近日，金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所冷泉与水合物研究团队在冷泉活动强度示踪和元素富集机制研究领域取得重要进展。该团队利用在南海东沙海域的水合物钻孔岩芯，通过沉积物中钼同位素（δ98Mo）的研究，揭示了冷泉沉积物中钼的富集机制，并指出钼同位素具有示踪冷泉活动强度的潜力。相关研究成果已发表在Geochimica et Cosmochimica Acta上，金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所博士金梦（现广州海洋地质调查局）为论文第一作者，金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所副研究员李牛为论文通讯作者，合作者还包括广州海洋地质调查局教授陈芳、德国汉堡大学教授Jörn Peckmann、美国朱尼亚塔学院教授Ryan Mathur、美国罗格斯大学教授Linda Godfrey，以及上海海洋大学教授陈多福。海洋沉积物释放的甲烷对海底生态环境乃至地球气候系统可能产生显著影响。在海底冷泉沉积物中，钼（Mo）的富集与甲烷释放事件密切相关，这些沉积物可能是海洋中潜在的钼汇。然而，冷泉沉积物中钼富集的具体机制尚未完全明确。本研究对南海天然气水合物区域的钻孔沉积物（GMGS2-8、GMGS2-16）进行了钼同位素分析。分析结果显示，冷泉沉积物中的自生钼同位素组成（δ98Moauth=0.18‰~3.31‰，NIST SRM 3134）与现代富含铁、贫硫化氢的沉积物以及弱缺氧沉积物相似。图1 研究站位所在位置示意图，南海东沙水合物钻孔GMGS2-8、GMGS2-16其中较高的自生钼同位素（δ98Moauth>1.5‰）反映了较低甲烷渗漏情况下，海水中的钼通过扩散作用进入沉积物孔隙水中，并在硫化环境中转变成硫代钼酸盐，导致钼同位素分馏。而自生钼同位素值的降低与沉积物Fe/Al和Mn/Al的升高则表明，在甲烷渗漏强烈的情况下（存在甲烷气泡），铁锰氧化物和氢氧化物颗粒的穿梭过程更为活跃。图2 （a）南海冷泉沉积物自生Mo同位素组成与Mn/Al关系，（b）与Fe/Al关系，（c）自生Mo和Mo同位素组成指示Mo来源研究认为，在甲烷渗漏通量较低时，沉积物中的钼主要来源于海水中钼的向下扩散。而在甲烷渗漏强度较高时，向上的甲烷气泡和羽状流促进了大量铁和锰从沉积物深部释放到上层水体，这些释放出的铁和锰遇到氧化的底层水后形成氧化物和氢氧化物颗粒。这些颗粒从海水中吸附钼，随后又回到沉积物中，在缺氧条件下分解释放出钼。释放出的钼被沉积物孔隙水中的硫化氢固定，最终导致冷泉沉积物中钼的富集。本研究揭示了铁锰颗粒穿梭过程在甲烷渗漏区域钼封存中的重要作用，并指出冷泉沉积物中的钼同位素组成有潜力作为限定甲烷渗漏强度的地球化学指标。图3 冷泉沉积物Mo同位素富集机制示意图该工作受到国家自然科学基金、金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所自主部署项目和广东省基础与应用研究研究重大项目共同资助。论文信息：Jin,M.,F. Chen,N. Li*,J. Peckmann,R. Mathur,L. Godfrey,and D. F. Chen (2024),Isotope evidence for the enrichment mechanism of molybdenum in methane-seep sediments: Implications for past seepage intensity,Geochim Cosmochim Ac,373,282-291论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016703724001728?via%3Dihub
