生物化學(xué)的案例
基于化學(xué)和蛋白質(zhì)工程的生物催化新進展
探索催化劑以促進和完善反應(yīng)性是有機化學(xué)的一項中心工作。
在過去，人工催化劑已經(jīng)取得了令人矚目的發(fā)展，利用特定元素，可以進行無數(shù)種反應(yīng)。這些催化劑用途廣泛，但其速率和選擇性與酶卻無法相提并論。為了兼具酶催化與人工催化的優(yōu)勢，生物催化應(yīng)運而生，正在成為一個跨學(xué)科的領(lǐng)域。
1. 生物催化：魚與熊掌皆可得也
生物催化需要化學(xué)家和蛋白質(zhì)工程師之間相互合作，在大自然的幫助下，來彌合兩種催化方式之間距離。目前，生物催化已取得了令人印象深刻的成績，包括建立新的化學(xué)轉(zhuǎn)化。
諾貝爾化學(xué)獎得主Frances H. Arnold 教授發(fā)表于nature synthesis的評論性文章總結(jié)了新于自然（new-to-nature）生物催化研究進展，重點介紹了若干跨學(xué)科研究的例子，這些研究將有助于擴大生物催化的范圍，包括通過生物仿生學(xué)的視角探索的酶的多功能性概念，以實現(xiàn)超越目前化學(xué)催化所能實現(xiàn)的活性和選擇性。
2. 仿生催化：合成化學(xué)與酶催化的第一次碰撞
仿生催化，即開發(fā)尋求模仿生命反應(yīng)和模仿酶底物活化的人造催化劑，是合成化學(xué)和酶催化之間許多重要合作的第一個，起源于20世紀50年代。盡管它無法重現(xiàn)酶的快速速率和無與倫比的選擇性，但生物仿生學(xué)推動了合成化學(xué)的進步，包括開發(fā)自然界尚不知道的催化反應(yīng)。
在細胞色素P450單氧酶的故事中，可以看出生物學(xué)和化學(xué)相互啟發(fā)、相互借鑒和相互促進的卓越方式。
自20世紀60年代發(fā)現(xiàn)以來，含血紅素的P450酶有選擇地用分子氧氧化特定的C-H鍵的驚人能力，吸引了更廣泛的化學(xué)界的注意。
展開 《綠色化學(xué)·綜述》生物分子合成仿生納米復(fù)合水凝膠用于止血和傷口愈合
【背景介紹】
納米復(fù)合水凝膠已成為新型生物材料，并在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中引起了廣泛的研究興趣。將多種納米材料作為納米填料摻入軟聚合物基質(zhì)中可增強水凝膠的物理，化學(xué)和生物學(xué)特性，從而形成具有改善的化學(xué)和生物學(xué)特性的納米復(fù)合水凝膠。然而，傳統(tǒng)的物理或化學(xué)交聯(lián)方法經(jīng)常引起與納米復(fù)合水凝膠在制備，施用和隨后處置期間的毒性，生物相容性和環(huán)境問題有關(guān)的關(guān)注。
【科研摘要】
受自然生物學(xué)過程的啟發(fā)，研究人員越來越多地通過在水凝膠基質(zhì)中摻入各種納米材料來減少傳統(tǒng)納米復(fù)合水凝膠的影響，研究了生物分子輔助的生物合成納米復(fù)合水凝膠的方法。最近，印度研究人員Sujoy K. Das在《Green Chemistry》上綜述了題為Biomolecule-assisted synthesis of biomimetic nanocomposite hydrogel for hemostatic and wound healing applications的論文。探索了納米復(fù)合水凝膠制劑的傳統(tǒng)化學(xué)和物理方法以及對環(huán)境的影響。系統(tǒng)地綜述了使用生物啟發(fā)方法制備納米復(fù)合水凝膠制劑的最新生物制備策略，并且也強調(diào)了與生物制備納米復(fù)合水凝膠在止血和傷口愈合應(yīng)用中有關(guān)的最新進展。還討論了納米復(fù)合水凝膠的未來前景。本文深入探討了生態(tài)友好型生物啟發(fā)性策略的進展，該策略可用于止血和傷口愈合應(yīng)用的納米復(fù)合水凝膠的生物加工。
