科研進展
  • 廣州地化所?|?廣東省重點研發(fā)計劃項目“基于固定化真菌-細菌的石油污染土壤修復新技術”順利通過驗收?
    2025年4月25日，廣東省重點研發(fā)計劃項目“基于固定化真菌-細菌的石油污染土壤修復新技術”在廣州順利通過驗收。中國科學院廣州地球化學研究所所長王強出席會議并致辭，廣東省生產力促進中心主持驗收會議。驗收會現(xiàn)場王強所長在致辭中對各位專家的蒞臨指導表示衷心感謝，并簡要介紹了研究所在環(huán)境修復領域的科研布局及本項目的順利實施對研究所的重要意義。項目負責人羅春玲研究員系統(tǒng)匯報了項目研發(fā)歷程、核心成果及產業(yè)化進展。該項目取得兩大創(chuàng)新突破：一是創(chuàng)新性地建立了國際領先的高效石油類污染物降解微生物資源探查方法，突破了傳統(tǒng)微生物分離培養(yǎng)的局限，區(qū)別于依賴實驗室篩選的常規(guī)思路，從土壤原位體系出發(fā)，系統(tǒng)挖掘和利用具備實際降解能力的微生物資源；二是研發(fā)了包封固定化技術，將高效降解真菌細胞包裹成固體菌劑，能有效提供營養(yǎng)支持，營造適宜微環(huán)境，避免與土著菌、噬菌體及有害物質的惡性競爭，大幅提升微生物存活力和降解穩(wěn)定性。專家組審閱了項目總結報告、技術資料及財務審計報告，聽取了項目組的詳細匯報，并現(xiàn)場考察了菌劑標準化生產線，經(jīng)過充分質詢與討論，專家組一致認為項目承擔單位提供的驗收材料完整且規(guī)范，技術指標達到任務書要求，經(jīng)費使用合理合規(guī)，全面完成了既定研究目標，驗收專家組一致同意項目通過驗收。會前，專家組在項目參與單位慕恩（廣州）生物科技有限公司副總裁陳娟、武云鵬的陪同下，實地考察了菌劑標準化生產線，對該項目所展現(xiàn)出的良好產業(yè)化前景給予了高度的期望與充分的肯定。本項目順利通過驗收，標志著我所科研團隊在石油污染土壤綠色修復技術領域取得重要進展，為生態(tài)文明建設與污染治理協(xié)同發(fā)展提供了創(chuàng)新性解決方案。隨著固定化真菌-細菌修復技術的進一步優(yōu)化與推廣應用，將有力推動我國土壤修復技術體系的完善，助力生態(tài)文明建設和綠色低碳發(fā)展。
    2025-04-28
  • 廣州地化所鮑厚銀、李杰等-AC：高精度Os同位素分析技術
    ?187Re-187Os（187Re通過β-衰變形成187Os）和190Pt-186Os（190Pt通過α衰變形成186Os）同位素體系作為重要的地球化學定年和示蹤手段,在研究地幔、金屬礦床、富有機質沉積地層和油氣藏年代以及示蹤核-幔物質交換、殼-幔相互作用及太陽系早期演化等領域展現(xiàn)出其他親石性同位素體系無法比擬的優(yōu)勢。目前 187Re-187Os同位素分析測試手段已相當成熟，然而，190Pt-186Os 同位素分析測試方面仍極具挑戰(zhàn)，這主要是因為地質樣品中鉑（Pt）和鋨（Os）的含量極低，而190Pt的天然豐度比較低（為0.0014%），且其半衰期極長（4.495 × 1011?years），因此，地質樣品中的186Os /188Os的變化范圍非常小，這就要求186Os /188Os測試精度極高（外部精度優(yōu)于8 ppm）。?在過去的幾十年中，Carius管溶樣法因其溶樣的密閉性和低空白的特點，成為Os同位素分析最為廣泛的樣品消解方法。由于Carius管單次樣品消解量有限，為了達到高精度186Os /188Os分析，需要富集足夠量的Os。對于Os含量低的樣品，往往需要使用多只Carius管進行樣品消解，這不僅耗時，還增加了操作難度。此外，锍鎳火試金具有取樣量大的優(yōu)點，通常被用于Os的富集以進行同位素分析，但其捕集劑（锍粉和鎳粉）具有較高的本底，這也極大地限制了該方法在Os同位素分析中的應用。目前Os的質譜測定主要是采用負離子熱電離質譜（N-TIMS），Os以OsO3-的形式被檢測，然而，由于存在氧同位素的多原子干擾問題（如184Os16O218O和184Os16O17O2對186Os16O3的干擾），不同的氧同位素干擾校正方法會對186Os /188Os比值產生較大的影響（21 ppm）。?針對上述問題，中國科學院廣州地球化學研究所博士研究生鮑厚銀在李杰正高級工程師的指導下，建立了銻試金預富集Os的方法，實現(xiàn)了高精度186Os/188Os和187Os/188Os同位素比值測定（圖1）。銻試金方法具有取樣量大的優(yōu)點，一次可以富集20~40g樣品。