投稿问答最小化  关闭

万维书刊APP下载

科研快报 | 中大近期科研进展速览23

2023/3/10 11:37:07  阅读:117 发布者:

编者按:

科技兴则民族兴,科技强则国家强。为了更好的展现学校科研动态,增强广大科研工作者的认同感、归属感、自豪感,激发科研创新活力、促进学科交叉融合,科学研究院将持续汇总报道校内各单位重要科研进展,诚邀各单位积极来稿。

内容速览

1.化学学院匡代彬教授团队开发大面积有机–无机金属卤化物发光玻璃用于辐射探测与成像

2.生命科学学院金建华教授团队通过大化石证据和物种分布模型在低纬度地区耐寒植物的冰期扩张研究中取得新进展

3.生态学院古生物团队在早期脉翅目幼虫化石研究取得新进展

4. 公共卫生学院廖婧团队揭示老年失智症家庭长期照护困境轨迹及关键转折点

5.肿瘤防治中心贾卫华团队在恶性肿瘤早筛早诊研究取得新进展

01

化学学院匡代彬教授团队开发大面积有机–无机金属卤化物发光玻璃用于辐射探测与成像

闪烁体是一类在高能辐射激发时产生发光现象的材料。大面积闪烁屏在高能物理、医学成像、工业检测等领域中至关重要。金属卤化物材料具有高X射线吸收能力和优异的光学特性,被认为是一种颇有前景的闪烁体材料,近年来广受关注。但大部分金属卤化物会在熔融前分解,使得目前关于金属卤化物玻璃的研究较少。

近日,匡代彬教授团队以一种具有大空间位阻的有机化合物(己基三苯基溴化膦,HTPPBr)为模板开发了一种新型的锰基金属卤化物发光材料(HTPP)2MnBr4。该材料熔点仅有169.7℃,在此温度下的失重仅有0.6%,能够形成稳定的熔体而不分解,通过简单的熔融淬火法可以快速制备大面积的透明发光玻璃。在360 nm紫外光激发下,玻璃具有明亮的绿光发射,PLQY高达28.5 %。金属卤化物玻璃可用作辐射探测和X射线成像的大面积闪烁屏。玻璃态(HTPP)2MnBr4的检测限低至185 nGyair·s-1,远低于X射线医学诊断的要求(5.5 μGyair·s-1)。得益于高度透明的特性,(HTPP)2MnBr4玻璃有着高达10 lp/mm的空间分辨率,可清晰地分辨出胶囊内部的铁质弹簧以及芯片的微观特征(图2)。更重要的是,仅仅需要几个小时以及简单的设备即可制备得到大面积的透明玻璃(10*10 cm2),具有实用化的潜力。这项工作丰富了对玻璃态有机-无机金属卤化物的理解,为新型光学材料的发展提供了新的思路。

玻璃态 (HTPP)2MnBr4的闪烁性能以及X射线成像性能

相关研究成果以A MeltQuenched Luminescent Glass of an OrganicInorganic Manganese Halide as a LargeArea Scintillator for Radiation Detection”为题发表在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition,并被评为VIP文章,中山大学化学学院匡代彬教授为论文的通讯作者, 2020级博士研究生罗健彬为论文的第一作者。

来源:中山大学化学学院

“匡代彬教授团队:大面积有机–无机金属卤化物发光玻璃用于辐射探测与成像”

02

 生命科学学院金建华教授团队通过大化石证据和物种分布模型在低纬度地区耐寒植物的冰期扩张研究中取得新进展

第四纪尤其是末次冰期以来的剧烈气候波动,对现代动植物群的分布产生了深远的影响。深入探索这一影响不仅有利于更好地重建过去,而且可为当今全球变化背景下的气候预测和植物多样性保护提供重要的数据支撑。以往的研究表明,第四纪冰期导致北半球大量物种分布缩小甚至灭绝,但耐寒物种可能因此扩张,然而这种发生冰期扩张的植物主要分布在中高纬度地区,迄今尚未有低纬度地区植物存在冰期扩张的化石证据。