【圖文解析】
1.介紹
“水凝膠”一詞最早是在1894年提出的，用于描述膠體凝膠。1936年，杜邦的科學(xué)家報道了聚（甲基丙烯酸2-羥乙酯）水凝膠的合成。只是在1950年代后期認識到配制仿生生物塑料材料的要求已針對各種應(yīng)用，這些應(yīng)用具有以下特征：（i）允許所需水分的結(jié)構(gòu);（ii）對正常生物過程呈惰性;以及（iii）對代謝物的滲透性。
展開 用長纖維制造的微流體設(shè)備可用于化學(xué)或生物醫(yī)學(xué)測試和研究
微流體裝置是一種具有微觀通道的微小系統(tǒng)，可用于化學(xué)或生物醫(yī)學(xué)測試和研究。麻省理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)將微流體系統(tǒng)引入到單個纖維中，從而以更復(fù)雜的方式處理更大體積的流體。從某種意義上說，推進開辟了微流體的一個新的“宏觀”時代。環(huán)氧樹脂
過去幾十年中在制造在微芯片樣結(jié)構(gòu)上廣泛開發(fā)和使用的傳統(tǒng)微流體裝置，并規(guī)定在微觀體積中混合、分離和測試流體的方法。例如，在少量血液的醫(yī)學(xué)測試通常依賴微流體。但是這些裝置的小體積也帶來了限制；例如，它們不能用在更大體積的液體來檢測微量存在的物質(zhì)的程序。
麻省理工學(xué)院的一個研究小組找到了一種在纖維內(nèi)部制造微流體通道的方法。這些纖維可以適應(yīng)更大的生產(chǎn)量，并且它們在通道的形狀和尺寸上提供了極大的控制和靈活性。本周，麻省理工學(xué)院的研究生Rodger、Yuan Joel Voldma和Yoel Fin以及其他四位學(xué)者在《美國國家科學(xué)院院刊》“Proceedings of the National Academy of Sciences,”上發(fā)表了一篇論文，論文中詳細描述了這一新概念。
多學(xué)科方法
這個項目是Fink在擔(dān)任麻省理工學(xué)院電子研究實驗室主任時發(fā)起的“快速風(fēng)暴”活動（頭腦風(fēng)暴與速配的融合——Jeffrey Grossman教授的一個想法）的結(jié)果。這些活動旨在幫助研究人員開發(fā)新的合作項目，讓學(xué)生和博士后一對一頭腦風(fēng)暴6分鐘，并在一個小時內(nèi)提出數(shù)百個想法，這些想法由一個小組進行排名和評估。在這次特別快攻課程中，電氣工程專業(yè)的學(xué)生與材料科學(xué)和微系統(tǒng)技術(shù)專業(yè)的其他學(xué)生合作，開發(fā)出一種用新型多材料纖維細胞分類的新方法。
Yuan解釋說，盡管微流控技術(shù)被廣泛開發(fā)和廣泛用于處理少量液體，但是它存在三個固有的局限性，即裝置的總體尺寸、通道形狀和難以加入電極等其它材料。
展開 新興碳納米纖維氣凝膠：化學(xué)合成與生物合成
碳納米管和石墨烯氣凝膠都可以通過化學(xué)氣相沉積和分散體系凝膠化的方法來進行制備，但是前驅(qū)體昂貴以及合成需要涉及復(fù)雜設(shè)備限制了這些氣凝膠的實際應(yīng)用。因此，開發(fā)更簡單和經(jīng)濟的途徑（例如利用碳水化合物、纖維素以及蛋白質(zhì)等可再生資源為原料）來制備納米碳氣凝膠成為必然的發(fā)展趨勢。
【成果簡介】