銻試金以Sb2O3作為捕集劑，在高溫熔融階段，Os會進入到銻扣中，從而實現(xiàn)對Os的富集，形成的銻扣還可以通過灰吹的方式進一步縮小銻扣的體積，便于后續(xù)的化學分離。我們通過SbCl3水解制備Sb2O3的方法，獲得了高純的Sb2O3捕集劑，極大降低了空白，并使用高純石英坩堝進行實驗，成功將全流程Os本底控制在<10pg的水平，較傳統(tǒng)方法降低了兩個數(shù)量級（圖2）。圖1. 高精度186Os/188Os，187Os/188Os分析流程圖2.銻試金Os空白?在Os同位素測試中，儀器靈敏度是實現(xiàn)高精度Os同位素測試的關鍵因素，本研究采用了Nu plasma 3（Aridus Ⅲ+1012Ω放大器）和Neptune plus（配置Aridus Ⅱ+ 高靈敏度組合錐）兩種型號的MC-ICPMS。其中，Nu Plasma 3和Neptune plus的靈敏度分別達到564 v/ppm和1226 v/ppm。此外，為了有效克服Os記憶效應對測試結果的影響，我們還采用2% 鹽酸-乙醇混合試劑作為清洗液，在3分鐘之內即可將Os的信號降低至背景值， Os參考標樣（DROsS）的多次測量結果的外精度均優(yōu)于8ppm（2SD）(圖3）。利用建立的化學富集和質譜測量技術，我們對國內外地質標樣進行了高精度Os同位素測定，其中WPR-1和GPt-5的測定結果與前人報道的一致，并首次報道了4個國內巖石標樣（GPt-6，GPt-4，GPt-3，GBW07102）的Os同位素組成，186Os/188Os的測試精度均優(yōu)于8ppm (2SD)。該分析技術為低Os含量的地質樣品的186Os/188Os和187Os/188Os比值分析提供了一種簡便、高效的方法，也為190Pt-186Os同位素在地球科學中的應用提供了有力的技術支持。圖3. N-TIMS和MC-ICPMS (Nu Plasma 3、Neptune Plus)對DROsS Os溶液標準186Os/188Os測量結果?相關成果發(fā)表在分析化學領域權威期刊《Analytical Chemistry》上。該研究受到了國家重點研發(fā)項目和國家自然科學基金的資助。?論文信息：Bao?Houyin（鮑厚銀）,Li Jie*（李杰）,Ni Wenshan（倪文山）,Wang Tiantian（王甜甜）,Shen Nengping（沈能平）,Chu Gaobin（初高彬）,Liu Jingao（劉金高）,Liu Junjie（劉俊杰）,Xu Jifeng（許繼峰）. High-Precision Determination of 186Os/188Os and 187Os/188Os Isotope Ratios via an Antimony Fire Assay and Multi-collector ICP–MS.?Anal. Chem.?2025,97,14,8048–8055?論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.5c00563.?
    2025-05-06
  • ?國家重點研發(fā)計劃 “生物質化學鏈氣化制汽柴油關鍵技術與示范”和“生物質高效分離并解聚制備結構單元關鍵技術” 項目啟動會在廣州召開
    4月29日，國家重點研發(fā)計劃“可再生能源技術”專項“生物質化學鏈氣化制汽柴油關鍵技術與示范”和“生物質高效分離并解聚制備結構單元關鍵技術”項目啟動會暨實施方案論證會在廣州召開。中國工程院院士陳勇、蔣劍春，中國科學院重大科技任務局材料能源處處長何京東，廣州能源研究所所長、黨委書記呂建成，廣州能源所副所長黃宏宇、孫永明、袁浩然，責任專家武漢大學定明月教授、四川大學李乙文教授、北京化工大學秦培勇教授，咨詢專家東南大學馬隆龍教授、河南農業(yè)大學張全國教授、常州大學雷廷宙研究員、東南大學肖睿教授、廣東工業(yè)大學王鐵軍教授、桂林理工大學何方教授、中國科學院工程熱物理研究所任強強研究員以及項目負責人、課題負責人、項目骨干等50余人參加會議。廣州能源所科技處副處長黃振主持會議。4月29日，國家重點研發(fā)計劃“可再生能源技術”專項“生物質化學鏈氣化制汽柴油關鍵技術與示范”和“生物質高效分離并解聚制備結構單元關鍵技術”項目啟動會暨實施方案論證會在廣州召開。