Methane dehydro-aromatization over a Mo/phosphoric rare earth-containing penta-sil type zeolite in the absence of oxygen

The dehydro-aromatization of methane over a Mo-modified penta-sil type high-silica zeolite containing phosphoric and rare earth oxide (abbreviated as Mo/HZRP-1) was investigated. As a modification of HZSM-5, HZRP-1 is also a good support for the preparation of Mo-based zeolite catalysts, and is active for methane dehydro-aromatization. Mo/HZRP-1 catalysts are more active at high Mo loadings compared with Mo/HZSM-5 catalysts. Al-27 MAS NMR spectra of Mo/HZRP-1 reveal that there are two kinds of framework Al in HZRP-1. It is suggested that only the tetrahedral coordinated Al atoms in the form of Al-O-Si species in the zeolite, in the proton forms, are responsible for the formation of aromatics.

Partial oxidation of ethane to syngas over nickel-based catalysts modified by alkali metal oxide and rare earth metal oxide

The catalytic activity, thermal stability and carbon deposition of various modified NiO/gamma-Al2O3 and unmodified NiO/gamma-Al2O3 catalysts were investigated with a flow reactor, XRD, TG and UVRRS analysis. The activity and selectivity of the NiO/gamma-Al2O3 catalyst showed little difference from those of the modified nickel-based catalysts. However, modification with alkali metal oxide (Li, Na, K) and rare earth metal oxide (La, Ce, Y, Sm) can improve the thermal stability of the NiO/gamma-Al2O3 and enhance its ability to suppress carbon deposition during the partial oxidation of ethane (POE). The carbon deposition contains graphite-like species that were detected by UVRRS. The nickel-based catalysts modified by alkali metal oxide and rare earth metal oxide have excellent catalytic activities (C2H6 conversion of similar to 100%, CO selectivity of similar to 94%, 7x 10(4) l/(kg h), 1123 K), good thermal stability and carbon-deposition resistance.

稀土元素生物效应的蛋白质组学研究

蛋白质组学是研究细胞内全部蛋白的动态表达及其相互关系的新兴学科，是功能基因组学研究的重要组成部分和战略制高点，广泛应用于生命科学的各个领域，研究对象涵盖微生物、动物和植物等。 　　稀土元素（rare earth elements），亦称镧系元素（lanthanides），是性质相似的15种金属元素。随着稀土元素在工业、农牧业和医疗等领域的应用日益深入，它们对生物体的作用机制亟待研究。生物固氮作用为生命世界提供75%的绿色氮源，根瘤菌是重要的固氮微生物，具有基因组结构简单、培养周期短等特点。酿酒酵母是与人类关系最密切的一种酵母，不仅因为传统上其用于制作食品及酿酒，而且是现代分子生物学和细胞生物学中的真核模式生物。为了全面地了解稀土元素对细胞的作用，我们运用高分辨率的蛋白质双向电泳分离技术和高通量的蛋白质质谱分析手段以及生物信息学等方法，分析了稀土元素钆（Gadolinium，Gd）在原核生物费氏中华根瘤菌（Sinorhizobium fredii）USDA205和真核生物酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）YM4271的生物效应。 　　结果表明，经1mM Gd(NO3)3处理12小时后，费氏中华根瘤菌USDA205中 22个蛋白质表达有差异。这些蛋白质可根据功能分为8类，包括转运蛋白、胁迫相关蛋白、代谢相关蛋白等。其中13个蛋白质表达量增加，9个蛋白质表达量下降。膜蛋白在差异蛋白中占有很大比重。另外，我们分析了不同浓度的钆处理后蛋白质表达的变化情况，发现蛋白质组的变化是与处理浓度密切相关的。研究中还发现同种浓度的钆与另一种稀土元素铒（Erbium，Er）相比，离子半径较小的铒离子对根瘤菌的抑制作用更加明显。 　　比较不同浓度的钆对酿酒酵母YM4271的影响，发现酵母对稀土元素的反应不及根瘤菌敏感，对数生长初期的酵母经钆处理12小时或24小时后均无显著变化。 　　本研究首次用蛋白质组学的方法研究稀土元素对微生物的作用，鉴定了一些有价值的蛋白质，并得到了它们的表达特点和相关数据，为更好地理解稀土元素的生物效应提供了有力的分子生物学证据。 　　