近日，金沙威尼斯欢乐娱人城广州生物医药与健康研究院朱强/罗爽课题组通过密度泛函理论（DFT）辅助，实现了钯催化吲哚芳基异腈的C-H亚胺基环化反应，对映选择性地合成了多种稠环吲哚骨架的阻转异构体。相关研究成果以“DFT-Assisted Atroposelective Construction of Indole-Fused N-Heteroaromatic Frameworks through Palladium-Catalyzed C-H Imidoylation”为题，发表在国际催化期刊ACS Catalysis上。近日，金沙威尼斯欢乐娱人城广州生物医药与健康研究院朱强/罗爽课题组通过密度泛函理论（DFT）辅助，实现了钯催化吲哚芳基异腈的C-H亚胺基环化反应，对映选择性地合成了多种稠环吲哚骨架的阻转异构体。相关研究成果以“DFT-Assisted Atroposelective Construction of Indole-Fused N-Heteroaromatic Frameworks through Palladium-Catalyzed C-H Imidoylation”为题，发表在国际催化期刊ACS Catalysis上。(ACS Catal.2025,15,255–264)“阻转异构体（Atropisomer）”是指由于空间位阻或电子效应导致的单键旋转受阻的构象，表现出与其他立体生成元素相似的对映体特征。轴手性双（杂）芳基作为一种重要的阻转异构体，广泛存在于生物活性化合物中，并在不对称催化和功能材料领域具有重要应用。近年来，不对称合成双（杂）芳基阻转异构体方面取得了显著进展。在各种策略中，借助过渡金属催化的芳基C-H键直接官能化，已被认为是将自由旋转的双（杂）芳基转化为旋转受限阻转异构体的有效手段。然而，前手性双（杂）芳基通常需要导向基团，这在一定程度上限制了那些能提供空间位阻的取代基的多样性。团队在实验前首先利用DFT计算来解决芳基异腈手性控制相关的问题。核心问题在于中间体的异构化速率与还原消除速率接近，导致产物缺乏立体选择性。解决问题的关键，是扩大差向异构化与还原消除之间的速率差异，使中间体在还原消除过程中表现出显著的立体选择性。研究结果表明，当取代基为OTMS时，产物的立体选择性能得到有效控制。由于底物种类繁多以及合成过程复杂，DFT的提前预测显著提高了整体效率并减少了实验工作量。综上，朱强/罗爽课题组发展了对映选择性地合成多种稠环吲哚骨架的阻转异构体的新方法。包括C-C和C-N手性轴的异构体均能有效合成。更重要的是证明了DFT计算在辅助不对称反应设计和提升对映选择性方面的可靠性，为未来化学合成领域相关研究提供了新的思路和方法。该论文的第一作者是2024届博士毕业生王希龙，通讯作者是朱强研究员、罗爽研究员、罗宇博士和南宁师范大学黄俊副教授。徐家丽同学（南宁师范大学联合培养）和王垣予同学也参与了该课题的研究工作。该研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广西自然科学基金等项目的支持。论文链接图1 DFT辅助的钯催化对映选择性C-H键亚胺基环化反应图2 通过DFT计算筛选模板底物
金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室（OMG）博士孙李恒、研究员张运迎和研究员孙珍等在陆弧深部地幔多样性的研究中取得了重要进展。研究人员在华南中生代陆弧深部识别出起源于富集软流圈的石榴石辉石岩组分，这对理解陆弧深部地幔多样性与俯冲动力学机制具有重要意义。相关研究成果发表在《Geological Society of America Bulletin》上。陆弧是板块俯冲体系中大量岩浆产生的场所，也是地球陆壳生长的主要工厂。这些过程通常被认为与起源于俯冲流体或熔体的岛弧拉斑-钙碱性系列岩浆作用有关。近年来随着研究的深入，陆弧区也陆续发现了起源于富集地幔的碱性玄武岩。