|
一种新的纳米陶瓷机油研制成功
青岛王冠石油化学有限公司和长安大学历经两年科技攻关,日前研发成功了“汽车节能与纳米陶瓷机油”。这种纳米陶瓷机油就是在基础油中加入纳米陶瓷添加剂和其他添加剂复合而成,可广泛应用于车辆内燃机的润滑系统。试验发现纳米陶瓷抗磨剂能够显著提高油品的极压性与抗磨性,最终优化出纳米陶瓷机油配方。与国内外同类别机油相比,该项目研制的纳米陶瓷机油具有优异的极压性能、抗磨性能和氧化安定性能。试车考核实验证明,与参比油相比,纳米陶瓷机油可使车辆发动机连杆轴瓦平均失重降低约30%,排气阀平均失重降低约40%,换油周期可延长一倍。该项目研制的纳米陶瓷机油在发动机台架试验表明,该机油与商用同级别机油参比,在燃油消耗率、CO排放量、HC
排放量等方面下降明显,节能减排效果显著。在建设节约型社会的背景下,进行纳米陶瓷机油的推广具有显著的经济效益和深远的社会效益。(2007/05/30
“中国科学技术信息网站”)
DNA分子手术有望一“笔”挥就
中国科学院上海应用物理研究所研究人员日前利用自主研发的特殊纳米操纵技术--“动态组合纳米蘸笔”,向DNA分子手术实际应用迈出了关键一步。据悉,研究人员利用“动态组合纳米蘸笔”可以首先把酶“定位放置”在单个DNA分子链上,然后通过控制反应条件将酶切反应“锁定”在原来的位置进行,由此使得不具备酶切位点特异性的酶可以对DNA链的特定部位进行酶切。据介绍,这一单分子纳米定位酶切技术将有助于整合“分子手术”并使之迈向实际应用。一纳米于人的一根头发丝直径的六万分之一。所谓DNA“分子手术”是指在纳米水平上对单个DNA分子实施的“外科手术”。要完成DNA单分子的切割、迁移和拾取等“分子手术”功能,可以借助基于原子力显微镜的纳米探针的机械力作用来实现。而更精细的分子手术则需要依靠纳米定位的单分子生化反应来实现。李宾介绍,这项技术使实施更精细的分子手术成为可能。该成果已在《美国化学学会会刊》上发表。(2007/06/03
“新华社”)
毒品戒除药物研究进展
日前浙江大学沃森基因组科学研究院朱永平教授的博士生杨柳与中科院心理所行为遗传中心孙中生教授就精神活性物质成瘾过程中的突触形态异常和神经生理改变的潜在分子机制这一问题展开合作,取得重要成果。据悉,本研究建立了慢性吗啡成瘾的大鼠模型来模拟人类慢性成瘾过程,并使用双向电泳和质谱来分析前额叶皮质突触相关蛋白在成瘾的各个阶段的差异改变,试图找出与成瘾各阶段相关的生物学分子标记物。研究结果表明,包括能量代谢、信号转导、突触传递、骨架蛋白、分子伴侣和突触蛋白合成器在内的6类80个差异蛋白构成了吗啡诱导的依赖、戒断和复燃的突触相关分子网络。这一结论描述并揭示了慢性吗啡暴露引起的复杂、综合的神经性适应过程,为毒品防治和戒除类药物的开发提供新的科学依据。研究论文《吗啡诱导条件性位置偏爱三个阶段大鼠前额叶皮质的蛋白质组学分析》已在蛋白质组学领域的国际顶尖杂志《蛋白质组学研究》上全文发表。(2007/05/30
“中科院网站”)
牙齿力学性质类似金属而非陶瓷
牙齿健康“无咬不利”的人,一般被形容为“铁齿铜牙”。北京大学药学院和中国科学院力学所有关研究人员日前通过研究健康牙齿的力学指标发现,这一判断即使对一般人来说也几乎和事实不谋而合。他们在4月出版的《科学通报》第八期上发表的论文中指出:从力学性质上看,牙齿更类似金属,而不像人们之前通常认为的接近陶瓷。据介绍,单纯比硬度或者模量等力学参数,牙齿和金属差得很远,但是从咀嚼这个功能上出发,把硬度、模量、弹性功和总功这4个力学指标结合在一起,牙齿的性质正好落在金属的范围里。“人的牙齿最重要的功能是持久咀嚼,即能承受几十年的反复咀嚼,而牙齿的类金属力学性能对持久咀嚼功能可能起着关键性作用。”既然牙齿具有如此卓越的性质,那么如何模仿其性质制作替代材料也成了研究人员下一步的工作。研究人员表示,证实牙齿的类金属性质只是初步工作,最终的目的是想解析人体骨骼的结构原理,从而做出可以替代骨骼和牙齿的新型仿生材料。据悉,这项研究采用了硬度、模量、弹性功和总功这4项力学指标的综合参数进行定量研究,实验数据为未来制作仿生材料奠定了基础。
(2007/05/31 《科学时报》)
北大研究人员在病毒免疫研究方面的进展
来自北京大学医学部免疫学系的研究人员日前利用SARS冠状病毒核衣壳蛋白(nucleocapsid
protein,NP)相关合成多肽,分析研究了10种多肽在SARS冠状病毒免疫方面的作用。这一研究成果公布在《Journal
of Virology》杂志上。据悉,在该研究中,研究人员利用覆盖了SARS冠状病毒核衣壳蛋白(nucleocapsid
protein,NP)氨基酸序列98%的一系列前后嵌合合成多肽,识别辨认了C57BL小鼠中4个辅助T细胞(helper
T-cell,Th)的抗原决定簇:NP11(残基11-25),NP51(残基51-65),NP61(残基61-75),NP111(残基111-125);C3H小鼠中的:NP21(残基21-35),NP91(残基91-105),NP331(残基331-345),NP351(残基351-365);以及BALB/c小鼠中的NP81(残基81-95),NP351(残基351-365)。这些多肽的共同特征就是能刺激NP特异性T细胞系或者从用重组NP免疫过的小鼠中新鲜分离的淋巴结细胞的增殖,用这些带有合适Th抗原决定簇的合成多肽免疫小鼠,会引起体内强烈的细胞免疫反应。另外用辅助性多肽,比如NP111和NP351也会极大加速由重组NP引起的免疫应答--这是由NP特异性抗体决定的。研究人员还发现当NP111和NP351融合了一个来自SARS冠状病毒S蛋白(spike
protein)的保守抗原决定簇(SP1143-1157)的时候,这两种多肽可以辅助体内高滴定中和抗体(neutralizing
antibodies)的产生。这些数据为SARS冠状病毒免疫相关研究提出了重要新观点,也为基于多肽的疫苗治疗提供了设计资料。
(2007/06/03 “生物通网站”)
研究发现致死性心律失常发病元凶
哈尔滨医科大学的研究人员日前捕捉到导致心律失常新靶点--一种被称为“miRNA”的非编码遗传物质,并从分子生物学角度揭示了其致病机理,结果证实miRNA的失衡,正是引起致死性心律失常发生的重要“元凶”。该研究成果刊登于日前出版的英文期刊《自然医学》上。据介绍,miRNA为大约22个核苷酸所组成的非编码遗传物质,目前人们对它的认识仅停留在“组织特异性、阶段依赖性表达及进化保守”层面上,未能从根本上揭开其神秘的“面纱”。课题组发现,与正常人类心脏相比,冠心病患者miRNA表达可增高2.8倍。课题组通过细胞转染技术将miRNA应用于心律失常模型大鼠体内进行试验,结果发现miRNA是心律失常的致病因子,并且加重心律失常。研究还发现,miRNA主要通过调节体内的某些蛋白质的变化,而导致心律失常的发生。
(2007/06/02 《科技日报》)
香港中文大学发现男性不育相关基因突变
据报道,香港中文大学研究人员近日在精子里发现一个上皮细胞离子信道,可能影响男性生育能力。他们之前的研究证明,同样的离子信道表达于女性生殖道,如果有功能缺陷,会导致女性不育。这项新的研究结果已在线刊于美国科学院院刊上。据了解,研究人员已经证实囊性纤维化跨膜电导调节器(CFTR)负责输送碳酸氢根进入精子,对精子授精能力及男性生育能力非常重要。香港中文大学上皮细胞生物学研究中心较早的研究已证实CFTR存在于女性生殖道上,其功能失效可阻止精子在女性生殖道内的获能。百分之九十五患上囊性纤维化的男性病人,因先天性无输精管而不育,但囊性纤维化跨膜电导调节器基因突变会否导致其它类型的男性不育,仍有争议。研究人员首次在人类和老鼠的精子发现CFTR。CFTR抑制剂或抗体能有效减低精子获能,及相关的碳酸氢根依赖反应;研究人员又证实CFTR突变老鼠,其精子授精能力大大比野生型老鼠为低。研究结果显示,精子的CFTR功能为碳酸氢根的传输,促使精子获能;而CFTR基因突变引致功能失效,会降低精子授精能力,这是先天性无输精管以外另一导致男性不育的可能因素。研究同时显示,CFTR缺陷可以对男性不育造成不同程度的影响,目前已知的与CFTR相关的基因突变逾二千种,研究结果可能为许多未明原因的男性不育个案提供新的解释,并提供诊断的新靶子。(2007/05/29