中國工程院院士陳勇、蔣劍春，中國科學院重大科技任務局材料能源處處長何京東，廣州能源研究所所長、黨委書記呂建成，廣州能源所副所長黃宏宇、孫永明、袁浩然，責任專家武漢大學定明月教授、四川大學李乙文教授、北京化工大學秦培勇教授，咨詢專家東南大學馬隆龍教授、河南農業(yè)大學張全國教授、常州大學雷廷宙研究員、東南大學肖睿教授、廣東工業(yè)大學王鐵軍教授、桂林理工大學何方教授、中國科學院工程熱物理研究所任強強研究員以及項目負責人、課題負責人、項目骨干等50余人參加會議。廣州能源所科技處副處長黃振主持會議。呂建成在致辭中指出，此次廣州能源所牽頭承擔的兩項重點研發(fā)項目，是落實研究所“十四五”規(guī)劃中生物質高值化利用方向的重要成果。他表示，研究所將壓實承擔單位法人責任，并做好項目管理與協(xié)調、支撐與服務等工作，保障項目順利實施。何京東對項目啟動表示了熱烈祝賀，并肯定了廣州能源所在生物質能源領域的技術優(yōu)勢與長期積淀。他強調，此次獲批的國家重點研發(fā)計劃項目深度契合中國科學院科技支撐“雙碳”戰(zhàn)略行動計劃，并表示推薦單位會持續(xù)為項目實施提供全方位的保障，確保項目高效、高質量完成。會上，項目負責人李孔齋教授、廖玉河研究員以及各課題負責人分別從背景與研究思路、目標與任務分解、進度安排與經(jīng)費分配、組織與管理機制、成果形式及評測等五方面進行了詳細匯報。專家組經(jīng)質詢與討論后一致認為，項目目標明確，研究內容全面，實施方案合理，技術路線可行，任務安排合理，保障措施完善，一致同意兩個項目實施方案通過論證。同時專家組也建議項目需進一步強化課題間協(xié)同聯(lián)動，優(yōu)化階段性目標節(jié)點設計，注重全鏈條技術驗證，加快形成可推廣的示范成果?！吧镔|化學鏈氣化制汽柴油關鍵技術與示范”項目由中國科學院廣州能源研究所牽頭，聯(lián)合昆明理工大學、華南農業(yè)大學、太原理工大學、中國科學院上海高等研究院等10家單位協(xié)同開展攻關?！吧镔|高效分離并解聚制備結構單元關鍵技術”（青年科學家）項目由中國科學院廣州能源研究所牽頭，聯(lián)合東南大學、華南農業(yè)大學等3家單位協(xié)同開展攻關?！吧镔|化學鏈氣化制汽柴油關鍵技術與示范”啟動會現(xiàn)場“生物質高效分離并解聚制備結構單元關鍵技術”啟動會現(xiàn)場
    2025-04-30
  • 破解深部碳循環(huán)謎題：俯沖帶流體中或并不存在“碳-硅種型”
    近日，深海極端環(huán)境模擬研究實驗室程南飛副研究員（第一作者）、周義明研究員（通訊作者）及其合作者在地球科學國際權威雜志《Communications Earth & Environment》上發(fā)表了題為“Carbon-silicon species are unlikely in subduction-zone fluids”的研究成果。近日，深海極端環(huán)境模擬研究實驗室程南飛副研究員（第一作者）、周義明研究員（通訊作者）及其合作者在地球科學國際權威雜志《Communications Earth & Environment》上發(fā)表了題為“Carbon-silicon species are unlikely in subduction-zone fluids”的研究成果。該研究聚焦于俯沖帶中的含碳流體。這些流體在地球深部碳循環(huán)和全球氣候變化中發(fā)揮著關鍵作用（圖1）。鑒于地球內部以硅酸鹽為主，含水流體中碳-硅種型（C-Si species）的存在性對于評估從俯沖板塊到地幔楔塊并最終到地球表面的碳通量的規(guī)模至關重要，但該存在性仍然存在爭議。為了解決這一爭議，我們在與以往實驗研究相當?shù)母_帶條件下，利用可視反應腔（例如，熱液金剛石壓腔）和拉曼光譜儀對含有碳和硅的高溫高壓流體進行了全面的原位調查。實驗結果顯示，在接近C-CO2緩沖劑的氧化條件下，未發(fā)現(xiàn)任何碳-硅種型存在的證據(jù)（見圖2）。值得注意的是，在還原條件下，在不含硅酸鹽的含CH4高溫流體甚至是純CH4氣相中，出現(xiàn)了一個靠近CH4主峰的肩峰（圖3）。這在以前被解釋為碳-硅種型的證據(jù)，我們的結果表明它只是來自CH4的熱峰。因此，俯沖帶流體中不大可能存在碳-硅種型，我們無需根據(jù)該假設調整現(xiàn)有的深部碳循環(huán)模型。圖1. 以深部碳循環(huán)為視角的俯沖帶示意圖。碳通過多種途徑參與深部循環(huán)：(I)沉積巖和大洋巖石圈（即地殼和巖石圈地幔）巖石向俯沖帶輸入碳。(II)在俯沖過程中，碳通過脫揮發(fā)分作用、溶解及部分熔融等方式從俯沖板塊中釋放。