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏教授（通訊作者）在Angew. Chem. Int. Ed. 上發(fā)表了題為“Emerging Carbon Nanofiber Aerogels: Chemosynthesis versus Biosynthesis”的綜述文章，集中闡述了新興碳納米纖維氣凝膠的化學(xué)合成與生物合成方法。首先展示了如何通過化學(xué)合成和生物合成的方法來制備碳納米纖維（CNF）氣凝膠，然后討論了兩種制備CNF氣凝膠方法的合成特點，集中在結(jié)構(gòu)和功能的多樣性以及CNF氣凝膠的物理化學(xué)性質(zhì)和潛在應(yīng)用。此外，作者還展示了基于可再生前驅(qū)體的CNF氣凝膠與CNT和石墨烯氣凝膠相比在諸多應(yīng)用中具有競爭優(yōu)勢。
【圖文導(dǎo)讀】
圖1 制備CNF氣凝膠的兩種策略示意圖：化學(xué)合成與生物合成
圖2 CNF氣凝膠的化學(xué)合成
(a) 合成過程的示意圖；
(b) 大尺寸整體濕凝膠的照片；
(c) 具有3D納米纖維網(wǎng)絡(luò)的HTC-CNF氣凝膠的SEM圖像；
(d) 各種直徑的HTC-CNF的SEM圖像；
(e) 在不同溫度下HTC-CNFs直徑與HTC反應(yīng)時間的關(guān)系。
展開 
2024年化學(xué)材料、清潔能源與生物技術(shù)國際學(xué)術(shù)會議(ICCMCEB2024)
2024年化學(xué)材料、清潔能源與生物技術(shù)國際學(xué)術(shù)會議(ICCMCEB2024)
會議簡介
2024國際化學(xué)材料、清潔能源和生物技術(shù)大會（ICCMCEB2024）將在長沙隆重舉行。本次會議旨在匯聚來自世界各地的化學(xué)材料、清潔能源和生物技術(shù)領(lǐng)域的專家學(xué)者，共同探討行業(yè)前沿技術(shù)和發(fā)展趨勢。會議將涵蓋多個熱點話題，包括新材料的研究和應(yīng)用、清潔能源技術(shù)的創(chuàng)新和推廣，以及生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)和環(huán)境保護等領(lǐng)域的應(yīng)用進展。我們旨在通過分享研究成果和交流經(jīng)驗，促進化學(xué)材料、清潔能源和生物技術(shù)領(lǐng)域的深入交流與合作，為全球可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。期待與您在長沙共襄盛舉，共創(chuàng)美好未來！
展開 名家匯集丨譜尼生物醫(yī)藥將受邀出席2023 IDC第五屆化學(xué)新藥與偶聯(lián)藥物研發(fā)論壇
譜尼生物醫(yī)藥致力于成為全球藥物開發(fā)一站式服務(wù)平臺，打造集藥物設(shè)計、藥物合成、工藝開發(fā)、藥物生產(chǎn)、藥物活性篩選、制劑研究、藥效學(xué)評價、藥代動力學(xué)評價、毒理學(xué)評價以及新藥注冊為一體的綜合技術(shù)平臺，為醫(yī)藥研發(fā)、生產(chǎn)及檢測提供專業(yè)優(yōu)質(zhì)的一站式服務(wù)。