“中新网”)
我国克隆成功医用小型猪
日前,中国农业大学与北京济普霖生物技术有限公司、天津宝迪农业科技股份有限公司、天津市农业科学院合作培育的哥廷根医用小型猪在宝迪祖代种猪场出生。一窝共出生6头克隆猪,其中2头欧洲哥廷根小型猪健康存活,1头哥廷根小型猪出生存活12小时后死亡,1头哥廷根小型猪出生死亡,2头转有绿色荧光蛋白基因的克隆长白猪出生死亡。据介绍,欧洲哥廷根小型猪为国际公认的最佳医用模式动物之一,目前作为糖尿病、心脏病、高血压、帕金森氏症等重大人类疾病的动物模型和新药筛选模型,已经得到包括美国食品药品监督管理局在内的全世界医药管理机构的认可;同时其器官大小、结构和生理特点等与人的器官极为相似,已经成为理想的异种器官移植研究材料。据悉,这项研究还成功实现了同一移植受体内进行不同品种和不同类型克隆胚胎的混合移植。据透露,目前转基因克隆猪的实验仍在开展,预计到今年7月底将陆续获得一批转有功能基因的克隆猪。
(2007/05/30 《科学时报》)
生物技术实现废纸再生零排放
由西安交通大学主持完成的“厌氧--好氧生物处理实现废纸造纸的废水零排放技术”日前通过了成果鉴定。针对国内废纸残余木素高、污染负荷高、胶体与钙、硅酸盐含量高和废水排放对环境污染大的问题,课题组以厌氧--好氧生物处理为核心,成功开发了一整套循环水处理工艺系统--“厌氧--好氧生物处理实现废纸造纸的废水零排放技术”。它是一项节水和治污并重的清洁生产技术。据悉,该技术目前已成功应用于国内10余家造纸企业,节水、节能、减污、增效显著,产生了明显的社会、经济、环境效益,为工业废水处理的技术进步做出了突出贡献。有关专家指出,“厌氧--好氧生物处理实现废纸造纸废水的零排放技术”可以在废纸生产本色纸领域大范围推广应用,并建议进一步完善产业化的技术规范,在更大范围内进行技术推广。(2007/05/28
“中国生物技术信息网站”)
一些基因变异者不易得癌症
中国医科院肿瘤医院/肿瘤研究所林东昕教授近日主持的一项研究发现,具有凋亡蛋白酶-8基因(CASP8基因)遗传变异的中国人,罹患肺癌、食道癌、胃癌、直肠癌、子宫颈癌以及乳腺癌的几率较低。这项研究证明,人体的免疫状态可以影响人体对肿瘤的易感性。林东昕说,作为机体细胞死亡调控机制的一部分,凋亡蛋白酶-8基因“负责”引发免疫系统细胞的死亡,T淋巴细胞在体内与肿瘤细胞“作战”时才会被肿瘤细胞“杀害”。课题组经过6年半的研究探索,发现CASP8的一种遗传变异--CASP8启动子区6个核苷酸缺失。这种遗传变异与肺癌发生的风险降低相关。分析表明,在带有核苷酸缺失变异体的T淋巴细胞中,CASP8活性下降,肿瘤抗原刺激下的T淋巴细胞死亡率亦下降。换句话说,具有这种基因遗传变异的人,其体内的T淋巴细胞在杀灭肿瘤细胞的过程中不容易凋亡。课题组对近1万名中国人的“病例—对照”研究结果证实,具有CASP8基因变异的个体对多种肿瘤的易感性降低,包括肺癌、食道癌、胃癌、直肠癌、子宫颈癌以及乳腺癌。林东昕教授等人的相关论文发表于最新一期的《自然·遗传学》上。
(2007/05/29 《健康报》)
科学家诱导血液癌细胞“改邪归正”
据悉,中科院副院长、著名分子生物学家陈竺院士日前表示,我国在抗击急性早幼粒白血病方面取得了进展。陈竺介绍说,上世纪60-70年代美国政府主导的攻克癌症计划最终远未取得预想的效果,正是这一失败促成了其后的人类基因组计划。与此同时,由于在灭杀癌细胞时也极大地摧毁了人体免疫系统,大量地采用放疗、化疗等治癌手段的常规疗法越来越受到质疑。以王振义院士为首的一批中国科学家从中国传统哲学思想和医学理念中得到启示:与其灭杀癌细胞(这已被证明很难做到),不如另辟蹊径,采用诱导分化和凋亡的方法促使患者血液中的癌细胞“改邪归正”。正是在这一重大创新思路的指导下,几代科学家先后将维甲酸和三氧化二砷等引入急性早幼粒细胞白血病的治疗,同时辅以一定的化疗和放疗措施。如此不断开拓的结果,使中国急性早幼粒白血病的5年生存率从百分之十几提升到90%。
(2007/05/30 《文汇报》)
抗艾中药“复方SH”制剂通过鉴定
近日,由中国科学院昆明植物研究所研究员罗士德和其研究组共同研发的治艾中药新药“复方SH”制剂,通过了鉴定。据了解,在长期研究的基础上,研究人员采用美国国立癌症研究所(NCI)的MTT方法,对1000余种中草药的不同部位、不同溶剂提取物进行抗HIV活性筛选,发现100余种中草药具有抗HIV活性,其中有20种具有较强抑制活性。随后,他们从中选出5种中药,根据中医药理论,按“君、臣、佐、使”的配伍原则,组成“复方SH”。据悉,“复方SH”于2003年5月研究成功。这是世界上第一个经过严格的科学实验,并经泰国卫生部正式批准通过一、二、三期临床实验证明的,专用于HIV感染者和艾滋病患者的天然药物制剂。2004年3月,“复方SH”制剂在泰国正式注册。2005年3月,全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥访问泰国卫生部时,对“复方SH”给予了高度评价。2005年10月,“复方SH”在美国华人华侨医学大会上获得了保健品注册号,并于同月获得瑞士德彪集团的德彪鼓励奖。2006年底,“复方SH”在中国国内拿到了国家食品药品监督管理局的药物临床试验批件,并正式启动“复方SH”在国内的临床试验。
(2007/05/29 《科学时报》)
大脑皮层的反馈调节机制被发现
王锦琰、罗非等人最近的一项研究揭示了疼痛的反馈调节机制的特性。疼痛是一种多维度现象,它在大脑中激活的是神经网络,而不是零星的脑区。人们越来越多的认识到,脊髓以上水平的脑机制在疼痛的表达和调节过程中发挥着重要作用。王锦琰、罗非等人通过观察与疼痛相关的信息流和丘脑-皮层通路中的神经元的相互联系研究了疼痛过程中皮层和丘脑在功能上的相互作用。研究者将微电极阵列植入大鼠四个不同的脑区:初级躯体感觉皮层(SI),前扣带回皮层(ACC),丘脑腹后核(VP)和丘脑背内侧核(MD),在大鼠清醒状态下,给后肢足底施加辐射热伤害性刺激。结果显示,在上述四个脑区记录到大量的反应神经元。研究者运用先进的生物信息分析手段--定向相干分析揭示了在伤害性刺激后脑内神经信息流的改变,即从皮层(SI)到丘脑(VP)的信息量显著增多,这表明在疼痛编码过程中皮层对丘脑神经元有自上而下的影响。同时,交互相关分析显示,在疼痛刺激下皮层和丘脑神经元之间的联系显著增强,更为重要的是,皮层神经元先于丘脑神经元放电,这与定向相干分析的结果非常的一致。基于以上发现,王锦琰,罗非等人提出,痛觉信息在脑内传递的过程中是受到皮层-丘脑反馈机制调节的,这种调节主要体现在在疼痛的感觉(而非情绪)通路上。(2007/05/30
“中科院网站”)
小麦新品种“科农199”亩均564.4公斤
近日,由中科院遗传与发育生物学研究所和河北省万丰种业公司在石家庄市栾城县联合召开科农199小麦现场观摩研讨会。由中国农业大学刘广田教授、中国农业科学院肖世和研究员等7位专家组成的现场测产专家组,对“科农199”进行了测产,平均亩产达到了564.4公斤。科农199是中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心以石4185(太谷核不育轮回选择)为母本、科农9204(八倍体小偃麦衍生材料)为父本杂交,经系统选育而成的高产、稳产小麦新品种。科农199小麦聚合了小偃系统、太谷核不育两大系列材料的优点,在国家区域试验中高产、稳产性表现十分突出,连续两年产量居第一位,在各个参试省份增产显著或极显著,比对照品种增产7.36%。目前,“科农199”正在河北、河南、山东、山西四省进行大面积良种繁育和种植示范。河北省石家庄市万丰种业公司在河北省建立千亩示范方4个,百亩示范田36个,示范面积11000亩。河南省大河种业公司、山东省潍坊市大地种业公司在山东、河南合计建立千亩示范方1个,百亩示范田22个,示范种植面积6000亩。(2007/05/30