(III)部分碳被進一步帶入地幔深處并儲存；(IV)一部分碳通過弧火山作用重新返回地表。需要注意的是，俯沖板片中碳的釋放可以用兩種端元模式來解釋。①傳統(tǒng)模式：認為俯沖板塊釋放的流體和熔體導致地幔楔發(fā)生部分熔融，從而產生弧巖漿；②混雜巖（mélange）模式：認為俯沖板塊的沉積物、蝕變洋殼和水化的地幔物理混合形成的混合巖，以底辟（diapirs）的形式上升到地幔楔，熔化后產生弧巖漿。圖2. 比較純H2O（H1實驗）、SiO2-H2O（S1實驗）和SiO2-COH（S2-6實驗）體系在800 ℃和約1.5 GPa下超過一小時的含水流體拉曼光譜。請注意，光譜的基線已校正，強度已根據(jù)近3600 cm-1處的H2O峰高進行了歸一化處理。圖 3 2800-3000?cm-1波長區(qū)域內從高溫到低溫還原的含CH4的含水流體和氣相的拉曼光譜擬合結果。在C1實驗中，鋯石被用作壓標。800和850 ℃的拉曼光譜是在加熱過程中收集的，而400和25 ℃的光譜則是在達到最高溫度后冷卻過程中獲得的。在C2實驗中，沒有使用壓標，以消除潛在的硅酸鹽干擾。600和700 ℃的拉曼光譜是在加熱過程中采集的，而400和25 ℃的拉曼光譜是在達到最高溫度后冷卻過程中采集的。請注意，紅色曲線表示擬合的CH4主峰，藍色曲線表示擬合的肩峰。論文信息：Cheng N.,Chou I.-M.*,Chen Y.,Duan Z.,Wang X. and Yan H. (2025) Carbon-silicon species are unlikely in subduction-zone fluids. Communications Earth & Environment,6.
    2025-04-30
  • 亞熱帶生態(tài)所?|?國家重點研發(fā)計劃課題“紅黃壤多因子障礙協(xié)同消減與生態(tài)調控關鍵技術研發(fā)”啟動會召開
    4月28日，“十四五”國家重點研發(fā)計劃課題“紅黃壤多因子障礙協(xié)同消減與生態(tài)調控關鍵技術研發(fā)”啟動會在中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所召開。會議邀請了項目首席中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所張會民研究員，中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所科管處處長徐憲立研究員出席會議。會議由中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所吳金水研究員、湖南省耕地與農業(yè)環(huán)境生態(tài)研究所羅尊長研究員、湖南省農業(yè)農村廳土壤肥料工作站夏海鰲研究員、湖南農業(yè)大學資源學院張振華教授組成咨詢專家組，各子課題負責人及研究骨干等20余人參加了本次會議。4月28日，“十四五”國家重點研發(fā)計劃課題“紅黃壤多因子障礙協(xié)同消減與生態(tài)調控關鍵技術研發(fā)”啟動會在中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所召開。會議邀請了項目首席中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所張會民研究員，中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所科管處處長徐憲立研究員出席會議。會議由中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所吳金水研究員、湖南省耕地與農業(yè)環(huán)境生態(tài)研究所羅尊長研究員、湖南省農業(yè)農村廳土壤肥料工作站夏海鰲研究員、湖南農業(yè)大學資源學院張振華教授組成咨詢專家組，各子課題負責人及研究骨干等20余人參加了本次會議。會上，徐憲立向各位與會人員表示歡迎。課題負責人郭曉彬從研究背景與關鍵問題、研究目標與內容、任務分解與實施方案、研究平臺與工作基礎、預期成果與保障措施等方面對課題基本情況進行了介紹。各子課題負責人著重就任務實施方案與試驗計劃進行了詳細匯報。與會專家肯定了課題的研究內容，同時從實施方案可行性、技術創(chuàng)新性、成果推廣應用價值以及各子課題間的協(xié)同與融合等方面提出了建設性意見。? ?會后，參會人員參觀了長沙農業(yè)環(huán)境觀測研究站試驗基地。本次課題啟動會的圓滿舉辦為后續(xù)課題的順利實施和高質量完成奠定了堅實基礎。會議合影田間參觀
