稀土化合物在高分子科学中的应用研究进展

综述了稀土化合物在高分子科学中的广泛应用烯烃聚合/共聚合催化剂、聚氯乙烯的热稳定剂、填充改性聚合物和制备功能材料等,并涉及了笔者在稀土催化接枝改性领域的最新研究成果。

基于2,5-二(4-氨基苯)嘧啶聚酰亚胺的合成及性能表征

1,5-二氮杂戊二烯盐(vinamidium salts)与4-硝基苯甲脒盐在碱性物质的存在下发生成环反应得含嘧啶环的硝基化合物;硝基化合物用Pd/C和水合肼还原得到棒状含氮芳杂环二胺——2,5-二(4-氨基苯基)嘧啶.通过1H-NMR,13C-NMR,IR,MS及元素分析确证了含氮芳杂环二胺及其中间产物的结构.这种二胺或加一定量对苯二胺与均苯二酐(PMDA)或联苯二酐(BPDA)通过两步法聚合获得一系列聚酰亚胺,通过红外、动态力学、静态力学、热重分析、广角X射线衍射等实验测试了该类聚合物的结构、热性能、机械性能及结晶性能.

Hydrazine-based polyimides from isomeric bis(chlorophthalimide)s

3,3-Dichloro-N,N'-biphthalimide (3,3'-DCBPI), 3,4'-dichloro-N,N'-biphthalimide (3,4'-DCBPI), and 4,4'-dichloro-N,N'X-biphthalimide (4,4'-DCBPI) were synthesized from 3- or 4-chlorophthalic anhydrides and hydrazine in glacial acetic acid. The yield of 3,3'-DCBPI (90%) was much higher than that of 4,4'-DCBPI (33%) because of the better stability of the intermediate, 3-chloro-N-aminophthalimide, and 3,3'-DCBPI. A series of hydrazine-based polyimides were prepared from isomeric DCBPIs and 4,4-thiobisbenzenethiol (TBBT) in N,N-dimethylacetamide in the presence of tributylamine. Inherent viscosity of these polymers was in the range of 0.51-0.69 dL/g in 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) at 30 degrees C. These polyimides were soluble in 1,1,2,2-terachloroethane, NMP, and phenols. The 5% weight-loss temperatures (T(g)s) of the polymers were near 450 degrees C in N-2. Their glass-transition temperatures (T(g)s) determined by dynamic mechanical thermal analysis and differential scanning calorimetry increased according to the order of polyimides based on 4,4'-DCBPI, 3,4'-DCBPI, and 3,3'-DCBPI. The hydrolytic stability of these polymers was measured under acid, basic, and neutral conditions and the results indicated that the order was 3,3'-DCBPI/TBBT > 3,4'-DCBPI/TBBT > 4,4'-DCBPI/TBBT.

Tetraaqua(1,10-phenanthroline-kappa N-2,N ')cobalt(II) dinitrate: a hydrogen-bonded supramolecular network

The structure of the title compound, [Co(C12H8N2)(H2O)(4)]-(NO3)(2), consists of tetraaqua(1,10- phenanthroline)cobalt(II) cations and nitrate anions. The Co atom is located on a twofold rotation axis and is coordinated by the two N atoms of a 1,10-phenanthroline ligand and four O atoms of water molecules. The cations and anions are linked by hydrogen-bond interactions into a three-dimensional supramolecular network.

Phycobilisomes linker family in cyanobacterial genomes: divergence and evolution

Cyanobacteria are the oldest life form making important contributions to global CO2 fixation on the Earth. Phycobilisomes (PBSs) are the major light harvesting systems of most cyanobacteria species. Recent availability of the whole genome database of cyanobacteria provides us a global and further view on the complex structural PBSs. A PBSs linker family is crucial in structure and function of major light-harvesting PBSs complexes. Linker polypeptides are considered to have the same ancestor with other phycobiliproteins (PBPs), and might have been diverged and evolved under particularly selective forces together. In this paper, a total of 192 putative linkers including 167 putative PBSs-associated linker genes and 25 Ferredoxin-NADP oxidoreductase (FNR) genes were detected through whole genome analysis of all 25 cyanobacterial genomes (20 finished and 5 in draft state). We compared the PBSs linker family of cyanobacteria in terms of gene structure, chromosome location, conservation domain, and polymorphic variants, and discussed the features and functions of the PBSs linker family. Most of PBSs-associated linkers in PBSs linker family are assembled into gene clusters with PBPs. A phylogenetic analysis based on protein data demonstrates a possibility of six classes of the linker family in cyanobacteria. Emergence, divergence, and disappearance of PBSs linkers among cyanobacterial species were due to speciation, gene duplication, gene transfer, or gene loss, and acclimation to various environmental selective pressures especially light.