中山大学金建华教授牵头,与中科院西双版纳热带植物园、南非约翰内斯堡大学等合作,近期在广东茂名盆地晚更新世(2927 ka BP, 3330 ka cal. BP)地层中发现了“木乃伊化”保存的耐寒植物华山松木化石。现生华山松主要分布于我国中部至西南部的秦岭、大巴山和云贵高原等地区,台湾有一变种(台湾果松)。茂名木化石的发现表明华山松这一耐寒植物在末次冰期曾扩张至华南低纬度地区,这是低纬度地区植物发生冰期扩张的首个大化石证据。研究者同时还运用基于Biomod2物种分布模型,模拟了末次冰期以来华山松潜在分布区的变化,通过对比不同古气候数据结果(基于化石最近亲缘种的共存因子分析法以及OscillayersWorldClim数据库),分析了末次冰期以来华南低纬度地区气候变化以及导致华山松从该区消失的主要气候因子。研究结果表明,华山松的潜在分布区在末次冰期(30 ka20 ka)明显向东南部发生了扩张,并延伸至华南低纬度地区,随后间冰期-全新世(6 ka0 ka)又快速收缩。这一现象产生的主要原因可能是末次冰期以来华南低纬度地区冬季温度以及平均气温日较差的变化,影响了华山松的种子繁殖。

全球近地面NO3自由基生成速率分布和演变趋势

这项研究首次通过大化石证据和物种分布模型验证了华山松在第四纪冰期向低纬度明显扩张,表明冰期气候深刻影响了低纬度地区植物的分布。华山松这一冰期扩张-间冰期收缩的气候响应模式可能同样适用于其他亚热带-热带地区的耐寒生物,研究成果对深入理解低纬度地区生物如何响应第四纪气候变化以及科学指导当今全球气候变化背景下生物多样性的保护等都具有重要的意义。上述成果近期发表在《国家科学评论》(National Science Review, NSR)。中山大学生命科学学院为第一作者单位。

来源:中山大学生命科学学院

“金建华教授团队通过大化石证据和物种分布模型在低纬度地区耐寒植物的冰期扩张研究中取得新进展”

03

生态学院古生物团队在早期脉翅目幼虫化石研究取得新进展

脉翅目(Neuroptera)是全变态昆虫中较小的一个目,现存6000种左右。它们起源于约三亿年前的晚古生代,至侏罗纪已具有极高的形态多样性。在我国东北的中晚侏罗世九龙山组中发现过大量精美的蛉成虫化石。与丰富的成虫化石相比,脉翅目幼虫化石较为罕见,这使得我们对地质历史时期脉翅目幼虫的形态和演化缺乏了解。

通过与福建英良石材自然历史博物馆和中国科学院南京地质古生物研究所合作研究馆藏化石标本,对比现生脉翅目和中生代以来的化石,研究团队发现该幼虫和现生泽蛉科具有最近的亲缘关系。化石与现生幼虫相比,具有巨大的腹部和特化延长的颈部,据此建立一新属种白氏古泽蛉Palaeoneurorthus baii Du, Niu & Bao, 2023(命名致敬正模标本捐献者白冰洋先生)。根据幼虫特化的颈部,推断古泽蛉的身体笨重,运动能力差,延长的颈部可以增加头部口器捕捉的灵活性,并且能在隐藏硕大、脆弱的腹部的同时,减少它们被挣扎中猎物伤害的可能性。古泽蛉的体长超过了所有已知脉翅目幼虫化石;与现今的泽蛉在水体流速较高的小溪或是潮湿的落叶堆这类狭窄的生境相比,古泽蛉可能的栖息地却是相对平静开阔的浅湖,他们这样巨大的体型可能是由于充足的生活空间和食物来源。因此,古泽蛉的发现同样也指示了现生泽蛉的祖先曾经有着更广阔的生境,并且从侏罗纪开始就保持着水生的习性。

古泽蛉生活环境重建

相关研究成果以Giant Jurassic dragon lacewing larvae with lacustrine palaeo ecology represent the oldest fossil record of larval neuropterans”为题发表于生物学期刊《皇家学会会刊B辑》Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences上。生态学院研究生杜旭恒为第一作者,助理教授包童为通讯作者。研究成果被Nature research highlight报道。

来源:中山大学生态学院

“生态学院古生物团队在早期脉翅目幼虫化石研究取得新进展”

04

公共卫生学院廖婧团队揭示老年失智症家庭长期照护困境轨迹及关键转折点

家庭支持是我国非正式照顾的主要来源,尤其对于照护保障不足、专业资源缺乏的失智症患者照顾。团队前期系列研究发现(Age & Ageing 2020; BMC Geriatrics, 2021),我国家庭照护者大多数是中老年人,其本身也患有多种慢性疾病,照护和自我照护的双重压力给照顾者带来身体和精神负担,而不得不求助于专业照护。在以孝道和家庭为中心的集体主义文化中,从家庭照护向机构照护的过渡可能涉及到更多家庭冲突及道德拷问。然而,目前对关于中国失智症家庭照顾者长期照护经历研究甚少,仅有证据聚焦于家庭或机构照护单一维度考量,缺乏更为系统的纵向研究证据。