    2025-04-30
  • 廣州能源所在生物質衍生分子高值化催化劑調控研究方面取得進展
    木質纖維素生物質是唯一可再生的碳資源，利用多相催化體系將木質纖維素衍生分子催化轉化為高值化學品是實現(xiàn)能源供給多樣化的重要途徑，其中高效催化劑的設計開發(fā)和選擇性調控是核心問題。近日，廣州能源所生物質催化轉化科研團隊在木質纖維素衍生醛/酮還原胺化催化劑調控方面取得進展。木質纖維素生物質是唯一可再生的碳資源，利用多相催化體系將木質纖維素衍生分子催化轉化為高值化學品是實現(xiàn)能源供給多樣化的重要途徑，其中高效催化劑的設計開發(fā)和選擇性調控是核心問題。近日，廣州能源所生物質催化轉化科研團隊在木質纖維素衍生醛/酮還原胺化催化劑調控方面取得進展。生物質衍生醛/酮的還原胺化反應是一種極具前景的綠色合成途徑，可用于高效制備高附加值伯胺。然而，該反應的復雜反應網(wǎng)絡導致伯胺選擇性調控成為長期存在的關鍵挑戰(zhàn)。一方面，還原胺化過程涉及多步加氫和氨解反應的競爭，因此催化劑對氫物種的活化能力及其選擇性調控至關重要；另一方面，盡管Schiff堿被廣泛認為是伯胺生成的關鍵中間體，但其后續(xù)轉化機制仍缺乏系統(tǒng)性研究，特別是Schiff堿在催化劑表面的吸附構型、活性位點特性，以及其與反應體系中NH3和H2的協(xié)同作用機制目前尚未得到深入闡釋。針對上述問題，生物質催化轉化科研團隊在前期研究的基礎上，通過一種“自上而下”的再分散方法（Chinese Journal of Catalysis 2024,58,237）制備了不同載量的Pt/TiO2納米簇催化劑，可作為模型體系研究金屬電子態(tài)和納米簇間距對催化性能的影響。研究表明，通過改變Pt納米簇的表面密度限制其上活化氫的溢流強度，可抑制過度加氫反應的發(fā)生；同時，揭示了Schiff堿在Pt/TiO2納米簇催化劑上的有效吸附位點 （圖1），即鄰近Pt納米簇的表面Ti4+位點；且指出，由于Pt納米簇間距較大的催化劑上這一位點更加豐富，促進了Schiff堿的轉化，從而導致低載量的Pt/TiO2納米簇表現(xiàn)出比高載量催化劑更高的伯胺產率。研究進一步結合動力學研究和理論計算，闡明了Pt/TiO2 納米簇催化劑上中間體轉化的競爭性反應機理（圖2）。圖1. 中間體Schiff堿的吸附位點研究圖2. 中間體Schiff堿轉化為糠胺的反應機理示意圖該研究得到中國科學院基礎研究領域青年團隊項目、國家自然科學基金青年基金項目等資助。相關研究成果以Efficient Reductive Amination of Furfural to a Primary Amine on a Pt/TiO2 Catalyst: A Manifestation of the Nanocluster Proximity Effect為題發(fā)表于ACS Catalysis。論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acscatal.4c07187
    2025-04-29
  • 本月又一篇Cell正刊！深圳先進院揭示腫瘤“作弊器”持續(xù)存在的關鍵機制
    在癌細胞的生存競賽中，有一種特殊的“作弊器”——染色體外DNA（ecDNA）。它像是一個游離在細胞內的“外掛程序”，以環(huán)狀小圈的形式攜帶關鍵致癌基因，幫助癌細胞“開掛升級”。臨床數(shù)據(jù)顯示，ecDNA存在于30%至50%的惡性腫瘤中，它的存在顯著加劇了腫瘤侵襲性、治療耐藥性和患者死亡率。在癌細胞的生存競賽中，有一種特殊的“作弊器”——染色體外DNA（ecDNA）。它像是一個游離在細胞內的“外掛程序”，以環(huán)狀小圈的形式攜帶關鍵致癌基因，幫助癌細胞“開掛升級”。臨床數(shù)據(jù)顯示，ecDNA存在于30%至50%的惡性腫瘤中，它的存在顯著加劇了腫瘤侵襲性、治療耐藥性和患者死亡率。早在1965年，研究人員就在神經(jīng)母細胞瘤中觀察到當時還被稱為“雙微體”的ecDNA的存在，但受限于技術手段，這個與癌細胞密切相關的潛在靶點的生物學意義長期未被闡明。4月28日，中國科學院深圳先進技術研究院定量合成生物學全國重點實驗室甘海云團隊在國際學術期刊《細胞》上發(fā)表最新研究成果，團隊首次揭示了ecDNA在腫瘤細胞中維持生存的關鍵機制，為理解ecDNA對腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用機制提供了新視角，也為開發(fā)靶向ecDNA的抗腫瘤治療策略提供了重要理論依據(jù)。