然而，由于碱性玄武岩在陆弧区分布稀少，尚未对其进行系统的研究。作为俯冲带特有的熔融产物，碱性玄武岩携带着不同于岛弧拉斑-钙碱性系列岩浆的信息，在揭示陆弧深部地幔多样性和俯冲动力学方面具有独特的潜力。基于此，研究团队以华南陆弧为研究靶区，对陆弧中的碱性玄武岩（IODP U1504站位）开展了主微量元素、Sr-Nd-Hf同位素和40Ar/39Ar定年研究。研究发现，华南中生代陆弧的碱性玄武岩形成于121Ma，具有典型的大洋岛弧玄武岩地球化学特征。这些岩石的高Nd同位素值（3.5-3.7）、低Sr同位素值（0.7034-0.7040）和低La/Nb比值（0.5-1.0）表明它们主要起源于软流圈地幔。与华南内陆碱性玄武岩相比，U1504碱性玄武岩具有较低的K2O/Na2O、Zr/Sm、Zr/Y、Nd同位素值和Hf同位素值，这指示了少量大陆岩石圈地幔的加入。富集的Nb、Ta、轻稀土元素，轻度亏损的Zr、Hf、Ti以及高Fe/Mn、Sm/Yb和低CaO的特征表明U1504碱性玄武岩的地幔源区主要为石榴石辉石岩。研究人员提出，地幔源区中的石榴石辉石岩可能是在古太平洋板块断裂的背景下，上涌的软流圈地幔与俯冲板片边缘相互反应形成，这种相互作用促使陆弧地幔组分多样化。结合已有的碱性玄武岩资料，研究人员认为华南陆块之下富集的软流圈地幔自晚中生代以来由内陆向沿海依次形成，这可能与俯冲板块断裂控制下的软流圈深部侧向和垂向流动有关。参与本项工作的还有金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所的苗秀全博士和李瑞隆博士研究生、金沙威尼斯欢乐娱人城广州地球化学研究所的张万峰高级工程师。研究得到了国家自然科学基金，国家重点研发计划，西太平洋地球系统多圈层相互作用重大研究计划、广东省人才团队项目和中国博士后科学基金的联合资助。论文信息：Sun,L.,Zhang,Y*.,Sun,Z*.,Miao,X.,Li,R.,Zhang,W.,2024. Origin of the Site U1504 alkaline basalts in the South China Sea continental margin: Insights on deep mantle diversity and subduction dynamics under continental arcs. Geological Society of America Bulletin. 文章链接：https://doi.org/10.1130/B37471.1图1 研究区地质概况和样品位置图2 U1504碱性玄武岩地球化学特征图3 华南陆弧区晚中生代碱性玄武岩成因模式图
小型磁性软机器人导管能够在人体复杂的血管系统中实现远程主动转向导航，并有效减少手术过程中对医生和患者的辐射暴露，因此在微创手术中具有巨大的应用潜力。然而，现有的磁性导管由于缺乏原位生物力学力感知，在微创手术中容易导致组织损伤。小型磁性软机器人导管能够在人体复杂的血管系统中实现远程主动转向导航，并有效减少手术过程中对医生和患者的辐射暴露，因此在微创手术中具有巨大的应用潜力。然而，现有的磁性导管由于缺乏原位生物力学力感知，在微创手术中容易导致组织损伤。11月24日，金沙威尼斯欢乐娱人城深圳先进技术研究院徐海峰团队联合中北大学李锐锐副教授、悉尼科技大学林滚滚助理教授，在小型磁控机器人导管的原位力感知策略方面取得重要研究进展。相关成果在期刊Biosensors and Bioelectronics上发表题为“Small-scale magnetic soft robotic catheter for in-situ biomechanical force sensing”的文章。论文上线截图在本研究中，研究团队提出了一种适用于小型磁控机器人导管的原位力感知策略。