“中科院网站”)
海南三项香蕉科研成果通过鉴定
由中国热带农业科学院研发的“香蕉养分积累规律及配方施肥综合技术研究”“香蕉综合栽培技术研究”和“香蕉及其他热带亚热带水果主要水果保鲜技术研究”,日前在海口通过成果鉴定和项目验收,这3项技术可在几年内根本解决香蕉品种老化等问题。“香蕉养分积累规律及配方施肥综合技术研究”项目总结出香蕉养分积累规律,并根据香蕉对养分的需求规律和土壤养分条件,研究配方施肥技术,发展精细农业。专家组一致认为它的推广使用可在5-6年内从根本上解决我国香蕉品种老化问题。“香蕉综合栽培技术研究”,将最优的施肥配方组合、最佳的病虫害综合防治技术等组装集成,建立起综合的香蕉栽培技术。该技术的应用,可使每亩香蕉降低化肥成本20%、病虫害防治成本20%,提高产量10%。香蕉保鲜技术是通过香蕉田间水肥管理、病虫害防治技术、无伤采收、采后处理等多项技术的集成使用,从植物提取物中寻找保鲜剂。使用这种保鲜技术体系安全高效,可提高香蕉商品附加值20-30%,夏季常温下贮藏25-35天,冬季常温下贮藏60-90天,香蕉仍然新鲜,果实完好,不脱柄。
(2007/06/03 “新华网”)
科学家提出新的烷氧自由基形成机制
中科院生态环境研究中心朱本占研究员有关“卤代醌的不依赖于金属离子存在型的氢过氧化物的分解和烷氧自由基形成机制”的研究最近在《美国科学院院刊》上发表
(影响因子: 10.23)发表。该成果应用电子自旋共振和自旋捕获技术,发现卤代醌(五氯酚等环境污染物的有毒代谢产物)可显著增强有机氢过氧化物的分解和烷氧自由基生成,此反应不依赖于金属离子的存在。质谱等研究发现卤代醌和有机氢过氧化物反应的终产物为一个卤离子被羟基所取代的醌类化合物。由以上数据,提出了一个崭新的烷氧自由基形成机制:卤代醌和有机氢过氧化物发生亲核取代反应生成醌过氧化物中间体,其均裂分解形成烷氧自由基。该论文回答了“卤代醌能否与有机氢过氧化物发生类似的反应产生烷氧自由基”和“其确切的分子反应机理”这两个重要科学问题。有机氢过氧化物可通过自由基与不饱和脂肪酸的化学反应产生,也可通过酶催化氧化亚油酸或花生四烯酸产生。过渡金属离子可催化有机氢过氧化物的分解和烷氧自由基的生成,这能够引发脂质过氧化或进一步分解产生不饱和醛基化合物,进而导致DNA和其他生物大分子损伤。采用水杨酸羟基化法和电子自旋共振法,
研究人员曾发现过氧化氢和卤代醌反应可生成羟基自由基,此过程不依赖于金属离子的存在。(2007/06/01
“中科院网站”)
我国研制出自主知识产权的数字航空摄影仪
具有自主知识产权的测绘科研项目--SWDC系列数字航空摄影仪近日通过了国家测绘局主持的鉴定,从而改变了我国航空摄影测量一直采用传统胶片摄影仪的局面。据悉,由我国著名遥感专家刘先林院士为首的科研团队研制的SWDC系列数字航摄仪,作为空间信息获取与更新的重要技术手段,填补了国内空白。其高程精度比国外同类产品高三到四倍,分辨率、几何精度也高于国外同类产品;镜头覆盖范围更大,因而拍摄效率更高,成本更低;镜头可以更换,一台仪器可以满足不同比例尺地形图测制的需要,大大提高仪器的利用率。同时我国研制的数字航摄仪体积更小,重量更轻,对天气条件要求不高,即使阴天也能在云层下摄影。据介绍,SWDC数字航摄仪还在其关键技术--多像机高精度拼接,即多幅影像拼接的虚拟影像生成技术方面取得了突破性进展。同时项目研制出GPS飞行控制管理系统,承担导航、记录航迹和像机曝光时刻、精确提供曝光点坐标的使命,使得系统实现无人操作而准确无误。
(2007/06/03 《科技日报》)
中科院研制成功有机污水处理剂
中科院合肥物质科学研究院离子束生物工程学重点实验室日前研究出一种有机污水处理剂,均匀加入一杯污水中,3-5分钟即可使氮、磷及藻类絮凝沉淀,再通过磁分离技术,彻底移出污染物,处理后的水体达到国家二级排放标准。据介绍,这种有机污水处理剂是以粉煤灰等几种无毒无害的工业废料与壳聚糖等材料复配,再加上磁粉等磁性材料,通过物理化学改性,制成粉剂或水剂母料。试验表明:这种水处理剂与富营养化湖水混凝,先产生絮凝物,再伸入磁铁即可吸附移出氮、磷和藻类。研究人员指出,过去一些水体治理产品只能凝结、沉淀污染物,不能将其移出,时间长了往往再次爆发污染。这项新成果因为加入了磁分离技术,可实现彻底根治氮、磷及蓝藻的目标。5月初,安徽巢湖蓝藻暴发,科研人员在岸边搭建简易平台,湖水流经15米沟渠,出水口COD、总磷、总氮和藻浓度比入水口湖水分别下降97.59%、85.28%、60%、99.52%。
(2007/06/01 “新华网”)
H5N1型禽流感防治研究获新进展
一个由英国韦尔科姆基金会资助的国际研究小组日前报告说,他们利用被H5N1型禽流感者幸存者血液中的白细胞培育出了单克隆抗体,这种抗体能够帮助实验鼠获得针对H5N1型禽流感病毒的免疫能力。研究小组表示,新的研究发现受到以前人们对付大流感方法的启发。据悉,在此次研究中,研究人员从4名在2005年1月至2006年2月期间受H5N1型病毒感染后痊愈的越南患者身上获得了血样,并提取出血液中的白细胞。分离纯化这些白细胞后,研究人员在实验室制备了4种不同的单克隆抗体。在对单克隆抗体的实验中,研究人员首先向健康的实验鼠体内注入其中某两种单克隆抗体,然后将它们暴露于致命剂量的H5N1型禽流感病毒环境下。结果发现,对照组那些无保护的老鼠很快发病并在一周内死亡,而注射单克隆抗体的实验鼠几乎全部成功存活下来,其中效果最佳的抗体,让小鼠的幸存率高达80%。除预防感染外,研究人员还测试了禽流感幸存者单克隆抗体的治疗效果。他们首先给60只实验鼠注入致命剂量的H5N1型禽流感病毒,然后分别在24、48、72小时后给它们注入某一种单克隆抗体。结果,对照组的老鼠在感染病毒10天内全部死亡,而接受单克隆抗体注射的老鼠中有58只成功存活,4种单克隆抗体均表现出了强有力的保护作用。而且,令研究人员惊喜的是,即便在感染之后72小时才注入单克隆抗体,实验鼠的存活率仍然很高。研究小组计划进一步优化实验室技术,以便利用禽流感幸存者白细胞更快、更多地生成克隆抗体,并进行人类禽流感治疗临床实验。(2007/05/29
《科技日报》)
制造胰岛素的细胞发育的关键因素找到
在一项发表于5月18日《生物化学杂志》中的研究报告中,伦敦帝国理工学院附属医院的研究人员提出了胚胎制造可分泌胰岛素的细胞之关键因素。研究人员希望,他们的研究结果有助于发展出治疗糖尿病的新疗法,这种疾病是由于胰岛素制造量不足所致。研究发现,葡萄糖扮演着重要的角色,使健康的beta细胞在胚胎中的胰脏中发育。葡萄糖可促进一种名为Neurogenin3的基因来启动另一个基因NeuroD,对于beta细胞的正常发展是相当重要的。如果葡萄糖含量过低,这个基因将不会活化。胰岛素是调控葡萄糖的主要激素,如果beta细胞无法生产足够的胰岛素,就会导致糖尿病。研究人员表示,这项研究结果显示了外在因素如葡萄糖,可能会调控分泌胰岛素的细胞之发育方式,所以将有可能扭转糖尿病患者之beta细胞的缺陷而治疗糖尿病。
(2007/05/29 “生物谷网站”)
破译细胞的另一套遗传密码
肌体的每个细胞都有相同的遗传密码,但不同细胞破译密码得到的答案不同,肌细胞表达的基因与神经细胞、血细胞的不同,它们分裂时,子细胞继承了父辈基因组上的特定旋转,知道要发育为肌细胞。研究人员相信这些细胞记忆藏在基因组的包装方式中,包括DNA缠绕组蛋白的方式。某些研究人员认为组蛋白上的化学修饰也许跟随“组蛋白密码”代代传递。但密码是否存真的在以及密码状态:像DNA一样的严格规格组还是松垮系统,仍然尚存争议。最近,伊利诺斯州立大学研究人员利用新的蛋白质组学联合工具,起草一张附着在组蛋白上的化学物质清单,在确定是否有组蛋白密码的研究中迈出至关重要的第一步。组蛋白修饰研究是弄清细胞遗传它们破译基因组特异机制的表观遗传学的一部分。最近有人认为,表观遗传改变与特定精神疾病、自身免疫性疾病和癌症有关。组蛋白通过形成线轴,使DNA缠绕其上而控制DNA。对组蛋白尾的修饰能够改变DNA的缠绕力度,使DNA片段适合翻译。由于每个组蛋白尾可以携带多重修饰,某些研究人员认为不同的修饰联合也许是组成指导细胞利用DNA形式的“密码”。在细胞背景中研究修饰会遇到一个挑战:传统分析蛋白的方法是切割蛋白,对修饰的尾部分段,因此检测不到表观遗传学中的一些稀少的化学修饰。伊利诺斯研究人员通过将两种不同的技术结合起来,制造迄今为止组蛋白修饰的最相近目录,克服了这些问题。为了鉴别发生在一起但位于同一组蛋白不同位点的修饰,研究人员首先利用名为“top
