研究为双离子电池电解液的开发和阴离子-溶剂共嵌入的问题提供了新的解决思路。表1. 不同电解液体系截止电压及库伦效率相关结果已于近日发表在Advanced Materials期刊上，论文共同第一作者为青能所在读博士姜虹竹和韩晓琪、杜晓璠两位老师。该工作得到了国家自然科学基金、中国科学院战略先导项目、山东省重点研发计划等项目的支持与资助。（文/图 姜虹竹 张焕瑞）原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202108665Hongzhu Jiang#, Xiaoqi Han#, Xiaofan Du#, Zheng Chen, Chenglong Lu, Xintong Li, Huanrui Zhang*, Jingwen Zhao, Pengxian Han, and Guanglei Cui*. A PF6ˉ-Permselective Polymer Electrolyte with Anion Solvation Regulation Enabling Long-cycle Dual-ion Battery. Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.202108665

关键词：溶剂,阴离子,电池,电解液,嵌入,循环,离子,石墨,分解,氧化

导读： 肝素是一种常用抗凝剂，可以作为循环系统药物进行抗血栓治疗，但易引起自发性出血和血小板减少症，所以在临床应用时，对肝素的定量检测必不可少。目前临床主要通过监测活化部分凝血活酶时间（Activated partial thromboplatin time, APTT）和活化全血凝固时间（Activated Clotting Time, ACT），以及血栓弹力图(TEG)来定性评判肝素中可以与血浆结合反应的具有生物活性的单位数量，简称肝素效价。大多数高敏传感器由于检测原理的限制，只能脱离血液环境在缓冲液中检测肝素的物质量，却无法反映肝素效价活性。而在实际情况中，由于存在肝素代谢及敏感度的个体差异，肝素的效价检测比物质量检测更有临床价值，而高灵敏度、宽线性范围的肝素效价检测仍然存在很大的挑战。近日，中科院苏州医工所周连群团队郑安然、张威等创新性的研发了一种用于全血肝素效价检测的酶联差时法时差传感器。在该项研究中，提出了基于石墨烯增强型双区传感器的酶联差时法，并用来评估全血中肝素的效价。该方法结合了电化学检测与肝素-肝素酶作用的特异性，比较肝素酶存在时不同肝素效价下的凝血时间。肝素通过在凝血过程中形成肝素-抗凝血酶-凝血酶复合物发挥抗凝作用，而肝素酶可以特异性与肝素结合并抑制其抗凝能力。结果表明，该传感器在10μL全血中的肝素效价检测具有较高的选择性，检测限为0.1U/mL，线性检测范围为0.1-5U/mL，峰值时间的变异系数小于5%。该传感器在肝素效价检测中具有良好的重复性、高灵敏度和宽检测范围，具有较好的临床应用，有助医生在抗凝治疗过程中快速做出安全决策。 图1.肝素效价检测过程 (a) 生物传感器的制作过程； (b) 检测原理图；(c) 传感器实物图。 近年来，周连群团队在凝血机制和检测方面开展深入研究，提出了一系列原创性方法和新型传感技术，实现了对血液的凝固过程进行实时监测，能够准确检测血浆和全血样本的凝血时间，以更少样本量、更短检测时间实现了对凝血PT、APTT等指标的实时监测，自主研发了凝血POCT电化学检测传感器。凝血微型化、实时化和快速检测技术的发展，未来在急诊、ICU、居家服药、战地救援等方面均具有重要的临床价值。 该项研究成果以题为“The heparinase-linked differential time method allows detection of heparin potency in whole blood with high sensitivity and dynamic range”，被SCI一区Top期刊Biosensors and Bioelectronics接收发表，该期刊影响因子为10.618。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2021.113856 该研究获得了国家自然科学基金、科技部重点研发计划、中科院重大科研仪器装备研制项目、中国科学院青年创新促进会和江苏省重点研发计划项目等资助。