研發(fā)團隊核心人員擁有超過20余年國際大型藥企、CRO研發(fā)經(jīng)驗，在多手性中心藥物合成、多步驟藥物合成、緩控釋制劑技術(shù)、脂質(zhì)體技術(shù)、納米制劑技術(shù)、低限度物質(zhì)檢測、未知物質(zhì)檢測、藥效藥代和臨床前毒理安全性評價等領(lǐng)域積累了豐富的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗；并參與制定毒理學(xué)領(lǐng)域國家和行業(yè)標準以及CNAS和新藥評審及指導(dǎo)原則制定，已經(jīng)服務(wù)上百家新藥研發(fā)機構(gòu)，團隊接受NMPA/OECD/US FDA檢查和復(fù)查經(jīng)驗，嚴格按照行業(yè)的Z高質(zhì)量要求推進新藥研發(fā)與申報。研究領(lǐng)域涉及腫瘤、心腦血管、高血壓、感染、消化系統(tǒng)以及精神和神經(jīng)系統(tǒng)等相關(guān)藥物。
上海總部實驗室具備CMA、CNAS資質(zhì)，嚴格按照GMP、GLP要求執(zhí)行，并得到了國內(nèi)和國際藥品管理部門的認可。其生物醫(yī)藥實驗室設(shè)施面積達三萬八千平米，達到生物二級建設(shè)要求，建立了符合國際標準的安全評價研究體系。
展開 北大劉燕&化學(xué)所王鐵JACS：可變形氧化釓納米線圈改善磁共振成像納米探針的生物相容性
然而，它們的生物安全風(fēng)險代表著巨大的商業(yè)價值，被認為是普遍關(guān)注的必要問題。納米粒子與蛋白質(zhì)的相互作用從根本上影響了成像納米探針的體內(nèi)生物相容性和毒性，其中血清蛋白質(zhì)吸附產(chǎn)生的生物界面通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用誘導(dǎo)它們進入細胞。納米材料對蛋白質(zhì)的非特異性吸附導(dǎo)致網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的清除，通過與細胞膜的相互作用促進內(nèi)吞作用，從而導(dǎo)致細胞毒性。此外，在某些情況下，非特異性相互作用導(dǎo)致納米顆粒與細胞膜、細胞外基質(zhì)和細胞核結(jié)合，導(dǎo)致標記效率低下、檢測不準確和遺傳毒性。納米顆粒的大小、形狀、表面電荷和溶解度對蛋白質(zhì)的相互作用有著重要的貢獻，這已經(jīng)被很好地探索為導(dǎo)致毒性的因素。
這些現(xiàn)有成像納米探針的共同特征是它們具有固定的形態(tài)。由于聚合物鏈的空間構(gòu)型自由度，聚合物涂層作為一種表面改性策略已經(jīng)被主要用于降低細胞毒性和延長納米材料的循環(huán)時間；這種方法通過構(gòu)象熵損失驅(qū)動的空間排斥抑制蛋白質(zhì)吸收。
【成果簡介】
為了設(shè)計用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的功能納米材料，科學(xué)家面臨的挑戰(zhàn)是進一步了解其獨特的毒理學(xué)特性。蛋白質(zhì)的非特異性粘附和內(nèi)吞作用被認為是成像納米探針的主要生物毒性來源。近日，來自北大口腔醫(yī)學(xué)院的劉燕和北京中科院化學(xué)所的王鐵研究員（共同通訊）在J. Am. Chem. Soc.上發(fā)表文章，為： “Biocompatibility of Magnetic Resonance Imaging Nanoprobes Improved by Transformable Gadolinium Oxide Nanocoils”。作者制造了具有低楊氏模量的超薄氧化釓(Gd2O3)納米線圈，它在溶液中提供可變形的性質(zhì)。
展開 中科院動物所顧奇/化學(xué)所王樹：營養(yǎng)不足環(huán)境中聚噻吩水凝膠的3D生物打印以促進干細胞增殖
然而，由于將細胞封裝在生物材料中時營養(yǎng)的滲透距離受到限制，導(dǎo)致營養(yǎng)不足的環(huán)境，因此開發(fā)新的生物活性材料以合理地增強干細胞的活力仍然是一項巨大的挑戰(zhàn)。