down”的质谱技术直接分析蛋白的大片段,而非生物学中常见的“bottom up”方式将蛋白消化为小片段,然后利用特殊的色谱,能够根据其所携带的修饰数目对不同组蛋白进行分离。两种技术相结合,提供了比其它方法更精确的结果。研究人员分析组蛋白H3最具修饰活性的部分,发现了150多种不同的修饰方式,大多数含有多重修饰。因为细胞有其它两种略微不同的组蛋白H3突变体,研究人员认为每种H3突变体应该有数百种修饰形式。根据这种信息,研究人员可以研究意味着某类密码的某些特定修饰为何联系在一起。(2007/06/01
“生物通网站”)
科学家对骨骼微观尺度有新认识
美国麻省理工学院(MIT)的科学家的一项最新研究,揭开了骨骼的纳米结构和机械属性。该发现使人们对骨骼吸收能量机制有了新的认识,并为新型骨骼材料的开发奠定了基础。研究成果日前在线发表于《自然—材料学》(Nature
Materials)上。据悉,研究人员通过在纳米尺度上对骨骼的基本构建材料--含有矿物纳米颗粒的胶原蛋白进行了深入的研究,科学家揭示了骨骼强度和韧性变化的根源。利用原子力显微镜(molecular
force probe)的微小探针进行探测,研究人员得到了纳米尺度上胫骨硬度的二维等值曲线彩图,其原理类似于地理学上的等高线。研究人员发现,即使在2微米如此之小的范围内,骨骼的机械性质也会有很大差异。进一步的研究表明,微小尺度上硬度的不均匀性不但不会影响骨骼的韧性,而且与均质材料相比,更有利于能量的吸收。(2007/05/28
“科学网”)
日发明尿液查癌新技术
日本研究人员日前开发出一种检查癌症的芯片,用一滴尿液可以查出早期癌症,将来有望用作诊所和家庭的简易检查设备。人患癌症后,尿液里有某种被称为“癌症标志物”的蛋白质,因而早期癌症可通过尿液检查发现。然而,由于尿液的浓度容易变化,因而还需要检查可以显示尿液浓度的肌酸的含量,整个检测过程比较麻烦。日本产业技术综合研究所一个研究小组新开发出的芯片,用一滴尿液可同时检查“癌症标志物”和肌酸的含量,5分钟就可知道结果。芯片组装有两种感应装置,分别用于检测“癌症标志物”和肌酸。研究人员预计,两三年后这一装置可以实用化。
(2007/06/03 “新华社”)
吸烟损害精子质量
加拿大科学家最新研究发现,吸烟损害男性的精原干细胞,影响精子的数量和质量,因损害而发生变异的基因也将遗传给后代。据新一期美国《癌症研究》(Cancer
Research)月刊报道,科研人员以实验鼠为研究对象,让它们暴露于烟雾环境中。如果按烟雾在血液中的含量计算,实验鼠吸入的烟雾量相当于普通吸烟者的水平。研究发现,“吸烟”可导致实验鼠的精原干细胞发生变化,其精液基因序列中的基因Ms6-hm因“吸烟”而遭到了破坏。对于“吸烟”6周的实验鼠来说,精液中Ms6-hm基因发生变异的几率比未“吸烟”实验鼠高1.4倍;而“吸烟”12周的实验鼠,这一数字为1.7倍。这些实验鼠生育的后代精原干细胞也出现了基因变异现象。科研人员指出,实验证明,“吸烟”时间越长,实验鼠的精原干细胞受破坏的程度越高,同时就越有可能将受破坏的基因遗传给后代。(2007/06/03
“新华网”)
直立行走可能起源于猿
英国利物浦大学的研究人员最近发现猩猩能以一种类似于人类运动的方式行走,地点却不是地面而是树枝间。相关论文发表于6月1日的《科学》。这表明了直立行走最早很可能起源于树间行走的猿而非地面运动的原始人类。虽然以前也观察到其它的灵长类动物用两条腿走路,但是是通过弯膝来实现的。猩猩也曾被观测到直立行走于树枝间,但从未被证明过。最新发现的惊人之处在于,猩猩可直立行走于树枝上,而且这些树枝柔软细小,弹性十足。更令人吃惊的是,猩猩行走的姿态与直腿的两足动物非常相似。据介绍,“当沿着树枝行走时,它们的膝盖和臀关节伸展着,就如人类运动员在室内有弹性的地面上奔跑那样”。据悉,这种步法可能就是人类祖先最初开始直立行走的方式。这一发现为一项有30年历史的关于直立行走的假说提供了支持,这一假说认为直立行走最初产生于树林,当时所有大型猿类的祖先都用四肢行走,偶尔会直立行走。黑猩猩和大猩猩随后进化出一种新的四肢行走方式--用手指关节着地,这种姿势一直保持到现在。研究人员表示,当气候变化导致森林变稀疏时,早期的非洲人类祖先可能不得不放弃了树冠下到地面,但是仍然保持着这种直立行走方式。当然,要习惯性地用两条腿走路还需要很多其它的变化,比如调整骨盆和下肢来平衡重心。因此直立行走不能再简单地当作早期原始人类的定义特征。(2007/06/01
“科学网”)
鲨鱼和人类4.5亿年前有共同祖先
据报道,新加坡科学家近日发现,大约4.5亿年前,鲨鱼和人类拥有共同的祖先,这也使得鲨鱼成为我们的远方亲戚。最新研究称,这种亲属关系在人类DNA上找到了证据,至少一种鲨鱼拥有多个几乎与人类基因完全相同的基因。象鲨的基因组同人类的非常相似,从遗传学上讲,我们同象鲨比其它物种(如多骨鱼)拥有更多共同点。文卡塔斯是新加坡分子与细胞生物研究所首席研究员,他的研究小组发现,“象鲨和人类基因组上的多套染色体基因和真实的基因序列非常相似。”研究人员不仅分析了象鲨的基因组,还分析了包括河豚、小鸡、老鼠和狗等动物的基因。最新研究发现刊登在最新一期《大众科学图书馆(生物卷)》(PLoS
Biology)杂志上。研究人员在人体上发现了同老鼠、狗和象鲨基因很相像的154个基因。科学家早已料到人类同老鼠和狗的基因相似性,因为它们都是哺乳动物。但鲨鱼属于软骨鱼纲类动物,这种鱼类似乎同哺乳动物在生理上并不存在相似之处。研究人员经过更为细致的检查,发现鲨鱼和人类确实拥有某些生理和生物化学共同点,其中就包括性。文卡塔斯说:“象鲨、其它种类的鲨鱼及人类的共同特点是,受精过程均在体内完成,而硬骨鱼的受精过程则在体外进行。”象鲨和人类之间许多相似基因都涉及精子生成。象鲨和人类所产生的精子似乎在末端拥有能够与雌性卵子结合的感受器。多骨鱼则没有这样的感受器。它们的精子通过一个称为卵膜孔的小孔进入卵子,鲨鱼和人类没有卵膜孔。研究人员同时发现,由于鲨鱼身上具有所有四种存在于哺乳动物身上的白细胞,二者的免疫系统非常相似。(2007/05/31
“新浪科技”)
科学家三千多米地下“听”地面声音
俄罗斯研究人员近日利用位于地下深处的高灵敏度探测仪,对地面一家采矿冶金企业的工作规律进行了准确“监听”。在俄西北部的科拉半岛上有一口深层科研钻井,为了研究地壳深处高频声波的特点,俄科学院地球物理研究所的专家在这座钻井内距地面3050米处安装了一个灵敏度很高的磁致伸缩检波器。经过数年的不间断探测和记录,研究人员意外地发现,他们记录下的一部分声波变化能准确反映出当地一家采矿冶金企业的工作规律。研究人员在新一期《科学院报告》杂志上撰文说,地下深处岩层的自然轻微活动会使科研钻井内出现微弱的高频声波,但常有一些地声杂波几乎完全掩盖自然的声波。专家经研究发现,这些杂波源自一家距科研钻井井口约6公里的企业。研究人员无意中“听”到的声音表明,该采矿冶金企业的重型设备每天被3个班次的工人分别使用近8个小时;每个班次的工作都会使杂波强度达到一个峰值,而3个峰值之间的数据能反映出工人短暂的换班休息时间;在一段时期内,该企业的露天矿场每天都通过爆破采矿;工人活动所产生的杂波在节假日明显减弱;在每年实行夏时制后,与该企业有关的杂波会提前一小时出现。这种“听”得到的结果准确度非常高,比如,研究人员“听”后能判断出,2005年年底的某一天,该企业的三班倒工作制不知什么原因没有照例得到执行。俄研究人员认为,上述企业所处地质构造带的附近有一些断层,断层周边往往有碎裂的岩块,这样的结构可能有利于源自地面的地声杂波抵达3000多米深的地下。目前俄专家正准备进一步分析这些意外的探测结果。
(2007/05/30 “新华社”)
专家对植物是否释放大量甲烷说法不一