黄海太平洋磷虾种群生态学研究

太平洋磷虾（Euphausia pacifica Hansen）作为目前已开发利用的6种主要磷虾资源之一，广泛分布于北太平洋北部及其临近近岸海域。在黄海，太平洋磷虾是黄海海洋生态系统中大型浮游动物的优势种和重要功能群的组成种类，它还是黄海生态系统中鱼类等上层营养级生物的重要饵料。太平洋磷虾的种群组成以及数量变化会直接影响到黄海经济鱼类的资源动态，从而影响到整个黄海海洋生态系统的变化。 本论文依托国家重点基础研究发展计划项目（973-II）——“我国近海生态系统食物产出的关键过程及其可持续机理”和国家自然科学基金40306021号——“黄、东海太平洋磷虾种群补充机制研究”，在2006年4月到2007年8月的八个黄海调查航次中，通过网采固定样品和现场培养实验相结合的方法，对黄海海域太平洋磷虾的种群生态分布和补充、繁殖和发育策略、以及成体的摄食、代谢进行了较为全面、细致的研究。 种群生态分布：本文根据2006年4月（春季）和10月（秋季）两次黄海大面调查和2006年9月－2007年8月六次黄海断面调查所获得的样品，研究了太平洋磷虾在南黄海的种群生态分布和补充机制，并探讨了其生态分布与环境因子的关系。 春季，南黄海太平洋磷虾种群主要分布在33 °N－36 °N、50 m-75 m等深线之间的海域，种群总丰度（不包括卵）为152.90 ind. m-3，卵丰度非常高，成体丰度较低，仅占种群总数量的8.72%。调查海域的平均成体丰度为0.35 ind. m-3。种群组成以幼体为主，占到种群的90.85%。春季是太平洋磷虾种群补充的高峰期。秋季，种群主要分布在黄海冷水团海域，种群总丰度（不包括卵）为335.38 ind. m-3，成体丰度显著高于春季，调查海区成体的平均丰度为7.73 ind. m-3。成体和未成体以99.5%的总比例在种群中占绝对数量优势，卵和幼体都非常少。秋季太平洋磷虾种群处于稳定期。春季成体的体长显著大于秋季，春季成体全长以13-18 mm为主，而秋季成体的全长主要是9-13 mm。 春季，太平洋磷虾成体具有昼夜垂直迁移行为，白天主要停留在底层水域，夜间少部分成体会上升到中上层水域，但是大部分成体仍然停留在深层。幼体从C3期开始就具有一定昼夜垂直迁移行为，F2—F5期幼体的昼夜垂直迁移行为已经非常明显。由于从表层到底层叶绿素a浓度逐渐降低，因此，太平洋磷虾的昼夜垂直迁移行为可能与摄食有关。 太平洋磷虾成体的分布是与海水温度紧密相关，南黄海太平洋磷虾成体比较适宜生活的水温是8-16 °C。春、冬季水温较低，成体分布范围较广。夏、秋季表层水温急剧升高到20 °C以上，太平洋磷虾成体主要分布在黄海冷水团海域，丰度也达到一年中的最高值。另外，秋季在近长江口的北部海域有大量成体分布。 繁殖和发育：自2006年9月到2007年8月的一年内，在黄海进行了七个航次的太平洋磷虾现场培养产卵实验，结果表明：在南黄海，太平洋磷虾在3月—6月份都具有产卵行为，4月份达到产卵高峰期。单个雌体的最大产卵量为617 egg female-1，出现在4月份。8月、9月和12月在南黄海均未发现太平洋磷虾的产卵行为。太平洋磷虾具有二次产卵行为，并且第一次产卵量要高于第二次。太平洋磷虾的产卵行为与其干湿重紧密相关。成体干重低于5.0 mg，湿重低于26.0 mg，均不具有产卵能力。在产卵高峰期，太平洋磷虾的干湿重达到一年中的最高值。 在南黄海，太平洋磷虾的幼体发育主要遵循下面的发育途径：卵 → 无节幼体 → 后期无节幼体 → 原溞状幼体 → 溞状幼体F1（0' 7, 1' 7） → 溞状幼体F2（1' 4'' 7, 3' 1'' 7） → 溞状幼体F3（5'' 7） → 溞状幼体F4（5'' 5） → 溞状幼体F5（5'' 3） → 溞状幼体F6（5'' 1）。太平洋磷虾在15 °C下的幼体发育速度明显快于4 °C。15 °C下幼体发育到C1期只需5.6 d，而4 °C下则需要16.1 d。 摄食和代谢：2006年9、10、12月和2007年3、8月，在南黄海的五个断面调查航次中，在S1-4站进行了太平洋磷虾成体摄食实验，结果表明：太平洋磷虾在8月和9月份对水体中浮游植物的摄食率比较低，主要摄食水体中的微型浮游动物，从而由于营养级级联作用，致使水体中叶绿素a浓度升高。12月和3月，太平洋磷虾对水体中浮游植物有着很强的摄食活动，使得水体的叶绿素a浓度大量降低，当然太平洋磷虾也可能会同时摄食水体中微型浮游动物。 2006年9、12月和2007年3月，在南黄海的三个断面调查航次中，在S1-4站进行了太平洋磷虾现场耗氧率和排氨率实验，结果表明：太平洋磷虾在3月份的耗氧率是172.92 μg ind.-1 d-1，是9月份和12月份的6倍还要多。太平洋磷虾在9月和12月的耗碳率和体碳日损耗量相近，且都较低。3月份太平洋磷虾的代谢非常旺盛，体碳日损耗量达到2.70 % d-1，每日的耗碳率为62.9 µg C ind-1 d-1。9月和12月份太平洋磷虾代谢的氧氮比都较低，分别是11.3和7.0，太平洋磷虾成体的主要代谢基质是蛋白质。3月份的氧氮比为35.1，太平洋磷虾成体代谢主要以脂肪及碳水化合物为主。

