研究揭示土壤污染或致城市家养鸡蛋铅含量较商业养殖高40倍

研究揭示土壤污染或致城市家养鸡蛋铅含量较商业养殖高40倍数据显示，美国有数百万家庭养鸡、且自COVID-19大流行以来，当地食品运动还进一步推升了这一数字。然而一项引人注目的新研究指出，在城市后院作为宠物饲养的鸡蛋，其铅含量竟是商业养殖的40倍。有鉴于此，研究人员强烈建议住在市中心养鸡或种植的人们，尽量提前做好土壤污染物的检测。（图自：EnvironmentalPollution）加州大学一支团队曾在2018年解释称，在自家后院养鸡的人们，更关注食物来源和生产加工过程中的安全性。通常情况下，这些家养禽肉与蛋品更有营养且安全。但是现在，一支澳大利亚研究团队却无情地揭示了事情的另一面，那就是铅污染。事实上，此前已有研究表明城市后院产的鸡蛋，可能含有高于平均水平的铅含量。为追溯铅来源、以及哪些特定环境可以安全养鸡，研究人员特地评估了悉尼市区的55处住宅。除了分析鸡肉与鸡蛋中的铅含量，他们还测量了每个地点的饮用水、鸡饲料、以及土壤中的污染物水平。尽管研究人员注意到鸡蛋中的微量金属没有超过国际标准的安全水平，但研究结果还是揭示后院鸡蛋的铅含量、达到了商业化养殖品的40倍左右。TheConversation指出——我们研究发现，后院鸡蛋中的平均铅含量为301μg/kg。相比之下，我们分析的九个商业散养鸡蛋，其铅含量仅为7.2μg/kg。先前一项针对纽约市社区花园鸡蛋铅含量的研究表明，100μg/kg或是人类可安全使用的良好阈值。但在这项新研究中，我们惊讶地发现，有半数以上的鸡蛋超过了这个阈值、且受污染的土壤是禽类接触铅的主要来源。鸡血与鸡蛋中的铅浓度，或与周围土壤中的铅含量直接相关。为了将数值保持在100μg/kg以下，土壤中的铅含量也必须低于117mg/kg。这个数字正好是美国环境保护署（EPA）给出的住宅安全铅含量指南的1/4左右。同时EPA确实有建议在园艺或食品相关的种植中显着降低土壤铅含量。此前相关研究多集中在水果和蔬菜上，然而食物对毒素的富集作用，也因不同的物种而异。深入分析表明，老房子的土壤和禽蛋中的铅含量更高，这一发现与另一些研究相吻合。这些研究指出，老房子很容易因为之前使用的含铅油漆、汽油或铅管，而受到遗留污染的影响。当然，研究人员并不是呼吁一刀切地阻止城市园艺，而是鼓励大家尽可能提前做好土壤污染物的检测工作。有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《环境污染》杂志上。原标题为《Leadpoisoningofbackyardchickens:Implicationsforurbangardeningandfoodproduction》。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1304613.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1304613.htm