最近
，
中國科學(xué)院動物研究所
顧奇研究員
/
中國科學(xué)院化學(xué)研究所
王樹研究員
團隊
設(shè)計了陽離子共軛聚噻吩衍生物聚[3-（3'-N，N，N-三乙氨基-1'-丙氧基）-4-甲基-2,5-噻吩鹽酸鹽]（PMNT），集成到陰離子明膠/藻酸鹽基質(zhì)中以開發(fā)新的3D可生物打印的共軛聚合物油墨Gel/Alg/PMNT，而靜電相互作用可以幫助PMNT固定在油墨內(nèi)部而不會造成嚴重的擴散損
失。原則上，已證實
PMNT通過驅(qū)動細胞周期并上調(diào)生物合成和代謝途徑中的基因表達，從而在無血清培養(yǎng)基中促進人臍帶間充質(zhì)干細胞（hMSC）增殖。
通過與hMSCs一起使用3D生物打印策略，
通過使用Gel/Alg/PMNT墨水的增強干細胞療法進一步實現(xiàn)了全層切除傷口的加速愈合，其中通過誘導(dǎo)性刺激PMNT可以有效地促進hMSC的增殖。所開發(fā)的共軛聚合物油墨Gel/Alg/PMNT固有的高度生物活性和促進增殖的特性極大地克服了營養(yǎng)不足的環(huán)境，尤其是在3D打印的大型體系結(jié)構(gòu)中。
具有生物活性的聚噻吩材料具有
獨特的能力，無需血清即可促進干細胞增殖，從而為組織重建中的
3D生物打印提供了新的生物墨水。
相關(guān)論文以題為
3D Bioprinting of Polythiophene Materials for Promoting Stem Cell Proliferation in a Nutritionally Deficient Environment
發(fā)表在《
ACS Appl. Mater. Interfaces
》上。
展開 全合成的意義是什么？
全合成高活性高價值的天然產(chǎn)物，并用于化學(xué)生物學(xué)研究
2. 全合成為高效合成方法學(xué)提供了實踐和檢驗的平臺
下面對這兩點簡單談?wù)勎业目捶ā?1. 化學(xué)生物學(xué)
我就說我們院的一個人——雷曉光博士：Dr.LEI | THE LEI GROUP
他的研究興趣主要是重要活性小分子天然產(chǎn)物全合成及其化學(xué)生物學(xué)研究。
小分子影響了許多重要的生物過程，因此它們可以被認為是生物中心法則的另一個重要的組成成分。具有生物活性的小分子可以是通過自然進化選擇的天然產(chǎn)物，也可以是通過有機合成制造的藥物分子和化學(xué)探針。我們課題組致力于應(yīng)用新穎的活性小分子和化學(xué)手段去系統(tǒng)深入地研究重要生命過程，闡明生物信號傳導(dǎo)通路中新的分子作用機制，去驗證全新的藥物靶點從而幫助解決重大醫(yī)學(xué)難題。
具體研究內(nèi)容包括以下四個方面：
利用化學(xué)遺傳學(xué)手段研究與人類重大疾病（如：癌癥，感染性疾病，神經(jīng)退行性疾病等）相關(guān)的生物通路分子作用機制和調(diào)控方法；
運用活性天然產(chǎn)物發(fā)現(xiàn)新的生物靶點和闡明新的生物作用機制；
開發(fā)新一代高效的生物相容反應(yīng)，并且將其應(yīng)用在生物分子標記，追蹤等化學(xué)生物學(xué)研究中；
尋找和發(fā)現(xiàn)新的藥物靶點，利用藥物化學(xué)手段設(shè)計并且合成相關(guān)小分子進行創(chuàng)新藥物的研究。
不得不說，天然產(chǎn)物如此種類繁多，發(fā)現(xiàn)的和沒發(fā)現(xiàn)的，生物的力量是神奇的。總有那么些天然產(chǎn)物對某些疾病表現(xiàn)出優(yōu)越的活性，這也是天然產(chǎn)物全合成的文獻中開篇所必須介紹的內(nèi)容。活性高的分子才有合成價值，因為其背后就是用于化學(xué)生物學(xué)研究的價值。