通过在导管远端同轴集成环形永磁体和基于光纤的力传感器，构建了驱动与感知一体化的磁性软导管（直径为2.3mm），实现了远程主动转向导航与高灵敏度生物接触力学感知。在管腔穿行过程中，磁性软导管通过力学传感器检测与生物组织接触时力的增加来识别障碍物（灵敏度达到0.38nm/mN）。主动转向使导管能够避开障碍物并继续顺利穿过管腔，从而在复杂的管腔系统中安全深入病灶进行精准控制，实现了主动操控与精确力测量的结合。力学反馈显著提高了微创手术的安全性和效率，特别适用于肺结节经支气管微波消融和心房纤颤射频消融等操作。驱-感一体化的磁控机器人导管在微创手术中的应用。进一步地，研究团队验证了该小型磁控机器人导管在特定微创手术应用场景中的适用性。报告指出，0.1～0.4N范围内的接触力可显著改善心脏消融手术的效果。当远端磁性导管与组织接触时，法向接触力的可控性对有效进行消融具有显著影响。在验证实验中，研究团队通过控制远端磁性导管深入并引导至离体猪心脏的目标病灶，通过外部磁场发生器增加磁场强度，在导管与目标病灶组织接触点迅速产生0.2N的初始接触力。利用反馈回路力控制磁性导管在离体猪心脏中产生可控接触力。通过固定外部磁体，保持外部磁体与环形磁体之间的距离，从而确保接触力保持稳定。如果力值偏离目标值，磁场强度会动态调整，以恢复并保持所需的力水平。通过进一步提高场强，接触力可调整至0.2～1N。这种精确的接触力控制突出了力感应机制在微创手术中的可行性。李锐锐副教授为论文第一作者，深圳先进院徐海峰副研究员、刘源副研究员，以及林滚滚助理教授为论文通讯作者。本项目受到了研究工作获得国家自然科学基金项目、深圳市基础研究计划等项目支持。<!--!doctype-->
随着全球气候变暖和海洋酸化问题日益严重，人们开始探索在沿海地区使用矿物添加作为增强碳汇和提高碱度的一种有前景的策略。然而，大多数相关研究主要集中在二氧化碳（CO2）吸收上，而对甲烷（CH4）减排的研究则相对较少，尽管甲烷是一种更强大的温室效应气体，其温室效应是二氧化碳的约28至36倍。为了填补这一研究空白，金沙威尼斯欢乐娱人城华南植物园可持续生态学团队开展了一项微宇宙培养实验，这项实验模拟了自然条件下的滨海湿地沉积环境来阐明不同矿物添加对温室气体排放（包括CO2和CH4）以及海水碱度的调节效果。研究表明，橄榄石的应用在后期有效地将滨海湿地沉积物从CO2的排放转为吸收，实现了175%的减少率。这表明橄榄石具有显著的固碳能力，可以作为人为增强滨海湿地碳储存的有效手段。然而，单独使用橄榄石影响了镁离子的有效性，这对依赖镁离子的生物过程可能产生潜在影响。而石膏的应用在早期阶段显著减少了53%的CH4排放。不过，施用石膏导致了海水碱度的明显下降，这可能会加剧海洋酸化，并对海洋生态系统构成威胁。降低的碱度会削弱海洋生物如珊瑚和贝类形成碳酸钙骨骼或贝壳的能力，进而影响整个食物链和生态系统的稳定性。有趣的是，两种矿物的混合施用显示出减少CH4排放的潜力，且不会损害海水的碱度和离子的生物可利用性。橄榄石与石膏的协同施用可能为滨海湿地管理提供了一种可持续的方法，在有助于控制甲烷这种强效温室气体排放的同时，还能维持海水的健康碱度水平。该研究不仅为理解矿物添加如何影响滨海湿地的环境功能提供了一个新视角，也为应对气候变化提出了一个潜在的解决方案。相关研究成果已近期在线发表在国际学术期刊Science of the Total Environment上。华南植物园博士研究生周金戈为论文的第一作者，小良站站长王法明研究员为论文通讯作者。该项研究得到国家重点研发计划，金沙威尼斯欢乐娱人城青年科学家基础研究项目，国家自然科学基金，广东省基础与应用基础研究基金，金沙威尼斯欢乐娱人城青年创新促进会,一带一路科学组织等项目的共同资助。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.178128图1. 微宇宙培养实验的实验设计及海水和气体收集的相关装置图2. 不同矿物添加对温室气体排放和海水碱度的影响