研究人员展示了"挤压"红外光的新方法

研究人员展示了"挤压"红外光的新方法研究人员已经证明，一种特定类型的氧化物膜可以比块体晶体更有效地限制红外光，这对下一代红外成像技术具有重要意义。这些薄膜膜在压缩波长的同时保持所需的红外频率，从而实现更高的图像分辨率。研究人员利用过渡金属钙钛矿材料和先进的同步加速器近场光谱，表明这些膜中的声子极化子可以将红外光限制在其波长的10%以内。这一突破可能带来光子学、传感器和热管理领域的新应用，并可能轻松集成到各种设备中。图片来源：北卡罗来纳州立大学YinLiu“薄膜膜保持了所需的红外频率，但压缩了波长，使成像设备能够以更高的分辨率捕捉图像，”该论文的共同通讯作者、北卡罗来纳州立大学材料科学与工程助理教授YinLiu说道。“我们已经证明，我们可以将红外光限制在其波长的10%以内，同时保持其频率-这意味着波长循环所需的时间相同，但波峰之间的距离要近得多。块状晶体技术将红外光限制在其波长的97%左右。”“这种行为以前只是理论上的，但我们能够通过我们制备薄膜膜的方式和我们对同步加速器近场光谱的新用途首次在实验中证明它，”该论文的共同主要作者、北卡罗来纳州立大学材料科学与工程助理教授RuijuanXu说道。为了这项工作，研究人员使用了过渡金属钙钛矿材料。具体来说，研究人员使用脉冲激光沉积在真空室中生长出100纳米厚的钛酸锶(SrTiO3)晶体膜。这种薄膜的晶体结构质量很高，这意味着它几乎没有缺陷。然后将这些薄膜从生长它们的基底上取下，并放置在硅基底的氧化硅表面上。研究人员随后利用劳伦斯伯克利国家实验室先进光源的技术，在钛酸锶薄膜暴露于红外光时对其进行同步近场光谱分析。这使研究人员能够在纳米级捕捉到材料与红外光的相互作用。要了解研究人员学到了什么，我们需要讨论声子、光子和极化子。声子和光子都是能量在材料之间传播的方式。声子本质上是由原子振动引起的能量波。光子本质上是电磁能的波。可以把声子看作是声能的单位，而光子是光能的单位。声子极化子是准粒子，当红外光子与“光学”声子（即可以发射或吸收光的声子）耦合时就会产生。“理论论文提出了这样一种观点，即过渡金属钙钛矿氧化物膜将允许声子极化子限制红外光，”刘说。“而我们的工作现在表明，声子极化子确实限制了光子，并且还阻止光子超出材料表面。这项工作建立了一类用于控制红外波长光的新型光学材料，在光子学、传感器和热管理方面具有潜在的应用，想象一下，能够设计出使用这些材料通过将热量转化为红外光来散热的计算机芯片。”“这项工作也令人兴奋，因为我们展示的制造这些材料的技术意味着薄膜可以很容易地与各种各样的基底集成，”徐说。“这应该可以轻松地将这些材料整合到许多不同类型的设备中。”编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434557.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434557.htm

通过叶片测量根系长度的新方法可帮助提高作物产量

通过叶片测量根系长度的新方法可帮助提高作物产量深根植物比浅根植物更耐旱，因为它们的长根能够进入地下水位，而短根无法进入地下水位。深根植物也更善于吸收氮等养分，而这些养分往往会随着雨水或灌溉水深入土壤。还有一个减少温室气体排放的好处是，植物的根扎得越深，其捕获的大气二氧化碳在土壤中锁定的时间就越长。这是因为二氧化碳是由叶片吸收并带入根部的。出于这些原因和其他原因，作物科学家一直在努力培育根系更深的作物新品种。目前，检查根系长度的标准方法是在试验地里挖出多株植物，然后用卷尺测量它们的根系。这个过程不仅费时费力，而且在研究后期无法再次测量这些植物的根系，因为它们不会被重新种植。这就是LEADER的由来。LEADER是"LeafElementAccumulationfromDEepRoot"的缩写，这种根部测量方法是由宾夕法尼亚州立大学的乔纳森-林奇教授及其同事创造的。这项技术的基础是，在任何给定的农田里，不同的矿物质和其他元素存在于土壤的不同深度。当植物的根系向下生长到土壤中时，就会吸收这些元素，并将其带入叶片。因此，通过观察叶片中含有哪些土壤元素，就可以知道根系目前已经向下生长了多远。当然，你首先需要知道哪些元素位于哪个深度，这可以通过采集和分析有关田地的初始土壤核心样本来确定。LEADER运作示意图宾夕法尼亚州立大学在这项研究中，林奇的团队在全美四个地点种植了30个不同基因的玉米品系，并在六年时间里对这些地点的土壤和叶片进行了检测。叶片分析是在现场使用手持式X射线荧光分光光度计进行的。对于根系长度在30厘米（1英尺）或更长的植物，LEADER的精确度与传统的根系测量技术不相上下。尽管如此，在某些试验地块中，不同土壤深度的不同天然元素之间可能没有明确的界限。在这种情况下，可以在种植作物之前，将锶等"示踪元素"埋入已知深度的土壤中。一旦锶开始在叶片中出现，作物科学家就会知道根系已经到达了那个深度。重要的是，虽然研究中使用的是玉米，但LEADER应该适用于所有类型的植物。"要培育根系更深的作物，你需要观察成千上万株植物。把它们挖出来既费钱又费时，因为有些根系深达两米或更深，"林奇说。"每个人都想要深根作物--但直到现在，我们还不知道如何获得它们。"有关这项研究的论文最近发表在《作物科学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425017.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425017.htm