2. 實踐與應(yīng)用
為什么現(xiàn)在的全合成都在提簡潔（concise）都在提克級制備（gram-scale，scalable）？
展開 2021年度化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)！
作為一項新興技術(shù)，聲化學(xué)涂層現(xiàn)在應(yīng)該要度過"死亡之谷"，成功克服與工業(yè)界的“代溝”。
生物用化學(xué)發(fā)光
水溶性二氧雜環(huán)丁烷提高了生物檢測的速度和靈敏度
發(fā)光一直讓人類著迷，欣賞螢火蟲的綠光和海藻的藍光簡直是一種魔法。科學(xué)家們已經(jīng)學(xué)會了利用這些化學(xué)反應(yīng)的力量——比如熒光劑，來幫助犯罪現(xiàn)場調(diào)查人員檢測血液，以及獲得2008年諾貝爾獎的綠色熒光蛋白（GFP）來點亮生物樣本，簡化了顯微鏡檢查。然而，科學(xué)家們還在不斷地改進發(fā)光分子，以應(yīng)用于高效二極管、安全信號、生物研究等方面。最近，研究人員發(fā)現(xiàn)了高效的化學(xué)發(fā)光探針，在生物學(xué)、生物技術(shù)和醫(yī)學(xué)方面具有巨大的應(yīng)用潛力。基于二氧雜環(huán)丁烷——四元的飽和氧雜環(huán)——這些分子在生理條件下閃耀著驚人的光芒，有時比以前的解決方案要亮數(shù)千倍。最重要的是，二氧雜環(huán)丁烷在水中也能完美地履行其職責(zé)，而不像其他競爭對手那樣需要有機溶劑。這可加速分析過程，因為化學(xué)發(fā)光過程是在體內(nèi)進行的，就像基于酶的方案一樣，且具有相當?shù)牧孔赢a(chǎn)率[26]。這項新興技術(shù)目前仍處于早期階段，然而許多有趣的應(yīng)用已經(jīng)出現(xiàn)。其中二氧雜環(huán)丁烷探針在檢測某些類型的腫瘤方面顯示出了巨大的前景，甚至有助于區(qū)分癌癥亞型。它們還能超靈敏地檢測致病菌，如沙門氏菌和李斯特菌，這些細菌與嚴重的食源性疾病有關(guān)，即使在今天也會造成嚴重的健康問題。此外，二氧雜環(huán)丁烷為活細胞成像領(lǐng)域帶來了有趣的機會，可以加速對基本生物化學(xué)過程的理解，并提供新的靈敏診斷工具。
展開 黃少鵬：地球科學(xué)12個核心問題凸顯地?zé)嵫芯恐匾?/span>
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生物地球化學(xué)循環(huán)是如何演化的？
生物圈是經(jīng)過數(shù)十億年演化而來的，在其演化過程中與地球表層發(fā)生著無休止的生物化學(xué)作用。生物圈通過光合作用和在微生物催化下的風(fēng)化和礦物合成作用等過程實現(xiàn)碳、氧、氮、硫等元素的循環(huán)，從而影響地球表層的化學(xué)和礦物多樣性。為了量化生物過程在各個時間尺度上對巖石和礦物形成、風(fēng)化和碳循環(huán)的影響，必須深化對于生物化學(xué)循環(huán)的認識。從地?zé)釋W(xué)的角度，無論是生物的生存繁衍，還是巖石礦物的形成與風(fēng)化分解，溫度都是一個重要的控制因素，因此，地?zé)嵫芯繉τ?em>生物地球化學(xué)循環(huán)研究具有重要意義。
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地質(zhì)過程如何影響生物多樣性？