深圳先進院為該研究第一單位。鎖定腫瘤細胞“作弊器”復制漏洞目前，針對ecDNA的復制機制、表觀遺傳重塑規(guī)律及其促癌機制的研究，已成為開發(fā)新型抗癌療法的關鍵突破口。清除或干預ecDNA的功能，可能為改善惡性腫瘤治療提供重要策略。現(xiàn)有的研究表明，ecDNA能在腫瘤細胞分裂演化的過程中持續(xù)存在，這就表明其一定能像染色體DNA一樣進行了復制和分配，那么，ecDNA的復制和維持過程是否有其特殊之處呢？為了破解ecDNA這個癌細胞“作弊器”的謎題，科學家們像偵探破案一樣，精心設計了一套研究方案，采用高科技手段在實驗室里"復刻"了ecDNA：首先用CRISPR基因編輯技術，精準剪下染色體上的特定DNA片段，讓細胞自身以“一條直線首尾粘成圓圈”的形式將其修復成環(huán)狀；其次在試管內合成大小接近天然ecDNA的DNA環(huán)，再用特殊方法把它送進細胞內，相當于給細胞安裝了一個“外掛程序”。在構建好合適的細胞系后，研究人員建立了三個對照組，分別為：正常細胞與攜帶ecDNA的細胞、正常染色體DNA與被剪切成ecDNA的同款DNA、腫瘤細胞與攜帶ecDNA的腫瘤細胞。研究人員通過對ecDNA這個“作弊器”進行“犯罪現(xiàn)場調查”，使用兩種實驗方法觀察并鎖定ecDNA復制的相關蛋白質，從中發(fā)現(xiàn)攜帶ecDNA的細胞對DNA損傷應答關鍵因子的抑制劑更加敏感，這些抑制劑能夠顯著降低細胞內ecDNA的含量，有效殺傷攜帶ecDNA的細胞。揭示關鍵機制，提供腫瘤治療新靶點DNA損傷應答是細胞為應對DNA損傷啟動的一套“緊急維修系統(tǒng)”。當DNA因輻射、化學毒素及復制錯誤等內源性或外源性的刺激出現(xiàn)損傷時（比如雙鏈斷裂或堿基錯配），細胞會通過損傷應答通路保護基因組穩(wěn)定。研究團隊鑒定出的蛋白質中，發(fā)現(xiàn)有很多DNA損傷應答相關的因子，這是否意味著ecDNA更容易出現(xiàn)DNA損傷呢？ecDNA又是通過哪種途徑去修復這些損傷呢？帶著這些疑問，研究人員揭示了ecDNA在癌細胞中持續(xù)存在的關鍵機制。他們發(fā)現(xiàn)，ecDNA高復制和高轉錄水平會導致DNA結構異常，使得ecDNA比染色體DNA更易發(fā)生斷裂。神奇的是，ecDNA利用了細胞里一個平時很少使用的“應急修復工具箱”來維持自己的生存，這是一種快速但易出錯的“自我修復”方式，在正常細胞中只是作為備用方案存在。正是這種“將錯就錯”的修復方式，讓ecDNA既能保持環(huán)狀結構繼續(xù)“作惡”，又會在修復過程中不斷積累新的突變，使腫瘤變得越來越惡性。這就像給癌細胞裝了一個“變異加速器”，讓它們能更快地進化出耐藥性等危險特性。這項發(fā)現(xiàn)解釋了為什么ecDNA陽性的腫瘤往往更具侵襲性，也為開發(fā)針對ecDNA修復機制的新型抗癌藥物提供了重要線索。未來或許可以通過阻斷這個“應急修復通道”，讓ecDNA無法自我修復而走向滅亡?；诖颂匦?，研究人員探討了治療ecDNA陽性腫瘤的可行性方法。通過使用不同靶標蛋白的抑制劑進行處理，證實此類干預策略能顯著降低ecDNA陽性腫瘤細胞內的ecDNA水平，因而這些蛋白有望作為ecDNA治療的通用靶標，為開發(fā)廣譜靶向ecDNA的療法提供了新方向。“我們花費近五年的時間去構建ecDNA細胞系，確定其在腫瘤中的維持機制，以及篩選ecDNA維持的相關蛋白，驚喜地發(fā)現(xiàn)了這種ecDNA與DNA修復之間的微妙關系，進一步加深了我們對ecDNA的認知，也填補了目前針對ecDNA作為臨床藥物的理論空白”，文章唯一通訊作者甘海云說道。該研究系統(tǒng)闡明了腫瘤細胞中ecDNA的獨特生物學特性，這一突破性發(fā)現(xiàn)揭示了ecDNA通過平衡態(tài)調控參與腫瘤發(fā)生發(fā)展的分子機制，為臨床轉化提供了新靶點。未來，基于ecDNA分子特征開發(fā)的靶向藥物有望成為30至50% ecDNA陽性腫瘤患者的精準治療選擇。文章上線截圖ecDNA維持的分子機制示意圖
    2025-04-29
  • 廣州能源所在低碳電力系統(tǒng)的智能調度與決策領域取得新進展