渤黄海沉积物中的多环芳烃和多氯联苯及其与生态环境的耦合解析

海洋沉积环境中多氯联苯（PCBs）和多环芳烃（PAHs）的研究对于揭示其污染历史、来源途径、迁移转化以及评价其对环境的潜在生态风险都有重要的科学意义和应用价值，本研究选择我国典型近海中比较开阔的南黄海和受人为影响严重的渤海湾沉积物中的PAHs和PCBs作为主要研究对象，结合对生态环境对应关系的剖析，系统研究了沉积物中PAHs和PCBs的地球化学分布特征、影响控制因素、演变趋势、潜在生态风险等，获得了以下系统的认识： 1.南黄海表层沉积物中多环芳烃和多氯联苯的分布与沉积类型及模式相一致，受控于“沉积类型-动力过程-来源途径”。PCBs含量（范围：518～5848 pg/g，平均值：1715 pg/g）低于受人为影响严重的长江口、珠江口和渤海，分布具有中部海区＞东部海区＞西部海区的特征；PCBs随着沉积物粒径的减小和粘土含量的增加而增加，且与总有机碳（r=0.61，p＜0.01）含量呈显著线性正相关，表明PCBs在沉积物中的分布受控于被水动力过程原动力控制的沉积类型与沉积模式。 2. 1914～2004年间，南黄海沉积物中PAHs和PCBs的变化比较显著，在时间序列上经历了三个明显的不同阶段。近90年来，PAHs和PCBs在柱状样中垂直分布随深度的增加而降低，即近年南黄海沉积物中PAHs和PCBs的残留水平比上世纪初明显增加。其中1914～1932年间，PAHs和PCBs保持在较低的水平；1932～1962年间，PAHs和PCBs的含量发生急剧的变化，在1932～1944和1956～1962年两个时间段，PAHs和PCBs的含量达到峰值；自1962年至今，PAHs和PCBs呈稍有增加趋势。PAHs的组成和特征组分比值分析显示，1920～1944年间PAHs主要来自石油产品泄漏，1944～1980年间，主要来自草/木材/煤燃烧，1980年至2004年则显示出石油和燃烧产物混合来源的特征。 3.渤海湾沉积物中的PAHs、PCBs、DDTs和HCHs的分布模式不同，反映了这四种污染物的地球化学行为存在着明显的差异性。PAHs、PCBs、DDTs和HCHs的含量范围为149.0～393.4 ng/g，360.8～1728.3 pg/g，462.2～2007.3 pg/g和4.31～33.8 ng/g。马颊河口、海河口和黄河口附近的海区的沉积物中PAHs和PCBs的含量显著高于渤海湾内其它站位，DDTs在湾外沉积物中的含量大于湾内，在海河口附近站位测得HCHs含量的最高值，在其它站位其浓度变化不大。PAHs特征成分的比值显示渤海湾沉积物中PAHs主要来源于草/木材/煤燃烧的产物经过大气的输运过程进入水体；DDTs和HCHs的组成显示，在DDTs和HCHs被禁用后仍有新的输入源。 4.南黄海沉积物POPs总体水平不高，其环境污染危害和潜在生态风险不大，从沉积物POPs的角度来说南黄海的环境质量较好。潜在生态危害指数评价表明，渤海湾沉积物中芴可能会产生潜在的生态风险，DDTs和HCHs的含量低于一类沉积物质量标准值，总体而言，其沉积物质量良好，潜在生态风险较低。 论文的创新性点在于：1）首次研究了近百年南黄海沉积物中多环芳烃和多氯联苯的演变趋势，判断了其来源并对近百年二者的潜在生态风险进行评价。2）系统剖析了南黄海及渤海湾的生态环境与PAHs和PCBs的耦合关系，对阐明POPs的毒理效应有重要的科学意义。3）系统解析了渤海湾沉积物中PAHs，DDTs和HCHs的污染现状，来源和迁移途径，可为科学开发和利用渤海海域提供重要的理论依据。