生物多樣性是地球最耀眼、最基本的特征之一，也是最令人費解的問題之一。比如，物種滅絕這樣的重大事件是如何發(fā)生的？為何會發(fā)生？生物多樣性隨著時間、環(huán)境和地理條件是如何變化的？為什么發(fā)生變化？從地?zé)釋W(xué)的角度，合適的地球淺層溫度環(huán)境是維系生物鏈的基本條件之一，因而地溫的變化必然影響生物種群的興衰。
展開 
萊森光學(xué)：高光譜遙感在草原監(jiān)測中的應(yīng)用
2.2在草地化學(xué)成分估測中的應(yīng)用
高光遙感技術(shù)的誕生和應(yīng)用利用相應(yīng)數(shù)據(jù)信息獲取相應(yīng)的 植物化學(xué)信息提供了可能，利用該項技術(shù)能夠細致的對牧草葉 的各種生物化學(xué)信息、牧草在時間和空間上變化趨勢進行詳細 的分析，從而對草場的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)速率、植物枯萎后分別 速度以及植物多種營養(yǎng)成分進行確定，然后利用這些監(jiān)測結(jié)果 對草場牧草生長情況進行全面評價。總之，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和應(yīng)用，高分辨率技術(shù)和設(shè) 備會逐漸應(yīng)用到高光遙感技術(shù)方面，各種數(shù)據(jù)的處理手段和方 法也將會變得更加科學(xué)和高效，對實現(xiàn)草地動態(tài)化建設(shè)也將成 為可能。
產(chǎn)品推薦
便攜式地物光譜儀 iSpecField-NIR/WNIR
專門用于野外遙感測量、土壤環(huán)境、礦物地質(zhì)勘探等領(lǐng)域的最新明星產(chǎn)品，由于其操作靈活、便攜方便、光譜測試速度快、光譜數(shù)據(jù)準確是一款真正意義上便攜式地物光譜儀。
無人機機載高光譜成像系統(tǒng) iSpecHyper-VM100
一款基于小型多旋翼無人機機載高光譜成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)由高光譜成像相機、穩(wěn)定云臺、機載控制與數(shù)據(jù)采集模塊、機載供電模塊等部分組成。無人機機載高光譜成像系統(tǒng)通過獨特的內(nèi)置式或外部掃描和穩(wěn)定控制，有效地解決了在微型無人機搭載推掃式高光譜照相機時，由于振動引起的圖像質(zhì)量較差的問題，并具備較高的光譜分辨率和良好的成像性能。
展開 【環(huán)境仿真專題第五講】使用TELEMAC-MASCARET研究發(fā)電廠冷卻水排放對鹽水湖湖水質(zhì)及生態(tài)的影響
計算區(qū)域的3D網(wǎng)格示意圖
水質(zhì)模型
DelWAQ模型具備模擬氧、氮、磷、硝酸鹽、氨、正磷酸和硅酸鹽的含量，同時可以模擬三種浮游植物(硅藻、鞭毛蟲和甲藻)和兩種大型藻類的生物地球化學(xué)過程，如藻類生長、藻類死亡、呼吸作用、有機物分解、硝化作用、反硝化作用等。
本研究通過Telemac3d水動力學(xué)模型
耦
合DelWAQ生物
地球化
學(xué)模型，來研究瀉湖的生態(tài)系統(tǒng)演變過程，如溶解氧，氨氮含量，藻類生物質(zhì)等。
DelWAQ生物地球化學(xué)模型
04
模擬結(jié)果
2006年9月-2007年3月鹽度變化和在H12處的模擬與測量曲線
經(jīng)過校準的三維水動力學(xué)模型模擬了瀉湖從2006年9月到2007年3月共7個月的鹽分變化，通過對比模擬與現(xiàn)場測量的結(jié)果，驗證了該模型的可靠性。