研究于2019-2020年在四川成都一所医养结合医院失能失智照护病区进行田野调查,选择了病区内符合纳入排除标准的13位失智患者的家庭照护者作为研究对象,包括5名配偶和8名子女。在家属来医院探望老人时,对家庭照护者采用面对面半结构访谈等方法获得调查资料。研究发现,家庭照护者照护困境可分为老人入院前后两大部分,每个部分的照护经历可被识别为三大主题:家庭照护中的精神压力、身体负担、社会与情感压力;机构照护中道德与情感困扰、经济负担、以及照护质量担忧。触发家庭照护者最终诉诸机构照护的临界点(tipping points)包括老年患者身体状态的重大变化或跌倒等意外受伤事件。进一步,研究还发现配偶与子女照护患者的经历也存在差异。主要表现为:配偶以情感困扰和身体负担为主;子女以照护、工作和家庭的不平衡以及道德压力为主。

失智症家庭照护者在选择机构照护前后的照护轨迹

以上研究成果以The trajectory of family caregiving for older adults with dementia: difficulties and challenges”发表在国际期刊Age and Ageing,中山大学公共卫生学院廖婧副教授为该文唯一通讯作者,社会学与人类学学院涂炯副教授和成都大学法学院李海燕博士为共同第一作者。

来源:中山大学公共卫生学院

“廖婧团队揭示老年失智症家庭长期照护困境轨迹及关键转折点”

05

肿瘤防治中心贾卫华团队在恶性肿瘤早筛早诊研究取得新进展

恶性肿瘤的早期诊断是降低死亡率的有效策略。得益于现有筛查技术方案的推行,近几年乳腺癌、前列腺癌、肺癌、结直肠癌、宫颈癌的死亡率显著降低。然而,对于绝大多数恶性肿瘤,目前依然缺乏有效的筛查检测方法。恶性肿瘤细胞中普遍存在着特殊结构的硫酸软骨素ACSA)修饰,称为肿瘤型硫酸软骨素(oncofetal chondroitin sulfate, ofCS),其修饰的蛋白称为肿瘤型硫酸软骨素蛋白聚糖(ofCSPG)。因其与胎盘滋养层细胞表面的硫酸软骨素A结构存在相似性,肿瘤型硫酸软骨素可被恶性疟原虫感染红细胞特异表达的VAR2CSA蛋白高亲和力结合。基于重组VAR2CSA的肿瘤型硫酸软骨素检测技术应用于恶性肿瘤筛查诊断的潜力巨大。

rVAR2检测ofCSPG的夹心法ELISA技术原理图

中山大学肿瘤防治中心贾卫华研究团队进行了长期的系统研究,通过构建7个包含不同序列和结构域的体外重组疟原虫VAR2CSA蛋白(rVAR2),充分解析rVAR2与肿瘤型硫酸软骨素在分子、细胞、组织水平上的互作规律。创新性地构建了以抗ofCSPG/ rVAR2为捕获分子,HRP修饰的rVAR2为检测分子的夹心法ELISA检测体系,实现微量血浆即可高效检测游离肿瘤型硫酸软骨素及其蛋白聚糖。贾卫华团队十余年深耕人群队列建设,基于所组建的广东自然人群队列及中肿肿瘤样本为主的多中心病例对照研究队列,先后完成了两中心三阶段验证。该研究创新性地建立了基于VAR2CSA的泛癌种液体活检技术,所构建的微量血浆ELISA检测技术具有无创、操作简便、低成本的优点,实现微升级别的血浆数小时内即可检测癌症风险,有望应用于大规模人群癌症筛查,实现恶性肿瘤早筛早诊,造福肿瘤患者。

以上研究成果以Establishment and validation of a plasmaoncofetal chondroitin sulfated proteoglycanfor pan-cancer detection”为题发表于国际期刊《自然通讯》(Nature Communications),贾卫华研究员、Jianbing Mu教授(美国国立卫生研究院过敏与传染病研究所)为本研究的共同通讯作者;张佩芬博士、吴梓依博士(本院博士,现工作于福建省肿瘤医院)、张文彬博士研究生、何永巧副研究员、陈可欣教授(天津医科大学附属肿瘤医院)为共同第一作者。

来源:中山大学肿瘤防治中心

转自:“中大科研”微信公众号

如有侵权,请联系本站删除!


  • 万维QQ投稿交流群    招募志愿者

    版权所有 Copyright@2009-2015豫ICP证合字09037080号

     纯自助论文投稿平台    E-mail:eshukan@163.com