日前,荷兰一研究小组在《新植物学家》杂志上发表文章称,植物释放的微量甲烷气体对地球温室效应根本不产生影响。这一说法与2006年德国海德堡一研究小组在英国《自然》杂志上发表的观点大相径庭。在2006年第一期《自然》杂志上,德国海德堡马普核物理所专家福兰克·克普勒领导的研究小组发表论文称,植物会释放大量甲烷气体,这也是构成地球温室效应的原因之一。这篇论文无疑是对人们普遍认为植物有利于减少温室气体常识的质疑。克普勒小组的观点如今遭到了荷兰研究小组的反驳,荷兰瓦格尼根一家公司的植物研究国际小组提出了相反的看法。他们对海德堡马普研究所利用大麦、玉米、西红柿和鼠尾草等植物所做的试验进行了复试,在检测中,研究人员并没有发现大量的甲烷气体。荷兰植物学家阿德利·范德维夫在《新植物学家》杂志上称,“植物释放的微量气体对地球温室效应根本不产生影响。”两个研究小组对植物是否释放甲烷气体以及其对地球温室效应影响的结论为什么如此不同,目前还不太清楚,也许他们采用的是不同的实验过程。克普勒小组是对植物在实验棚里释放的空气混合物进行分析,而范德维夫小组则是对自然状态的植物周围空气进行分析,其检测环境和检测方法不一样。克普勒小组否认自己的检测有误,认为两个小组的检测方法和手段有很多不同。比如,克普勒小组利用太阳光直接对植物进行照射,而范德维夫小组则使用灯光照射。
(2007/05/30 《科技日报》)
外科手术机器人在加问世
加拿大卡尔加利大学的研究小组与研制航天飞机机械手的MDA公司合作,研制出名为“神经臂”的外科手术机器人系统。有关专家认为,发展于上世纪60年代的显微外科技术,使外科医生超越了人手精准、灵活和持久的极限,而“神经臂”系统则提高了外科手术的精准率,使外科手术水平从器官级发展到细胞级。利用该系统,外科医生可通过操纵计算机工作站,使“神经臂”与核磁共振图像仪协同作战,从而在显微尺度下使用器械从事微细手术。据研究人员介绍,“神经臂”需要与具有强磁场的核磁共振成像仪一起运行,它的开发是由包括医疗、物理、电子、软件、光学和机械工程师等的合作进行的。研究人员表示,他们不仅要研制“神经臂”机器人,还要为其设计一套医疗机器人教学大纲。他们希望这一新技术能够在世界范围得到应用。
(2007/06/01 “新华社”)
氢燃料电池研发获重大突破
英国科学家近日发明出一种锂化合物,可使机载燃料电池存储足够的氢,从而能驱动汽车连续行驶300英里。这一新技术对于未来燃料汽车市场有着重要意义,因为现有的氢储存技术还不能做到这一点。据悉,研究小组将氢以更高的密度储存,而将电池重量控制在可接受范围内。他们采用“化学吸附”方法,将气体分子吸入固体化合物的晶格间,在需要时再被释放出来。研究小组对上千种化合物进行了试验,以找到一种轻便和廉价的材料,这种材料要能在典型燃料电池操作温度下,使氢的吸附或解吸快速、安全地进行。现在,研究人员已制出一系列氢化锂化合物,能很好地满足上述要求。该项目协调人、英国牛津大学的彼得·爱德华滋教授说,“这是燃料电池行业和交通运输部门期待已久的突破,这项关键性的突破将使燃料汽车在未来10年内大量生产和应用成为可能。”
(2007/05/29 《科技日报》)
纳米晶体带来“五彩”激光
日前,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家对纳米半导体晶体的一项最新研究为制造廉价的“五彩”激光开辟了一条新的道路。该研究成果发表在近日的《自然》杂志上。科学家表示,在纳米晶体中,能隙会随着晶体薄片的尺寸大小改变--尺寸越小,能隙越大,这为多种颜色激光的实现奠定了基础。研究中真正的挑战是使纳米晶体中的多数电子处于激发状态,因为只有这样,纳米晶体才能在入射光子的作用下产生放大的相干光。而在双层纳米晶体中,受激电子对中的一个电子往往会在被光子击中前就自然跃迁到低能级状态,因此无法形成激光。为了解决这一问题,研究人员将纳米晶体分裂为硫化镉核和硒化锌壳,前者能够使受激电子维持2纳秒。由于这一时间是一般情况的50倍,因此足以让外界光子击中受激电子。
(2007/05/29 “科学网”)
美国研制出高反射率纳米镜子
美国加州大学伯克利光电、纳米结构与半导体工艺中心日前研制出高反射率的纳米镜子。这种镜子的厚度只有0.23微米,反射率超过了99.9%,更为重要的是,这种镜子的制作工艺简单、成本低。对任何激光器而言,用来形成激光共振腔的镜片都是非常关键的部件。比如,用于垂直腔表面发射激光器(VCSEL)的高反射镜子反射率达到99%,在这种激光器设备中使用的镜片叫做分布式布拉格反射镜(DBR)。该反射镜通常由两种折射率不同的材料构成,这两种材料交替生长,形成一个具有多个层对的结构。DBR镜片的反射性能由结构中的层数、每层的厚度、结构中所用两种材料的折射率,以及每一层的吸收和散射特性决定。通常情况下,构成DBR层对的两层材料间折射率差别越大,这个层对的反射率就越高。因此,要达到上述高反射率,如何选择两种折射率差别较大的材料等,整个生产工艺非常复杂,制作成本也大大提高了。另外,尽管两层之间的反射率很高,当构成镜片的层数达到80层,厚度5微米时,反射率就大大降低了。而美国科研人员研制的新纳米镜子是基于在高指数亚波长光栅中的分布式布拉格反射器,其厚度是分布式布拉格反射镜的1/20。因为在这种光栅中只有两个反射层,一个是空气,一个是铝镓砷化物,同时,这样的反射层不是连续性的,而是带有沟槽的栅状结构,沟槽的深度小于入射光波的波长,使光波能穿透半导体空气层,从而形成强反射,反射率也超过了99.9%。其最主要的优点是高指数亚波长光栅的制作工艺简单。另外,新镜子的光谱范围更广,这也为未来的广泛应用提供了可能。研究人员指出,纳米镜子能大幅度提高光学系统设计效率和下一代激光器件的性能,将在未来光通信领域获得广泛应用。
(2007/06/03 《科技日报》)
硅28晶体有望成为新的“一千克”标准
现今的“一千克”重量是以保存在法国巴黎的一块铂铱合金为基准的。不过,科学家注意到,再过大约100年,合金中的原子得失有可能引起大约0.1毫克的质量改变。所幸的是,随着一块世界上最纯的硅28晶体的诞生,研究人员向着重新定义一千克又迈进了一步。改进重量标准的一种较为理想的方法就是制造一块晶体,使科学家能够精确确定其中的原子类型和数量。不过,研究人员对于天然硅的尝试表明,利用质谱仪测定硅同位素的比例,引入的误差是较大的。因此,德国柏林晶体生长研究所(Institute
of Crystal Growth in Berlin)Helge Riemann领导的小组开始致力于极纯硅晶体的研究。研究人员用了6个月的时间,将一块来自俄罗斯的纯度为99.994%的硅28原材料反复融化除杂,最终于5月23日得到了理想的纯硅28晶体,每1000万个硅28原子中仅含有一个其他原子。这块重5千克的纯硅晶体即将被分割,并在明年制成两块1千克的球体。不过,科学家还需要几年的时间来进行同位素分析、X射线晶体堆积研究以及球体体积的测定,从而精确确定它们的质量。如果一切进展顺利,新“一千克”标准的误差大约只有百分之几毫克。(2007/05/30
“科学网”)
卫星精确绘制断层线地图
据《自然》杂志在线新闻报道,借助于全球定位系统(GPS)采集的数据,地球物理学家们发现位于美国西雅图西面的一个地区可能是一个未来的震源,这个震源与城市的距离比以前的预测要短60多公里。据悉,美国中央华盛顿大学的地球物理学家提姆·墨尔本和他的研究小组正致力于精确测量锁定区域的位置。以前,对德佛卡板块沿太平洋边缘挤压进大陆板块所产生的压力的测量表明,锁定区域出现在沿海地区,因而远离西雅图。但墨尔本研究小组的工作表明,在西雅图,锁定区域的位置与城市的距离比以前预测的近60公里。与此同时,从美国西北太平洋到南墨西哥,科学家们利用GPS数据绘制了几个锁定区域的位置图。在墨西哥的葛瑞罗州,由美国科学家和墨西哥科学家组成的团队绘制了另外一个锁定区域的地图--“葛瑞罗裂口”,葛瑞罗在近100年的时间里没有出现过地震,但这个裂口沿着墨西哥南部城市阿卡普尔科附近的海岸前进了200公里。美国科罗拉多大学的Kristine