牦牛暖季放牧对牧草消化率的影响

通过垂穗披碱草-星星草混播草地连续3个放牧季的牦牛放牧试验,对不同放牧强度下牧草的消化率进行了研究.结果表明:放牧强度对牦牛所食牧草中酸性洗涤纤维消化率的影响极显著(P＜0.01),对粗纤维消化率的影响显著(P＜0.05),而对所食牧草中的总能、粗蛋白、粗灰分和中性洗涤纤维的影响不显著(P＞0.05);放牧时间对中性和酸性洗涤纤维的影响极显著(P＜0.01),而对牧草总能、粗蛋白、粗纤维和粗灰分的影响不显著(P＞0.05).尽管牦牛的采食量均随放牧强度的增加而减小,但牦牛对采食牧草各营养成分的消化率并未出现规律性变化.

植物群落生物量和有机碳对高寒草甸土地利用变化的响应

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站地区,选择高寒矮嵩草草甸及其开垦后形成的农田和一年生人工草地作为研究对象,研究了高寒草甸不同土地利用方式下生物量和植物-土壤系统固定的有机碳量的变化。结果表明：3种土地利用方式相比较,地上生物量由高到低依次为人工草地〉农田〉高寒草甸（P〈0.01）,分别为11.83、9.78和4.36 t/hm~2;3种土地利用方式下地下生物量剖面分布均呈倒金字塔形,0～40 cm地下生物量为高寒草甸〉人工草地〉农田（P〈0.01）,分别为15.74、5.61和1.24 t/hm~2。随着高寒草甸土地利用方式改变,植物群落碳素固定量也随之减小,其序列由高到低依次为：高寒草甸〉人工草地〉农田（P〈0.05）,其值分别为7.63、6.81和4.51 t/hm~2。

青海碱茅属植物系统修订

通过对青海省碱茅属植物的研究,修订了青海省碱茅属植物分类系统。首次确认青海省产碱茅属植物3组31种,其中18种为青海新记录。

高原鼢鼠线粒体谱系地理学和遗传多样性

高原鼢鼠是一类地下独居啮齿动物,为青藏高原特有种之一.为研究该物种的谱系地理学和遗传多样性,本文测定了采自青藏高原东部3个地理种群8个小种群共37个个体的线粒体D-loop区序列变异.在长度为627 bp的序列中,共发现50个变异位点,定义了26种单倍型.该物种的单倍型多样性(Haplotype diversity,H)较高和核苷酸多样性(Nucleotide diversity,πn)较低.谱系分析得到3个稳定的分支,分别与采集的地理种群相吻合:同一地理种群内单倍型之间遗传差异小,而不同地理来源的单倍型之间存在较大区别.距离隔离分析表明高原鼢鼠的遗传分化与地理距离呈正相关.AMOVA分析同样表明地理种群之间存在显著差异:地理种群间变异占遗传变异的80.45%.高原鼢鼠的这种遗传结构特点可能主要是由于第四纪气候变迁、该物种稳定的地下生活环境和有限的迁移能力造成的