蕨类植物铁芒萁（Dicranopteris dichotoma）体内稀土元素的分布及其光合特性的研究

为了阐明蕨类植物铁芒萁(Dicranopteris dichotoma Bernh.)体内稀土元素的分布及其光合特性，采用电感耦合等离子质谱分析了中国江西省龙南县轻、重稀土矿区和非矿区铁芒萁植物体内的稀土元素含量，并采用透射电子显微镜对其叶片细胞内的稀土元素进行精确定位。还比较系统的研究了自然条件下的铁芒萁与高浓度稀土元素处理条件下的非稀土元素富集植物黄瓜(Cucumis sativus Linn)的光合特性。结果表明： 1、0.5 mmol•L-1 LaCl3处理黄瓜后，可以诱导激发能向PS II分配。1和2 mmol•L-1 LaCl3处理黄瓜后，对黄瓜幼苗抑制作用表现在对其生长率，光合放氧活性和叶绿体完整率的抑制。这是由于LaCl3对黄瓜细胞结构和叶绿体膜结构的破坏所致。其表现为对类囊体膜结构的破坏，而导致PS II光合活性下降，并最终抑制黄瓜生长。 2、铁芒萁可以富集稀土元素，轻、重稀土矿区铁芒萁植物稀土元素的分布规律为叶片>根>土壤>茎>叶柄，非矿区铁芒萁植物稀土元素的分布规律为叶片>根>茎>叶柄。稀土元素在铁芒萁体内的运输和迁移过程中，发生了明显的分异作用，茎、叶柄、叶片中的重稀土相对贫乏，叶片中可以富集高浓度的轻稀土元素。 3、稀土元素可以进入完整的铁芒萁表皮细胞和叶肉细胞中，但多以沉淀的形式聚集在一起。非矿区铁芒萁叶绿体中的稀土元素含量约占其叶片中含量的5％。轻稀土矿区铁芒萁叶绿体中的稀土元素含量约占其叶片中含量的10％。部分稀土元素定位于富含PS II的基粒片层上。 4、铁芒萁富集稀土元素受环境和遗传特性的双重影响，但主要由其自身的生理、生化特性决定。其富集稀土元素的机制是隔离稀土元素在细胞壁、液泡中和分泌结合物质使稀土元素成为沉淀沉积下来，从而避免对光合活性的破坏。 5、与非矿区铁芒萁相比，轻稀土矿区植物叶绿体膜的全链电子传递速率增加了34.9％，PS II的电子传递活性增高了252.9％，PS I的电子传递活性增加了16.8％。轻稀土矿区铁芒萁全链电子传递活性的增加主要来自PS II电子传递活性的大幅提高，这可能与其调节激发能更多向PS II分配，提高PS II反应中心色素蛋白复合体（67.0％）和捕光色素蛋白复合体的含量相关。 6、与非矿区铁芒萁相比，重稀土矿区植物叶绿体膜的全链电子传递速率增加了46.3％，PS II的电子传递活性增高了23.8％，PS I的电子传递活性增加了60.4％。重稀土矿区铁芒萁电子传递活性的提高主要来自PS I电子传递活性的大量增加，这可能与其PS I反应中心蛋白复合体含量的提高（60.0％）有关。 铁芒萁富集并吸收稀土元素主要是由自身的理化特性决定的。它能够将稀土元素以沉淀的形式固定在细胞内部，并通过改变生理代谢来避免高浓度稀土元素对其光合作用的影响。可以在治理稀土元素污染的环保工程中用作植物修复材料。

Studies on the toxic effects of La3+ to Tetrahymena thermophila by microcalorimetry

The toxic effects of La3+ on Tetrahymena thermophila have been studied by microcalorimetry at 28 degrees C. The metabolic rate constant (r) and peak time were linked to the concentration of La3+. The changes of metabolic rate constant indicated that low-concentration La3+ (0-75 mg/L) had no significant effects on the metabolism of Tetrahymena cells but high-concentration La3+ (100-175 mg/L) could inhibit their metabolism. From the results obtained by cell counting and fluorescence depolarization measurements, the inhibition of metabolism resulted from the decrease in cell number and the reduction in cell membrane fluidity. According to the results, it is clear that the metabolic mechanism of Tetrahymena cells has been changed with the addition of high-concentration La3+. In addition, microcalorimetry of Tetrahymena could be a sensible, easy-to-use, and convenient method for monitoring the potential effects of rare earth elements on cells and the freshwater ecosystem.

色谱法分离稀土元素和生物小分子的研究

本论文利用高效离心分配色谱仪进行了稀土元素抗、忆、斓的分离研究和菱角壳中黄酮类化合物的分离研究；探讨了氨基酸在双水相体系中的分配行为；利用气相色谱一质谱法测定了野生菱角壳中的多糖类化合物的组成；利用高效制备色谱法对野生菱角壳中的黄酮类和生物碱类化合物分别进行了制备分离的研究。1．首次采用新型梭酸类萃取剂CA-12（仲辛基苯氧基乙酸）的庚烷溶液作为固定相，以氯乙酸一氢氧化钠混合溶液为流动相，利用高效离心分配色谱（HPCPC）分离伉、铭、斓，考察了流动相酸度、流速及HPCPC转速对分离效率的影响，通过梯度PH洗脱，实现了杭、忆、悯的基线分离，并对CA-12萃取金属离子的机理进行了探讨，同时利用HPCPC，对黄酮类化合物进行了分离研究，优选出溶剂系统（正己烷一乙酸乙醋一甲醇一水）的最佳配比，实现了混合物的分离。2．首次对四种氨基酸在聚乙二醇（PEG）一磷酸盐双水相体系中的分配行为进行了研究。考察了PEG分子量、磷酸盐溶液的pH值对相图的影响，测定了两相的组成、密度和折射率等参数，并对缓冲溶液的pH值、盐离子的存在和氨基酸的支链结构对氨基酸在双水相中分配比的影响进行了探讨。3．用乙醇分级沉淀法，首次从野生菱角壳中提取出多糖化合物。通过Molisch试验、红外光谱、核磁共振波谱分析确定了多糖的存在，用气相色谱一质谱法，确定了菱角壳多糖化合物的单糖组成。首次从野生菱角壳中提取出黄酮类化合物和生物碱类化合物，利用高效制备液相色谱（HPLC），通过考察流动相的组成配比、流速、检测波长等分离条件对分离效果的影响，优选出最佳色谱分离条件和制备条件，分离制备出四个黄酮化合物和三个生物碱化合物单组分，经化学法、红外光谱、质谱法和核磁共振法等初步确定了黄酮类化合物和生物碱类化合物的基本结构单元。