科学家发明测量水环境中纳米尺度的极微小力的新方法

科学家发明测量水环境中纳米尺度的极微小力的新方法超分辨光子力显微镜，用于探测纳米粒子与表面之间的超弱相互作用力。资料来源：LeiDing这项新技术采用了超分辨光子力显微镜（SRPFM），能够检测到水中小至108.2牛顿的力--如此微小的力相当于测量一个病毒的重量。北京航空航天大学的首席研究员王凡教授说，这种超灵敏测量的关键在于使用掺镧纳米粒子，通过光学镊子将其捕获，然后用来探测生物系统内的微小作用力。他说："了解这些微小的力对于研究生物力学过程至关重要，而生物力学过程是活细胞工作的基础。到目前为止，由于探针发热和信号微弱等因素，在液体环境中高精度测量如此微小的力是一项重大挑战。"王及其团队开发的SRPFM技术通过采用先进的纳米技术和计算技术解决了这些难题。通过利用神经网络驱动的超分辨率定位技术，研究小组能够精确测量纳米粒子在流体介质中如何受到微小力的作用而发生位移。这项研究的共同第一作者、皇家墨尔本理工大学的丁磊博士说，这项创新不仅提高了力测量的分辨率和灵敏度，还最大限度地降低了捕获纳米粒子所需的能量，从而减少了对生物样本的潜在损害。丁说："我们的方法可以检测到低至每平方根带宽1.8飞牛顿的力，这接近热噪声的理论极限。"这项研究的影响是巨大的，共同第一作者、北京航空航天大学的单旭晨博士补充道。单说："通过提供一种在分子水平上测量生物事件的新工具，这项技术可以彻底改变我们对一系列生物和物理现象的理解。这包括从蛋白质如何在人体细胞内发挥作用到早期检测疾病的新方法等方方面面。单该研究还探索了该技术在测量作用于单个纳米粒子的电泳力以及DNA分子与界面之间的相互作用力方面的应用，这对于开发先进的生物医学工程技术至关重要。研究小组的发现不仅为新的科学发现铺平了道路，而且还可能应用于开发新的纳米技术工具和提高生物医学诊断的灵敏度。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1436099.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1436099.htm

科学家找到让红外线在室温下可见的新方法

科学家找到让红外线在室温下可见的新方法研究人员开发出一种名为MIRVAL的方法，可在室温下将中红外光子转换为可见光子，从而实现单分子光谱学，并在气体传感、医疗诊断、天文学和量子通信领域得到广泛应用。在使用量子系统的新方法中，研究小组利用分子发射器将低能量的近红外光子转换为高能量的可见光光子。这项新的创新有能力帮助科学家在室温下检测中红外，并在单分子水平上进行光谱分析。伯明翰大学助理教授、该研究的第一作者RohitChikkaraddy博士解释说："分子中保持原子间距的键会像弹簧一样振动，这些振动会产生非常高的共振频率。这些弹簧可以被人眼不可见的中红外光激发。在室温下，这些弹簧是随机运动的，这意味着探测中红外光的一大挑战就是要避免这种热噪声。现代探测器依赖于冷却半导体器件，这些器件耗能高、体积大，但我们的研究提出了一种在室温下探测这种光的令人兴奋的新方法"。这种新方法被称为中红外振动辅助发光（MIRVAL），使用的分子具有中红外光和可见光两种功能。研究小组能够将分子发射器组装成一个非常小的等离子腔体，该腔体在中红外和可见光范围内都能产生共振。他们进一步设计了这种腔体，使分子振动态和电子态能够相互作用，从而将中红外光有效地转化为增强的可见光。Chikkaraddy博士继续说道："最具挑战性的方面是将三种截然不同的长度尺度--数百纳米的可见光波长、小于一纳米的分子振动和上万纳米的中红外波长--整合到一个平台中，并将它们有效地结合在一起。"研究人员通过创建皮腔--由金属面上的单原子缺陷形成的捕获光的难以置信的小空腔--能够实现低于一立方纳米的极端光约束体积。这意味着研究小组可以将中红外光限制在单个分子的范围内。这一突破能够加深人们对复杂系统的理解，并打开通往红外活性分子振动的大门，而在单分子水平上通常是无法实现的。但事实证明，除了纯粹的科学研究之外，MIRVAL还能在许多领域发挥作用。Chikkaraddy博士总结道："MIRVAL可以有多种用途，如实时气体传感、医疗诊断、天文观测和量子通信，因为我们现在可以看到单个分子在MIR频率下的振动指纹。能够在室温下探测近红外，意味着探索这些应用和在这一领域开展进一步研究变得更加容易。通过进一步改进，这种新方法不仅可以应用于塑造未来近红外技术的实用设备中，而且还能释放出连贯操纵分子量子系统中'带弹簧的球'原子错综复杂的相互作用的能力"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380635.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380635.htm