    近期，中國科學院廣州能源研究所黃玉萍副研究員團隊在低碳電力系統(tǒng)的智能調度與決策領域取得了新進展。當前，在配電網(wǎng)與微電網(wǎng)的運行主體存在本質差異的情況下，實現(xiàn)碳責任的公平分配仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。此外，在去中心化的多主體配電網(wǎng)中，實現(xiàn)快速、高效且安全的低碳經(jīng)濟調度依然存在諸多障礙。黃玉萍團隊構建了一個面向主動配電網(wǎng)與多微電網(wǎng)的協(xié)同優(yōu)化框架近期，中國科學院廣州能源研究所黃玉萍副研究員團隊在低碳電力系統(tǒng)的智能調度與決策領域取得了新進展。當前，在配電網(wǎng)與微電網(wǎng)的運行主體存在本質差異的情況下，實現(xiàn)碳責任的公平分配仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。此外，在去中心化的多主體配電網(wǎng)中，實現(xiàn)快速、高效且安全的低碳經(jīng)濟調度依然存在諸多障礙。黃玉萍團隊構建了一個面向主動配電網(wǎng)與多微電網(wǎng)的協(xié)同優(yōu)化框架（圖1），結合時空碳強度均衡方法（STCIEM）和非合作優(yōu)化策略，分析了多主體協(xié)同決策中的碳排放分配問題。圖1 多主體異構網(wǎng)絡協(xié)同運行示意圖圖2 在離線訓練(a)和在線執(zhí)行(b)求解POMGs時的EAP-MATD3的架構該研究通過引入增強動作投影多智能體雙延遲深度確定性策略梯度（EAP-MATD3）算法，成功解決了低碳優(yōu)化中的非凸性問題，優(yōu)化了決策性能。該算法通過優(yōu)化智能體目標，解決Actor-Critic失配問題，在生成符合物理系統(tǒng)約束的最優(yōu)決策方面，相比傳統(tǒng)的安全多智能體深度強化學習方法具有更優(yōu)表現(xiàn)。圖3 EAP-MATD3在線執(zhí)行時ADN-MMG內部市場交易-碳強度結果圖4 EAP-MATD3在線執(zhí)行時多個微電網(wǎng)內部電價-碳強度-能源運行優(yōu)化結果研究表明，去中心化低碳決策中的協(xié)同優(yōu)化策略在提升系統(tǒng)效率和降低碳排放方面發(fā)揮了關鍵作用。然而，過度依賴單一安全約束策略（如純獎勵懲罰或簡單投影）可能導致 Actor-Critic 失配，降低學習效率并隱藏安全風險。EAP-MATD3算法能夠在復雜能源系統(tǒng)中有效平衡經(jīng)濟目標與環(huán)境目標，展現(xiàn)出更好的優(yōu)化性能。本研究重點關注主動配電網(wǎng)與多微電網(wǎng)去中心化低碳運行中的復雜多主體協(xié)同決策和碳排放分配機制，為低碳電力系統(tǒng)的決策提供了參考依據(jù)。建議在低碳決策過程中合理平衡各主體自主優(yōu)化與全局效益，避免單一策略帶來的效率或安全問題；同時通過 STCIEM 確保碳責任公平分配，并借助 EAP-MATD3 優(yōu)化決策，以提升整體效率和穩(wěn)定性，保障低碳目標的實現(xiàn)。研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、廣東省發(fā)改委能源局項目等資助。相關研究成果以Safe multi-agent deep reinforcement learning for decentralized low-carbon operation in active distribution networks and multi-microgrids為題發(fā)表于Applied Energy期刊，碩士研究生葉桐為第一作者，黃玉萍副研究員為通訊作者。原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306261925003393
    2025-04-28
  • 廣州能源所在電解水析氫催化劑方向取得進展