具體地，2007年2月份發(fā)電廠開始排水，H12監(jiān)測到了表層湖水鹽度下降，從模擬的結(jié)果也能看到這一現(xiàn)象的發(fā)生。此外，模擬的結(jié)果再現(xiàn)了因淡水入水口位于表層而海水入口位于底層造成的湖體鹽度分層現(xiàn)象，以及當風(fēng)力影響較為顯著時表層和深層水體混合導(dǎo)致的鹽度均勻現(xiàn)象（如3月的某幾天表層和深層鹽度變化重疊）。
模擬2007年3月貝爾瀉湖鹽度變化
2005/01-2006/12在H08處的DelWAQ水質(zhì)模擬結(jié)果與檢測結(jié)果對比
如上圖所示，DelWAQ水質(zhì)模型耦合水動力學(xué)模型進行了為期24個月的模擬，可以看出水體中溶解氧和硝酸鹽的季節(jié)性變化。另外本模型還能夠準確的重現(xiàn)H08檢測站在夏季期間檢測到的溶解氧分層現(xiàn)象。
05
研究結(jié)論
環(huán)境仿真是研究貝爾瀉湖的物理和生物地球化學(xué)變量的唯一手段。
展開 中醫(yī)生物工程的研究
分子和細胞生物學(xué)[8]，簡潔一流的理論很少見，蛋白質(zhì)A開啟了蛋白質(zhì)B，然后激活蛋白質(zhì)C，如果大家能理解將對研究很有幫助。生物學(xué)家并引入了物理學(xué)概念，尋找簡潔一流理論，但是并不表明研究的系統(tǒng)是簡潔的。物理學(xué)家設(shè)計的理論用于解釋大量分子行為，如氧的彌散在介質(zhì)的作用下，個體特性會淹沒在團體行為的模式下。基因和蛋白質(zhì)更具挑戰(zhàn)性，因為它們不移動，不隨機相互作用，但能選擇性的參與某一功能性活動。化學(xué)提供了另一組工具，一些非生命系統(tǒng)中的化學(xué)過程與生物化學(xué)過程一樣復(fù)雜混亂，但并不妨礙被計算機模型所獲取，其結(jié)論是使復(fù)雜的模型簡單化，原因是一些成分可以被忽略。
3計算機模擬藝術(shù)
它不僅分析數(shù)據(jù)也是一種重要工具。物理學(xué)家把其藝術(shù)帶入到了精密狀態(tài)，天體物理學(xué)家能模擬整個星系世界，生物學(xué)家就能模擬細胞的微觀世界。計算機模擬復(fù)雜的真實細胞，預(yù)測基因活性與細胞功能變化的基因組，并建立了數(shù)據(jù)庫。研究細胞中多種過程的比較模型，許多蛋白質(zhì)能同時催化大范圍化學(xué)反應(yīng)，不同反應(yīng)的相對重要性會因基因被激活而產(chǎn)生某種蛋白而再次關(guān)閉，來模擬整個細胞行為。工程學(xué)認為一個細胞事件不會簡單的導(dǎo)致某一事件發(fā)生，有時一個過程會影響某個過程發(fā)生，用工程學(xué)術(shù)語描述就是反饋。即角加速時人體向一側(cè)傾倒，此時膜半規(guī)管內(nèi)淋巴液向相反方向流動刺壺腹嵴產(chǎn)生神經(jīng)沖動，傳至平衡中樞維持人體平衡，這就是人體位置與平衡中樞間的反饋，這種自我調(diào)節(jié)在工程學(xué)中十分常見。即可用“控制論”和“系統(tǒng)論”來描述它，生物學(xué)家已應(yīng)用在細胞中。描述生物學(xué)功能包含擴大、改編、加強、絕緣、糾錯和一致性檢測等概念。描述新的生物學(xué)語言將來源于綜合科學(xué)，即計算機科學(xué)或生物工程學(xué)等學(xué)科[3、4]。
4網(wǎng)絡(luò)生物學(xué)
世界范圍互聯(lián)網(wǎng)中的信息總是最新的，那里有通信、高速公路、鐵路、航運等，為網(wǎng)路提供能量、電流、水、物質(zhì)、友誼等，細胞網(wǎng)絡(luò)它們是如此相似。
展開 CFD-ACE+軟件介紹
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