研究人员开发出对抗疟疾抗药性的新方法

研究人员开发出对抗疟疾抗药性的新方法疟疾仍然是全球最致命的传染病之一。抗药性疟原虫的出现要求我们不断开发新的药物。SvetlanaB.Tsogoeva教授领导的埃尔兰根-纽伦堡弗里德里希-亚历山大大学（Friedrich-Alexander-UniversitätErlangen-Nürnberg，FAU）的研究小组现已将抗疟疾药物青蒿素与香豆素（与青蒿素一样，香豆素也存在于植物中）结合在一起，并从这两种生物活性物质中开发出一种自发荧光化合物。这种自发荧光尤其具有优势，因为它可用于活细胞成像，并能以精确的时间顺序显示药物是如何起作用的。工作小组还发现，自发荧光的青蒿素-香豆素混合物能够消灭一种名为棕榈疟原虫的抗药性疟疾病原体。他们将研究结果发表在《化学科学》杂志上。青蒿素是从一种名为黄花蒿（ArtemisiaannuaL.）的植物中提取的一种高效、常用的疟疾药物成分。香豆素是一种次生植物化合物，存在于多种植物中。在开发抗疟疾药物的过程中，活性物质会被贴上荧光标签，以便利用成像技术，按照精确的时间顺序确定它们是如何对疟疾病原体发挥作用的。青蒿素已经使用了这种荧光标记。不过，使用荧光物质标记的一大缺点是会改变药物的作用方式。例如，这意味着在某些情况下，感染疟疾的细胞在荧光标记后对青蒿素等药物的吸收与之前不同。药物的溶解度也会发生变化。自发荧光混合物的开发避免了这一问题，这种混合物由两种或两种以上的基本化合物组成，本身具有荧光，其作用模式可通过成像技术精确观察。有机化学教席的Tsogoeva教授领导的团队决定将青蒿素与生物活性香豆素结合起来，因为香豆素衍生物也具有抗疟疾特性。香豆素衍生物还可以很容易地进行化学变化，使其具有极强的荧光性。研究人员发现，在感染了恶性疟原虫的活红细胞中，不仅可以观察到这种首创的自发荧光青蒿素-香豆素混合物的作用模式，而且还可以观察到青蒿素-香豆素混合物的生物活性。BarbaraKappes教授（巴西联邦大学化学与生物工程系）和DiogoR.M.Moreira博士（巴西巴伊亚州Fiocruz市GonçaloMoniz研究所）共同发现，这种活性制剂在体外（试管内）对恶性疟原虫菌株非常有效，而这些菌株对氯喹和其他疟疾药物具有抗药性。最重要的是，这种新化合物在小鼠模型体内对疟疾病原体也非常有效。随着首个自发荧光青蒿素-香豆素混合物的问世，FAU的研究人员希望他们已经为开发更多治疗疟疾的自发荧光药物奠定了基础，并在克服治疗疟疾的多重抗药性方面取得了重大进展。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398819.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398819.htm