    開發(fā)高效水電解析氫催化劑是突破制氫成本瓶頸、加速氫能經(jīng)濟規(guī)?；涞氐暮诵穆窂?。異質界面工程可通過電荷重排優(yōu)化中間體吸附能提升析氫（HER）性能，但三相體系中組分協(xié)同機制與"組分界面-性能"構效關系仍不明確，且異質結微觀結構的電荷轉移與物質傳遞協(xié)同優(yōu)化策略亟待突破。開發(fā)高效水電解析氫催化劑是突破制氫成本瓶頸、加速氫能經(jīng)濟規(guī)?；涞氐暮诵穆窂?。異質界面工程可通過電荷重排優(yōu)化中間體吸附能提升析氫（HER）性能，但三相體系中組分協(xié)同機制與“組分界面-性能”構效關系仍不明確，且異質結微觀結構的電荷轉移與物質傳遞協(xié)同優(yōu)化策略亟待突破。針對上述問題，廣州能源所制氫與利用科研團隊提出“結構-界面同步優(yōu)化”策略，構建了三相異質結催化劑a-MoS?/Ni3S2/Ni3N@NF-2。通過調控前驅體比例實現(xiàn)組分/形貌可控合成，建立三維導電網(wǎng)絡和超親水疏氣表面，顯著提升活性位點暴露率與氣泡脫附速率（圖1）。研究表明：Ni3S2可調控中間體吸附能，其比例調控可誘導強界面電子相互作用。XPS與DFT計算證實（圖2），Mo位點電子密度提升使氫吸附自由能（ΔGH*）降低至-0.06 eV，接近鉑基催化劑理論值。圖1.?多級結構示意圖及HER性能圖2.?XPS結合能變化及DFT計算優(yōu)化后的催化劑在1 M KOH中表現(xiàn)出優(yōu)異性能：10 mA cm-2電流密度下過電位僅69 mV，塔菲爾斜率為63.7 mV dec-1，性能指標居非貴金屬催化劑前列。該研究為三相異質結催化劑界面工程與微觀結構協(xié)同優(yōu)化提供了新思路。該研究得到廣州市基礎與應用基礎研究項目、國家自然科學基金面上項目等的資助。相關研究成果發(fā)表于能源化工領域期刊Chemical Engineering Journal（論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.161077），中國科學院廣州能源研究所涂志明為第一作者，申麗莎助理研究員和閆常峰研究員為共同通訊作者。
    2025-04-27
  • 廣州能源所構建創(chuàng)新雙功能隔膜體系實現(xiàn)鈉金屬負極高穩(wěn)定性儲能方案
    近日，中國科學院廣州能源研究所曹晏研究員團隊揭示了一種雙極性功能協(xié)同調控金屬有機框架隔膜性能的新機制。該研究證實，經(jīng)過精確調控的具有雙極性官能團UIO-66金屬有機框架（MOF）與隔膜相復合可顯著提升鈉金屬電池的循環(huán)壽命，在10C高倍率測試中表現(xiàn)出超2000次循環(huán)的超高穩(wěn)定性。近日，中國科學院廣州能源研究所曹晏研究員團隊揭示了一種雙極性功能協(xié)同調控金屬有機框架隔膜性能的新機制。該研究證實，經(jīng)過精確調控的具有雙極性官能團UIO-66金屬有機框架（MOF）與隔膜相復合可顯著提升鈉金屬電池的循環(huán)壽命，在10C高倍率測試中表現(xiàn)出超2000次循環(huán)的超高穩(wěn)定性。鈉金屬電池（SMBs）憑借豐富的資源儲量、較低原材料成本以及高達1165 mAh g?1的理論比容量，被廣泛認為是鋰離子電池的潛在替代技術。在此背景下，隔膜作為關鍵界面結構，承擔著引導鈉離子通量、維持電解液分布均勻性及抑制枝晶穿透的重要功能，其性能優(yōu)劣對電池整體運行穩(wěn)定性具有決定性影響。傳統(tǒng)的玻璃纖維（GF）隔膜孔徑無序、電解液浸潤性差，導致鈉金屬沉積不均勻。本研究圍繞鈉金屬電池中界面不穩(wěn)定與離子遷移受限的核心挑戰(zhàn)，提出并構建了一種雙極性功能團（?F與?SO?H）協(xié)同修飾的UFS2@GF隔膜。該隔膜在結構層面實現(xiàn)了對Na?脫溶劑化、遷移動力學和成核行為的多重調控，在界面層面誘導形成富無機組分的穩(wěn)定SEI，顯著抑制枝晶生長與副反應，整體提升了電化學性能與循環(huán)穩(wěn)定性。DFT進一步揭示了MOF骨架對Na?吸附與遷移路徑的本征調控機制，為實驗結果提供了理論支撐。UFS2@GF隔膜的SMBs中鈉沉積/剝離行為示意圖理論計算揭秘MOF骨架的“離子高速通道”：UFS2@GF中親鈉特性及擴散機制模擬全電池性能驗證：兼顧高倍率與長壽命研究得到國家自然科學基金、廣西壯族自治區(qū)重點研發(fā)計劃等項目資助。相關成果以Synergistic Dual-Polar-Functionalized Metal?Organic Framework-Modified Separator for Stable and High-Performance Sodium Metal Batteries為題發(fā)表于ACS Nano。論文第一作者為博士研究生呂佳澤，通訊作者為曹晏研究員。論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c04051
    2025-04-25