三种高寒草甸植被分布及与湍流交换通量关系的比较

对海北定位站分布的金露梅灌丛草甸、矮嵩草草甸、藏嵩草沼泽化草甸3种高寒植被类型群落结构、感热(H)和潜热(LE)通量比较观测表明,3种植被类型年地上净初级生产力表现出矮嵩草草甸(318.600 g/m~2)＞藏嵩草沼泽化草甸(258.341 g/m~2)＞金露梅灌丛草甸(217.6 g/m~2).植物种类组成有矮嵩草草甸(54种)＞金露梅灌丛草甸(47种)＞沼泽草甸(24种).3种植被类型区近地表大气能量交换过程中,LE和H的月际变化明显,而且随植被类型的不同月际变化差异显著.3种不同植被类型在年内均表现出H+L E＞0,表明在青海海北高寒草甸地区,太阳辐射强烈,近地层湍流输送明显,地表为-热源.3类型高寒草甸植被的年地上净生产量基本与波文比(β)呈现正效应,与LE+H呈现明显的反效应.植物种类组成基本与LE+H有反效应,与β呈明显的正效应.

cDNA cloning and overexpression of acidic ribosomal phosphoprotein P1 gene (RPLP1) from the Giant Panda

RPLP1 is one of acidic ribosomal phosphoproteins encoded by RPLP1 gene, which plays an important role in the elongation step of protein synthesis. The cDNA of RPLP1 was cloned successfully for the first time from the Giant Panda (Ailuropoda melanoleuca) using RT-PCR technology, which was also sequenced, analyzed preliminarily and expressed in E. coli. The cDNA fragment cloned is 449bp in size, containing an open reading frame of 344bp encoding 114 amino acids. Alignment analysis indicated that the nucleotide sequence and the deduced amino acid sequence are highly conserved to other five species studied, including Homo sapiens, Mus musculus, Rattus norvegicus, Bos Taurus and Sus scrofa. The homologies for nucleotide sequences of Giant Panda PPLP1 to that of these species are 92.4%, 89.8%, 89.0%, 91.3% and 87.5%, while the homologies for amino acid sequences are 96.5%, 94.7%, 95.6%, 96.5% and 88.6%. Topology prediction showed there are three Casein kinase II phosphorylation sites and two N-myristoylation sites in the RPLP1 protein of the Giant Panda (Ailuropoda melanoleuca). The RPLP1 gene was overexpressed in E. coli and the result indicated that RPLP1 fusion with the N-terminally His-tagged form gave rise to the accumulation of an expected 18kDa polypeptide, which was in accordance with the predicted protein and could also be used to purify the protein and study its function.

广西六景泥盆系腕足壳体的微量元素组成及其对海水信息的保存

低镁方解石腕足化石壳体被广泛地应用于地质历史时期原始海洋地球化学组成的重建研究,其保存度的识别是该研究的一项重要内容。通常使用显微结构、阴极发光和微量元素含量等3 种方法验证其对原始地球化学信息的保存,微量元素含量的识别方法一直被置于较为次要的地位。我们对采自广西六景泥盆系腕足化石微量元素研究表明,其Fe 、Mn、Sr 分别为(12～2800) ×10 - 6 、(1～711) ×10 - 6和(243～1835) ×10 - 6 。上述3 种识别方法实质上都是微量元素的识别,其余两种识别方法只是微量元素的不同表现而已。通过氧同位素组成、Mn 和Sr/ Mn 对比,得知Mn 含量小于100 ×10 - 6 ,Sr/ Mn 值高于10的腕足化石壳体基本上保存完好。这一发现为利用腕足化石研究海水原始碳氧同位素提供了有力的判据。

含氟牙膏真会危害人体健康？——科学理性地看待“无氟牙膏”与“含氟牙膏”之争

近来。关于无氟牙膏和含氟牙膏的争论成为媒体关注的话题。此事有关干百万公众的口腔健康，作为一位长期从事氟与健康关系研究的环境地球化学工作者。有必要解释说明相关的事实，澄清一些被模糊的认识。