关键词：肝素,检测,效价,凝血,传感器,临床,过程,全血,时间,研发

导读： 目前，中国成人超重和肥胖率已接近50%，已成为世界上超重和肥胖人数最多的国家之一。肥胖与心血管疾病，二型糖尿病以及某些癌症等疾病密切相关，严重影响人的身心健康。肥胖是一种包括遗传、环境、生活和饮食方式多种原因导致的慢性疾病。其中，肠道屏障的破坏、内毒素血症和肠道细菌的紊乱已被证实是肥胖发展的重要因素。然而，肠道真菌作为肠道微生物群落中不可或缺的成员，它在肥胖发生发展中的作用研究甚少。影响肥胖的肠道真菌是那些？它们的机制如何？为了回答这两个关键问题，刘宏伟研究员的课题组开展了深入研究。 影响肥胖的肠道真菌是那些？ 该课题组通过在高脂饲料喂养小鼠的饮水中加入了三种不同抗菌谱的抗真菌药：两性霉素B（覆盖念珠菌和曲霉属）、氟康唑（念珠菌和隐球菌）和氟胞嘧啶（对念珠菌、隐球菌活性差）观察肠道真菌对小鼠肥胖的影响。结果显示两性霉素B和氟康唑能够有效抑制高脂饲料诱导的肥胖，但氟胞嘧啶对肥胖进程并没有影响。他们又对不同处理组小鼠粪便真菌进行了体外培养，在肥胖小鼠粪便中成功培养出了近平滑假丝酵母（Candida parapsilosis），而在灌胃两性霉素B和氟康唑抑制肥胖的小鼠中均未培养出此种酵母，所以他们推测近平滑假丝酵母是小鼠肥胖进程中的重要关联肠道真菌。在进一步对小鼠进行抗真菌处理后，口服灌胃近平滑假丝酵母能促进高脂饲料诱导的肥胖的发展，证明了近平滑假丝酵母的扩增与饮食肥胖的因果关系。 近平滑假丝酵母促进肥胖的机制如何？ 肠道中的脂肪酶通过将膳食甘油三酯转化为单甘油酯和游离脂肪酸能够促进人体的脂肪堆积，是减肥药奥利司他的靶点。近平滑假丝酵母是工业上重要的脂肪酶生产菌，因此他们提出假设：近平滑假丝酵母产生的脂肪酶是促进肥胖的发展的重要机制。通过建立脂肪酶基因敲除的近平滑假丝酵母，在小鼠体内证实脂肪酶分泌是该酵母促进肥胖发展的关键机制。靶向抑制肠道真菌扩张可以作为肥胖预防的新策略。该研究证实了肠道真菌近平滑假丝酵母通过产生脂肪酶促进饮食诱导的肥胖发生发展。以上研究成果以The gut commensal fungus, Candida parapsilosis, promotes high fat-diet induced obesity in mice为题，发表在Communications Biology （doi.org/10.1038/s42003-021-02753-3）期刊上。孙珊珊、汪锴博士与博士研究生孙莉为该文章的并列第一作者，刘宏伟研究员和代焕琴副研究员为共同通讯作者。这项工作得到了中科院战略先导项目的支持。 论文链接：https://www.nature.com/articles/s42003-021-02753-3