Larson说,因为这座城市建造在被水浸泡过的土地上,来自葛瑞罗地震的地震波将带来灾难性的后果。随着越来越多的地方安装GPS,研究人员希望能够借此规范化地确定出高风险的锁定区域。
(2007/05/30 《科学时报》)
巨行星中可能以“流浪人口”居多
根据美国美国普林斯顿高等研究院的科学家提出的一项新理论,银河系里可能充满了在星际间流浪的巨行星,其数量超过绕恒星运转的巨行星。这些流浪巨行星是被幼年恒星系统抛射出来的,它们的存在有可能解释一个长久以来的谜:迄今发现的太阳系外巨行星绕其恒星运转的轨道大都是很扁的椭圆,不像太阳系巨行星如木星那样有着近乎完美圆形的公转轨道。据报道,两位理论天体物理学家对年轻恒星—行星系统的演化进行了模拟。一开始,这些类似幼年太阳系的系统里有着几颗或几十颗巨行星,经过几千万年,邻近行星的引力作用使行星公转轨道发生改变,最终使许多行星脱离轨道被抛射出去。最终,在这样的恒星—行星系统里会只剩下2颗到3颗巨行星,其公转轨道都是拉长的椭圆。这一模拟结果与天文学家近年来观测太阳系外行星的结果相符。根据模拟,大多数巨行星都会被恒星—行星系统抛弃,成为没有公转对象的流浪行星。(2007/05/29
“新华社”)
红色是不吉利的考试色
日前,美国罗彻斯特大学心理学教授安德鲁·埃利奥特领导的一项研究证明,颜色对人的影响很大,心情、行为甚至思想,都会因为颜色而出现波动。其中,红色对人的影响最大,仅仅瞥一眼,都会左右人的情绪,进而影响考试的表现。研究人员对上百名中小学生和大学生进行了测试。每位测试者都拿到一份考卷,考卷的左上角涂着不同的颜色,如绿色、红色和灰色。结果显示,拿到红色试卷的测试者,在考试过程中格外紧张,频频出现错误,考试成绩也低于平均水平。而拿到绿色考卷者心态最为平和,基本不受影响。他们还进行了数十次的对比实验,并不断变换实验中的变量。包括:红色与其它颜色的对比实验,红色在德语与英语考试中影响的对比实验,等等。实验结果都无一例外地证明了红色会降低考生在任何智力型测验中的成绩。中国青年政治学院心灵相约工作室心理咨询老师韩辉认为,这一研究结论有一定的科学性。她告诉《国际先驱导报》:“一些心理学的实验研究发现,在红色的环境中,人的脉搏会加快,血压升高,情绪兴奋,而脑电波对红色的反应是警觉。”艾略特教授认为红色影响考生的考试表现有三个原因。头号原因就是红色水笔。埃利奥特教授说:“红色与错误、失败有着密不可分的联系,因为长久以来老师都是用红色来批改卷子的。第二,一般意义上来说,红色和危险、回避等提示存在联系。比如说,红灯停、红色警戒线、警报器。最后一个原因是红色在竞争关系中有主导、优势的意味。(2007/05/31
《国际先驱导报》)
波音公司研发出效率超过40%的太阳能电池
来自波音公司子公司Spectrolab的科学家最近宣布他们制成了发电效率超过40%的太阳能电池——这是一个里程碑,它是目前所有光电装置中的最高效率。研究结果发表在最近一期《Applied
Physics Letters》上。
现在使用的传统太阳能电池,例如那些用于家庭或建筑物的,都只单一的利用了太阳自然的光强,因此在光能利用的最佳波长方面比较狭窄。而Spectrolab小组使用了多结点集合器电池,通过透镜等装置,它能利用的光强相当于100个太阳。而且多结点电池能利用太阳光中更宽的波长范围,因此比单结电池效率高。
在具体设计中,科学家利用3个带隙亚结构来将太阳光的宽谱分解成3个部分。其中每一个亚结构可以捕获的太阳光波长范围都不一样,这保证了每个亚结构都可以有效的将光转化为电能。结果小组测量到的转化效率为40.7%,这超过了单结电池的理论转化效率极限——40%,其中主要的原因就在于它们的多结点结构。
Spectrolab的主要任务是将PV电池以及面板应用于航空航天工业(目前他们制造的大部分太阳能电池都应用于卫星上),但是公司认为这一突破同样有望应用于商业太阳能电池领域。
该研究得到了美国能源部可再生能源实验室支持,并且将在政府的下一步计划中起到重要作用。美国计划在2015年实现成本可以和传统发电机相比的太阳能。科学家预言超过3结的电池在理论上效率可达58%。(2007/06/04
“physorg.com网站”)
英国:新技术有望实现轮胎循环利用
英国《新科学家》周刊网站日前发表文章说,经过超热气体爆破处理的旧轮胎可以成为制造新轮胎的材料,这将解决世界上最大的废物处理难题之一。
当前,世界各地的废旧轮胎往往被集中掩埋,循环使用的余地有限。这是因为轮胎所使用的橡胶经过了硬化处理,不会熔化,因而难以改造和再利用。
英国斯旺西大学的戴维•艾萨克和同事研究发现,把旧轮胎放进氧气离子室中进行爆破处理,可产生大量橡胶碎屑,将这些碎屑掺入未经硬化处理的新鲜橡胶中,就可以制造新轮胎。
实验表明,经这种处理的旧轮胎橡胶和新鲜橡胶的拉伸强度等力学特性相似。(2007/05/31
“新华网”)
世界首座FINEX式炼铁炉在韩国建成
世界第一座FINEX式炼铁炉5月30日在韩国浦项制铁所建成并正式投产。
韩国总统卢武铉、产业资源部长官金荣柱、浦项制铁所会长李龟泽等1000余人出席了在浦项制铁所举行的FINEX式炼铁炉竣工仪式。
卢武铉总统在致贺词中指出,FINEX式炼铁炉的竣工,开启了世界钢铁产业的新篇章。
FINEX式炼铁炉的生产工艺与传统炼铁炉不同,被誉为炼铁技术的新创新。浦项制铁所投资10亿美元,从1992年开始研发FINEX新技术,于2004年宣布研制成功。经过3年的建设终于建成世界第一座FINEX式炼铁炉,并投入生产。(2007/05/31
“人民日报”)
科学家发明处理太阳能电池中硅的低温激光技术
来自Surrey大学先进技术研究所(ATI)的科学家最近发明了一种新技术,能用紫外激光技术处理硅薄膜,这些硅薄膜能用于显示面板电路以及太阳能电池等,该技术能大大降低这些设备的成本。
这一技术利用了一种使非晶硅结晶成为纳米晶体的方法,该方法发表在4月份的《Applied
Physics Letters》上。项目主要负责人Damitha Adikaari博士表示:“通过调整激光的性质,我们能更有效的将非晶硅转化为晶体形态。有效控制表面硬度意味着能有效控制设计参数。”
对于激光性能对硅薄膜的影响的深入了解能帮助科学家制造高效的有机或无机混合太阳能电池,其中拥有最高效率的是使用纳米晶体硅和聚合体MEH-PPV的种类。Adikaari说:“最初设计这些电池的目的在于帮助我们了解纳米晶体无机/有机界面,但是我们发现它们形成了强大的光电流,这些光子应该是来自纳米晶体硅层。”
这一处理非晶硅的激光技术同时还被用于提高表面有机光电区域,而装置的厚度仍然被控制在很小的程度。项目主要的负责人Nanditha
Dissanayake表示:“整个处理过程使得光电流增加了5倍,这主要是表面增加了光子产生的收集效率。”
ATI的主任Ravi
Silva教授说:“这些对于非晶硅的了解可以使ATI科学家大大提高有机/无机混合装置的性能,而这些纳米装置对于大规模的有机/无机光电领域有着很大的潜力。”
(2007/06/01 “physorg.com网站”)
美国研制出高反射率纳米镜子
美国加州大学伯克利光电、纳米结构与半导体工艺中心日前研制出高反射率的纳米镜子。这种镜子的厚度只有0.23微米,反射率超过了99.9%,更为重要的是,这种镜子的制作工艺简单、成本低。
对任何激光器而言,用来形成激光共振腔的镜片都是非常关键的部件。比如,用于垂直腔表面发射激光器(VCSEL)的高反射镜子反射率达到99%,在这种激光器设备中使用的镜片叫做分布式布拉格反射镜(DBR)。该反射镜通常由两种折射率不同的材料构成,这两种材料交替生长,形成一个具有多个层对的结构。DBR镜片的反射性能由结构中的层数、每层的厚度、结构中所用两种材料的折射率,以及每一层的吸收和散射特性决定。通常情况下,构成DBR层对的两层材料间折射率差别越大,这个层对的反射率就越高。因此,要达到上述高反射率,如何选择两种折射率差别较大的材料等,整个生产工艺非常复杂,制作成本也大大提高了。另外,尽管两层之间的反射率很高,当构成镜片的层数达到80层,厚度5微米时,反射率就大大降低了。
