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《新型光谱技术对氮氧化合物还原的启示》

  • 来源专题：水与大气环境治理
  • 编译者： 胡晓语
  • 发布时间：2025-06-09

  • 遏制氮氧化合物排放的一种方法是使用催化转化器，催化转化器将氨注入工厂的排放流中，氨中的氢与氮氧化物中的氧发生反应，产物是氮分子和水分子，它们是无毒的，对环境没有影响。然而到目前为止，人们还不清楚这种反应是如何发生的，文献中的反应模型之间长期存在矛盾。Wachs和他的团队使用了一种称为调制激发光谱（MES）的新颖尖端技术，最终确定了正确的途径。他们的研究结果最近发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。它使我们能够监测过去无法检测到的微弱信号，并揭示了反应如何进行的细节。该方法非常通用，可以应用于一系列催化反应，包括汽车、船舶、拖拉机甚至割草机排放的氮氧化合物。



  • 原文来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2024/07/240701131745.htm
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相关报告

  • 《新药研发技术或开启海洋化合物宝库》
    • 来源专题：深海资源开发
    • 编译者：徐冰烨
    • 发布时间：2024-09-18
    • 加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所和斯卡格斯药学和制药科学学院的研究人员开发了一种新方法，在海洋中搜索可能成为未来药物和产品的新化合物。 该方法在6月19日发表在《自然通讯》上的一篇论文中描述，直接从海洋中捕获化合物，并允许研究人员更充分地挖掘世界海洋的生化潜力，以造福人类。 这项新技术已经促进了几种新化合物的发现，其中一种对癌细胞有希望的活性，对心肌功能有潜在的有用影响。 斯克里普斯海洋学微生物学微生物学家Paul Jensen说，特别令人兴奋的是，我们从一个部署地点发现了这些新型化合物，他是这项研究的合著者，该研究由美国国家卫生研究院资助。“这暗示了我们海洋中等待发现的巨大化学多样性。” 这一创新正处于抗生素耐药细菌正在上升、新抗生素和其他药物的发现速度放缓的关键时刻。通过提供对以前未探索的化学空间的访问，新方法可以扩大和加速药物发现工作，并导致各种疾病的新治疗方法。除了药物和产品外，这种方法还可用于更好地了解海洋环境的复杂化学成分，包括由这些化合物介导的生态相互作用。 该研究的合著者、与加州大学圣地亚哥分校斯卡格斯药学和制药科学学院以及化学和生物化学系共同任命的化学家Tadeusz Molinski说：“海洋仍然是潜在新药的大量未开发的来源。”“这种新方法大大提高了我们识别可能成为救生疗法的海洋化合物的能力。” 该研究描述了被称为小分子原位树脂捕获（SMIRC）的技术，并测试了其发现天然产物的潜力。这种方法包括在海洋中放置填充小多孔树脂基珠子的网状袋，然后取回珠子，看看它们捕获了什么。然后，任何粘在珠子上的化合物都可以测试出理想的性能。如果给定的化合物显示出前景，研究人员开始辨别其化学结构，找出哪些微生物产生它，然后在实验室培养这些微生物，以收获生物体产生的这些化合物和任何其他化合物。
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  • 《PNAS | 洋壳中非生物成因有机质的形成机理为生命起源提供新启示》
    • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者：熊萍
    • 发布时间：2024-10-28
    • 生命起源是最具挑战性的科学问题之一。深海热液系统被认为是生命起源的潜在场所，也是探索地外生命的重要关注点，为早期地球前生命化学反应提供了理想的物质和能量，驱动了非酶催化条件下有机小分子的形成。在此基础上，矿物催化的有机聚合反应，为后续复杂生物分子的产生奠定了基础，推动了生命从简单有机分子到复杂功能结构的演变，最终导致早期生命形式的出现。 近日，中国科学院深海科学与工程研究所彭晓彤研究员团队与荷兰乌得勒支大学、北京高压科学研究中心等国内外多家单位合作，在《美国科学院院报》（PNAS）杂志以封面论文形式发表最新研究成果，报道了西南印度洋脊岩石圈地壳中的非生物成因有机质，并阐述了有机质在分子层面的形成机制。这是继2021年在雅溥海沟发现地幔岩石中纳米级非生物成因有机质之后，该团队在深海碳循环和生命起源领域的又一项重要突破，揭示了自然界非生物有机合成的关键路径。南景博博士（现为中国科学院南京地质古生物研究所副研究员）为文章第一作者，彭晓彤研究员为通讯作者。 解析大洋岩石圈中非生物成因有机质的形成过程是理解地球深部碳循环、极端环境生物圈能量来源以及前生命过程和生命起源等前沿科学问题的关键。这些科学问题与国家“十四五”规划中深空、深地和深海探测的科学任务紧密相关，并得到了国际科研组织的广泛关注，如涉及55个国家的超过1200名科学家参与的深部碳观测计划（Deep Carbon Observatory）以及国际大洋发现计划（IODP）399航次等。前人针对岩石圈地幔中不同类型的非生物成因有机质进行研究，发现它们常赋存在俯冲带及洋中脊等水-岩相互作用剧烈的区域，其中特殊的含铁催化性矿物对这些有机质的形成至关重要。然而，对于这些矿物表面有机合成途径的机理研究仍相对较少。如果想准确识别岩石中的非生物有机质，并为寻找地外生命痕迹提供依据，深入的分子层面的非生物有机合成机理研究尤为重要。 为此，南景博等人通过研究“深海勇士”号载人潜水器获取的玄武岩样品（TS-10航次），首次报道了在西南印度洋脊浅部洋壳中微米尺度赋存的非生物成因有机质，并发现这些有机质与针铁矿等水岩反应的产物具有密切的空间相关性。 利用多模态微区原位分析技术，包括电子显微镜、飞行时间二次离子质谱仪以及光诱导力-纳米红外光谱仪等，综合确认了有机质中特征生物分子官能团的缺失，从而揭示了其非生物成因。 在此基础上结合密度泛函理论计算，提出了针铁矿在分子尺度对于非生物有机质催化合成的重要性。其中，热液流体中的氢气在针铁矿表面的催化循环，对二氧化碳的初始活化和有机质聚合过程中的碳链（C-C）生长起到了关键作用。这一研究开创性地将基于高精度微区分析的密度泛函理论计算应用到天然非生物有机合成过程，深入理解了洋中脊这一关键自然实验室中非生物有机质的形成机理。该项研究工作不仅为矿物参与自然有机催化反应奠定了基础，也为在其他天体热液系统中识别生命痕迹提供了重要参考。 论文链接：www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2308684121
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