关键词：肥胖,酵母,肠道,平滑,假丝,小鼠,真菌,发展,脂肪酶,影响

导读： 本网讯 近日，中南大学湘雅医院骨科/国家老年疾病临床医学研究中心雷光华教授、曾超教授团队在骨关节疾病临床防治领域取得的重要研究成果“Association between gut microbiota and elevated serum urate in two independent cohorts”（基于两项独立队列探讨肠道菌群与血尿酸升高的相关性研究），再次在专业领域顶级期刊《Arthritis Rheumatol》（关节炎与风湿病）以“原创论著”形式在线发表。中南大学湘雅医院健康管理中心/骨关节退变与损伤湖南省重点实验室魏捷副研究员为论文单独第一作者，雷光华教授和曾超教授为论文共同通讯作者，杨拓医师、王伊伦医师、杨子丹技术员、李嘉添博士和吴紫莺博士等为论文重要参与作者，中南大学湘雅医院为第一单位和唯一通讯单位。该研究获得了国家老年疾病临床医学研究中心（湘雅）临床研究重点项目和国家自然科学基金等资助。高尿酸血症是痛风（一种炎性关节病）的重要危险因素，尿酸盐沉积在关节腔内可引发急性关节疼痛和红肿，严重者可导致关节破坏和畸形，晚期需行人工关节置换。本研究基于“湘雅骨关节炎研究”，国际命名为“Xiangya Osteoarthritis (XO) Study”，首次在人群中探讨了肠道菌群失调与高尿酸血症的相关性，明确了其中发挥关键作用的菌属及相关代谢通路，并且该研究结果在团队建立的另一项独立的人群队列“Step Study”中得到了验证，为进一步阐明炎性关节病的发病机制提供了新思路，为后续探索防治新靶点提供了理论依据。 自然人群队列是明确疾病危险因素的最佳研究类型（Lancet, 2002, 359:341-5），雷光华教授带领团队基于严格的分层整群随机抽样，历时8年，率先建成了我国骨关节炎领域稳定随访的自然人群队列“湘雅骨关节炎研究”，基于纳入的同质性人群可探讨骨关节与肌肉疾病的自然变化轨迹和危险因素。截至目前，基于“湘雅骨关节炎研究”取得的初步临床研究原创成果已四次发表于专业领域顶级期刊Arthritis Rheumatol和权威期刊Arthritis Res Ther。

关键词：疾病,人群,骨关节炎,湘雅,领域,队列,光华,湘雅医院,期刊,探讨

导读： 近日，中国科学院大连化学物理研究所高分辨分离分析及代谢组学研究组研究员许国旺团队与中国疾病预防控制中心营养与健康研究所、华中科技大学同济医学院合作，在化学污染物暴露对慢性疾病的风险研究中取得新进展，发现血清中全氟化合物残留与高尿酸血症风险呈显著正相关，在代谢水平上揭示了血清中外源化学残留与慢性疾病风险关系的机制。肥胖、高血压、糖尿病、高尿酸血症和血脂异常等重大慢性疾病的发病率呈逐渐上升趋势。越来越多研究表明，环境暴露因素是不容忽视的慢性疾病危险因素，然而血液中环境来源的有害物质与重大慢性疾病的关联仍不清楚。为此，研究人员收集了上述5种重大慢性疾病共计496例血清样本，采用高分辨质谱技术分析血清中106种农兽药化学污染物的含量及内源性代谢物的改变，揭示了这些风险物质与疾病发生发展的关系；利用暴露组-代谢组关联研究策略，结合中间相遇原则探究了血中化学残留物与慢性疾病之间的关系，发现全氟化合物暴露与高尿酸血症的风险呈正相关，脂质不仅与全氟化合物暴露呈正相关，而且是高尿酸血症的危险因素。研究还发现，关键中介代谢物（肌酸、肌酐及磷脂类等）介导了25%-68%的暴露与疾病风险关系。暴露组-代谢组关联研究从代谢的角度阐明了环境来源的化学物质与慢性疾病的关联及相关机制，为疾病的发生发展提供了深层次的病因学认识，有助于疾病的早期发现及预警标志物的识别。相关研究成果以Metabolome-wide Association Study of Serum Exogenous Chemical Residues in a Cohort with 5 Major Chronic Diseases为题，发表在《环境国际》（Environment International）上。研究工作得到国家重点研发计划、中科院青年创新促进会、大连化物所创新基金等的资助。论文链接　　五种重大慢病人群血清暴露组和代谢组关联研究流程图

关键词：疾病,暴露,慢性,风险,代谢,相关,关联,化学,血清,环境