而美国科研人员研制的新纳米镜子是基于在高指数亚波长光栅中的分布式布拉格反射器,其厚度是分布式布拉格反射镜的1/20。因为在这种光栅中只有两个反射层,一个是空气,一个是铝镓砷化物,同时,这样的反射层不是连续性的,而是带有沟槽的栅状结构,沟槽的深度小于入射光波的波长,使光波能穿透半导体空气层,从而形成强反射,反射率也超过了99.9%。其最主要的优点是高指数亚波长光栅的制作工艺简单。另外,新镜子的光谱范围更广,这也为未来的广泛应用提供了可能。
研究人员指出,纳米镜子能大幅度提高光学系统设计效率和下一代激光器件的性能,将在未来光通信领域获得广泛应用。(2007/06/04
“科技日报”)
日本开发出绝缘膜用环氧产品
最近,日本产业技术综合研究所(产业技术缏合研究所),和昭和电工(昭和电工)公司共同开发了一种绝缘保护膜用树脂,这种环氧基产品具有高度的柔软性,这对于电子部件的小型轻量化、高性能化、长寿命化来讲是有用的。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍,该产品的二官能性环氧单体,以二烯烃化合物为原料,采用过氧化氢进行选择性环氧化而得到,无水以外副产物产生;由于其氧化能力弱,所以用于反应时必须采用催化剂进行活化。
绝缘保护膜用树脂能用于大型显示器乃至手机等的所有电子部件和配线的保护材料,一般使用环氧树脂作为原料,但从长期绝缘特性的观点看,环氧树脂中存在的氯化合物将产生不利影响,以往仅作为杂质混入的水解氯被当作有害成分;但目前发现树脂中的有机氯化合物的氯在长期使用中会发生脱氯化反应,会引起电路短路问题的发生。为避免这样的问题需要提高树脂的耐热性,但是这样又会损坏柔软性,成为部件小型轻量化的障碍。中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍说,氧树脂一般以环氧氯丙烷为原料生产,在生产时有大量的副产物氯化钠和氯化钙生成、废弃物处理的负担也很大,为了改善电绝缘性特性必须除去残存的氯,这需要花费高昂的精制成本,此次开发的绝缘保护膜用树脂是首先合成二官能性环氧单体,它是以二烯烃化合物为原料,采用过氧化氢进行选择性环氧化而得到的。
该二烯烃是为了用于电子材料而专门设计的化合物。过氧化氢是一种在反应后不产生水以外副产物的无污染氧化剂,由于其氧化能力弱而用于反应时必须采用催化剂进行活化。因此该研究小组开发了一种高活性和高选择性的新型催化剂,从而使选择性环氧化取得成功,使该二官能性环氧单体齐聚。中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家说,同时该研究小组还开发了一种和环氧基反应的最佳固化剂从而得到高功能性树脂,在该技术中环氧化合物和固化剂分子设计的自由度均很高,能实现绝缘特性和柔软性的均衡调节;新开发的固化剂光学特性优良,可用于热固化性光学膜,而且也有望用于液晶显示器用膜。(2007/05/28
“中国环氧网”)
BBN公司研发出一种双向外语对话翻译系统
据美国《防务新闻》网站近日报道,美国BBN科技公司最近研发出一种双向外语对话翻译设备的系统,这种翻译系统对在国外缺乏翻译人员的美军将大有帮助。
据报道,美国国家标准与技术研究所正在为美国国防部高级研究计划局评估5套这种翻译设备,以实现“在与作战有关的环境中实现自由自在的双向对话”的目标。
据报道,单向翻译设备在伊拉克很常见。美军联合部队司令部在伊拉克投入了3000套单向翻译设备。但这些设备的词汇量有限,而且它们听不懂回答。
美国国防部高级研究计划局正在测试的这5套设备要先进得多。例如,“卡西姆”在阿拉伯语中既是人名也有“分开”的意思,而美国BBN科技公司研发的翻译设备懂得这个词使用的上下文并能准确翻译。它还将“你结婚了吗?”转换成“你有几个老婆?”这一更贴近伊拉克人语言习惯的句子。(2007/05/31
“新华网”)
科学家发现茶叶在壶中煮沸抗癌效果更显著
科学家发现,用壶煮制的茶水更有利于健康。与简单的在盛有沸水的杯子里泡茶相比,煮茶水的方法可以释放出更多的抗癌化学物质。
阿伯丁郡洛维特研究所的研究人员发现,茶叶在壶中煮沸5分钟,抗氧化剂的浓度达到最高峰。抗氧化剂能吸收与癌症和心脏病有关的有害自由基。科学家让一些参与者饮用在壶中泡制长达10分钟的红茶,然后对他们血液中的多酚(植物自然产生的抗氧化剂)水平进行检测。他们发现那些饮用泡制5分钟的茶水的人比饮用泡制10分钟的茶水的人血液中的抗氧化剂水平高60%。泡制3分钟和5分钟的茶水中的抗氧化剂水平的差异是30%。参加试验者饮用一小时在壶中泡制5分钟的茶水后,血流中的抗氧化剂水平上升了45%。茶叶在壶中泡制更长时间并没产生更多的有益成分。他们还发现向茶水中添加牛奶不会影响茶的抗氧化剂成分。(2007/05/29
“新闻晨报”)
世界首份个人DNA图谱将出炉
美国时间4月14日,美、英、日、法、德和中国科学家宣布共同绘制完成人类基因组序列图。25岁发现DNA双螺旋结构、人类基因组计划首任负责人、著名生物学家詹姆斯-沃森15日在美国国家自然历史博物馆举行的报告会上说:“当新世界在眼前展开,但愿我们能学会去理智把握。”
57年前,美国生物学家詹姆斯•沃森与弗朗西斯•克里克共同发现了脱氧核糖核酸(DNA)分子结构的双螺旋模型,并因这项基因研究领域的重大突破获得诺贝尔奖。今天,沃森成为自己研究的受益者——他将成为世界第一份完全破译的“个人版”基因组图谱的拥有者。
据英国《独立报》5月27日报道,位于美国康涅狄格州的“454生命科技公司”预计将在本周完成沃森基因组测序的工作。5月30日在得克萨斯州休斯敦的贝勒大学举行的庆祝仪式上,79岁的沃森将获得一张储存着自己全部基因序列的DVD光盘。
负责领导这项工作的贝勒医学院的理查德•吉布斯博士表示:“我们成功在望了。现在正在进行质量复核,以保证基因序列无误。”目前,复查工作已进行到第六遍,可谓精益求精。
人类基因组由30亿对碱基组成,包含数万个基因,分布于23条独立的染色体之中。人类通常具有两套这样的染色体(46条),一套来自父亲,一套来自母亲,两者间存在0.01%的差异。所以,人的全基因组实际上应包括60亿对碱基。“454”公司对沃森的两套染色体的60亿碱基对都进行了测序。工作量虽然相当浩大,但只用了不到两年时间。
这次沃森的图谱绘制采用了新的测序技术,不但极大地提高了效率,而且只花费了不到200万美元。1990年启动“人类基因组”计划用了10年时间才完成草图绘制,而且成本超过40亿美元。吉布斯博士表示,耗时和成本的大幅缩减,意味着“个人版”DNA图谱走向公众将很快成为现实。
“454”公司的创始人和总裁乔纳森•罗思伯格表示:“我们正在向着‘1万美元基因图谱’前进,很快就会降到1000美元。”而且与其他需要定期进行的医学检查不同的是,一个人一生只需要做一次基因测序。
如果1000美元基因测序的远景成真,这就比现有的“基因检查套餐”还要便宜,其中每项的价格在300美元至几千美元不等,而且只能查出已知的基因变异。若有了自己完整的“生命天书”,就能与作为标准的人类基因组图谱进行比较,提早发现尚未被确认的基因变异。
沃森的个人基因组图谱将在31日被收入美国国家健康协会的数据库,并向全世界公开。研究者可以从中找到被认为与基因有关的疾病、智力、冒险精神、信仰和性格等问题的密码。
沃森希望通过自己的行动带动更多的人进行基因测序。他认为,了解这些信息有助于提早预防癌症、心脏病、阿尔茨海默氏症等多种顽疾,甚至还能让人更富有同情心。“我们会了解有些人的天生局限,我们会放弃按自己的意愿培养孩子的一些不切实际的想法。会去帮助他们,而不是对他们发火。”
不过,个人DNA图谱时代的来临也同样面临着许多伦理问题。人们对待那些DNA存在异常的人群时能否不带有色眼镜?同性恋已被证明与基因有关,但对同性恋者的排斥仍普遍存在。而沃森自己也承认,他并不希望了解关于决定自己正走向衰老的基因信息。
更令人困扰的是,当人们意识到基因不仅决定了自己的健康,还影响着智力、天分、性格、甚至人品,“基因命运论”是否会大行其道?美国人类基因研究所的奥斯特兰德博士表示:“我们的基因图谱会不会让我们作茧自缚?我们就任其发生吗?”
1986年,著名生物学家、诺贝尔奖获得者雷纳托杜尔贝科在《科学》杂志上率先提出“人类基因组”计划(Human
Genomic Project,简称H GP)。1990
年10月,美国政府决定出资30亿美元正式启动该计划,第一步先完成人体的全部基因序列(30亿个碱基对的全序列)绘制,随后研究其相互作用和基因功能,从而揭开人类全部遗传信息之谜。“人类基因组”计划可以说是人类有史以来最为伟大的认识自身的世纪工程。计划启动后,欧洲、日本、前苏联、巴西、印度和中国迅速跟进,纷纷加入到此项意义重大的研究中。
对科学家来说,“人类基因组”计划给他们带来的是对人类自身认识的一次重大飞跃,是人类战胜疾病的希望。而对于不惜血本投入大量资金让科学家研究基因组的政府和企业,更多地看到的是研究成功后所带来的市场垄断和超巨额利润。基因是目前生物制药产业的源头、生长点和制高点。一旦破译一个能够编码重要功能蛋白的基因,其回报将是无比丰厚的——发现者可以获取该基因的专利,科研人员可用它进行相关研究并设计相关的防治药物,医药公司可在专利期满之前获取市场巨额垄断利润。一言以蔽之,一个基因可以成就一家企业,甚至带动一个产业。
于是,一场激烈的“基因战”早已在国家与国家、官方与私营机构之间展开了。克雷格•文特尔领导的塞莱拉遗传公司1998年开始“人类基因组”测序工作。2000年6月26日,参与该计划的美、英、日、德、法、中等6国科学家以及塞莱拉公司同时宣布绘成人类基因组草图。2001年2月12日,他们又分别在《自然》和《科学》杂志上公布了“人类基因组”初步分析结果。
2004年10月《自然》杂志公布的“人类基因组”图谱精确版涵盖了99%人类染色体组的图谱,经过美、英、日、德、法、中6国科学家近3年的精心修纂,原本遗漏了15万个细节的“人类生命天书”几近完美。新图同时显示,人类基因实际数只有2万~2.5万,比最初估计的10万个要少很多。可以说,“人类基因组”计划的第一步——基因测序工作已经完成。
2006年10月,塞莱拉公司创始人克雷格•文特尔宣布,他已经拥有了世界第一份“个人版”基因组图谱。不过,鉴于这项工作全部由他领导的私人研究小组进行,因此一些科学家认为他的图谱并不完整。(2007/05/28
“中国青年报”)
研究称“纳米细胞”有望消灭化疗副作用
众所周知,身患癌症的人进行化疗后,其副作用从掉头发、恶心、呕吐,到丧失生育能力和肝脏受损,都让人痛苦不堪。
这是因为,常规化疗会不分青红皂白攻击人体内的所有细胞,包括健康的细胞和癌细胞。并且,化疗的效果通常也不十分理想。
最近几年,澳大利亚的一家叫做安詹内克(Engeneic)的生物技术公司利用一种没有活力的细菌研制出一种新型“纳米细胞”,利用它,可以直接准确地把化疗药物输送到肿瘤病灶,由于是瞄准癌细胞给药,所以用药量很少而收效显著。
研制者声称,不久的将来,利用新技术很有可能完全避免今天的化疗毒副作用。预计2007年年底,这种技术可进入临床试验。
安詹内克公司从2001年开始研发该项技术。这种“纳米细胞”只有人类正常细胞的1/5大小,是由细菌异常分裂而成的碎片。正常细菌一般会在其中心分裂,而安詹内克公司的研究人员希曼苏•婆罗姆布哈特(Himanshu
Brahmbhatt)和詹尼弗•麦克戴米德(Jennifer
MacDiarmid)发现了迫使沙门氏菌和大肠杆菌在末端分化的方法。
这样,在每次分裂后,细菌产生出细胞质小芽,实际上是细胞质的空囊,人们也称之为“迷你细菌”“迷你细胞”或者“安詹内克输送工具”。
迷你细菌在多次清洗后可以运输任何有毒药物。麦克戴米德解释说:“其外表像细菌,但是它既没有染色体也不是活的生物体。”
没有染色体是不可能复制繁殖的,这就避免了其他潜在致病性病菌的危害,而坚固的细胞膜的存在使得它可以装载药物而不用担心中途破损泄漏等问题。麦克戴米德说:“这种迷你细菌很容易制造,可装载上化学药品。我们还没有发现任何不能装载的药物。它可以携带着药物抵达目标位置。”
为癌细胞提供养分的轻微多孔血管,也对迷你细菌瞄准靶组织帮了大忙。迷你细菌只有400纳米的宽度,这是通过这些孔洞抵达肿瘤组织的最佳尺寸。一旦迷你细胞锁定了受体,它将很快被癌细胞吞噬,并将在癌细胞内崩解并释放出装载的药物,就像微型炸弹,或者如麦克戴米德所说,“像木马那样”。在5月于波士顿举行的2007年RNA干扰会议上,婆罗姆布哈特宣布了他们的研究成果,他说:“静脉注射后2小时,大约30%的剂量就抵达了肿瘤的微环境。”
为了测试这项技术,麦克戴米德和婆罗姆布哈特将抗癌药物阿霉素装进迷你细菌,再将迷你细菌注射到患上乳腺癌、白血病、卵巢癌和肺癌的小鼠体内,结果,与没有治疗的对照组相比,治疗组的肿瘤生长速度显著减慢。他们的研究报告发表在今年5月份的《癌症细胞》(Cancer
Cell)杂志上。
研究人员还用迷你细菌装载阿霉素治疗了两只患有非霍奇金淋巴瘤的狗,结果发现肿瘤的体积显著减小。他们还在健康的猪和猴子上做了安全实验,结果表明,采用迷你细菌重复给药没有表现出任何毒性症状或明显的免疫反应。
迷你细菌系统的最重要特征就是用很少剂量的药物就可以获得显著的抑制癌症或使得肿瘤消退的效果。比如,在治疗人类癌症的动物移植模型中,要达到显著抑制肿瘤生长的效果,借助迷你细菌携带常用化疗药物阿霉素或紫杉醇的剂量要比常规直接注射给药少1875倍到8000倍。
肿瘤学家之所以倾向于不愿意采用多重药物混合治疗,是因为担心副作用的风险。如果他们采用多重药物混合治疗,他们通常会减少用药量,为的是限制药物毒性。而迷你细菌给药系统的问世就解决了这个难题,因为它采用瞄准靶细胞治疗,所需药量很少,人们可以装载多种药物来治疗癌症,而不必再担心药量增多和毒性叠加的问题。
迷你细菌不仅可以装载化疗药物,也可以用来装载输送新兴的RNA干扰药物。当迷你细胞被肿瘤细胞吞噬后,它可以释放出完整的、功能良好的小干扰RNA,产生显著的抗癌效果和使药物抗药性逆转的治疗效果。在这项技术中,最大的障碍是获得可抵达靶目标的活性RNA。安詹内克的研究小组的实验结果是肯定的,他们的治疗产生了显著的抗肿瘤效果,并让感染了子宫癌的小鼠对阿霉素的抗药性发生了逆转。
麦克戴米德说,他们打算在今年年底或2008年初进行人体临床实验,最初的目标可能是转移性乳腺癌或卵巢癌,这主要取决于可用抗体的特异性。
波士顿贝斯以色列女执事医疗中心的约翰尼斯•福露郝夫(Johannes
Fruehauf)对安詹内克公司的研究成果印象很深。他说:“以前的研究都是用合成的方法开发可以定点瞄准给药的纳米粒子,造价非常昂贵。而今的这项技术采用细菌材料制成,就像是生物机器人一样。”(2007/05/28
“中国新闻周刊”)
|