科研進展*

飛秒超快激光法制備超小尺寸銀納米孔取得進展

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室（籌）趙繼民研究組與孟勝研究員合作采用飛秒超快激光法制備銀納米結構，細致分析了實驗中觀察到的超小銀納米孔形成的微觀物理機制，并基于密度泛函理論構造了納米孔形成的分子層次模型，揭示了其中包覆劑分子如何起到關鍵作用；并與楊槐馨、徐紅星研究員等合作，進行了大量的實驗表征和探索，制備出了直徑為2.3nm，深度為3nm的納米孔。

在此基礎上，研究人員通過改變分子大小實現了銀納米孔直徑的大小調控，制備出直徑為1.6nm的銀納米孔，印證了提出的物理機制正確性并拓展了應用前景。新方法結合了飛秒超快激光和化學包覆劑分子的優(yōu)點，其中納米孔的形成基于漸進生長物理機制。超小直徑的單個的銀納米孔可能應用在帶孔洞的金屬覆蓋的近場光學掃描探針、高分辨成像覆蓋掩膜、磁性等離激元共振研究、單孔生物傳感器等領域。該成果發(fā)表在Nano Lett.上。

石墨烯高靈敏一氧化氮傳感器件研究取得新成果

中科院蘇州納米技術與納米仿生所器件部劉立偉研究組與中科院物理所合作，在制作基于石墨烯的高靈敏一氧化氮氣體傳感器方面取得進展。他們以微納加工圖形化的石墨烯為電極，利用交流電泳技術制作金屬納米顆粒修飾還原的氧化石墨烯傳感通道。氣體分子的作用降低了石墨烯與金屬顆粒之間Schottky勢壘的厚度，實現了1 ppb(10億分之一)至1 ppm（100萬分之一）的高靈敏探測性能，對于低功耗、室溫NO高靈敏呼吸和環(huán)境探測具有潛在應用價值。該成果發(fā)表在ACS Nano上。

科研人員制備出八光子糾纏態(tài)

中國科學技術大學郭光燦院士領導的中科院量子信息重點實驗室成功制備出8光子糾纏態(tài)，刷新了世界上多光子糾纏的制備和操作數目記錄。研究人員對已有的糾纏光源制備方法進行改進，利用特殊切割的非線性晶體制備出高亮度的雙光子糾纏源。新方法能夠把產生的光子對的錐束壓縮成一個很小的圓斑，極大地提高了收集效率。他們利用單模光纖收集技術克服了光路穩(wěn)定性難題并提高了雙光子的糾纏度，然后利用偏振分束器實現3個門操作,把雙光子糾纏態(tài)級聯成8光子糾纏態(tài)，并利用自主研制的16通道復合分析儀，有效克服了8光子糾纏態(tài)的探測分析難題。最后，通過采用糾纏目擊者技術驗證了8光子的糾纏特性，并進一步利用產生出的糾纏態(tài)完成了8方量子通信復雜性實驗。實驗結果超越了經典界限，展示了量子糾纏的優(yōu)越性。

該項成果意味著人們對多光子糾纏的制備與操控達到前所未有的8光子水平，將在量子通信網絡、基于糾纏的量子計算等量子信息過程中獲得重要應用，同時推動了量子糾纏的特性與分類等基本物理問題的研究。該成果在線發(fā)表在Nature Communications上。

科研人員揭示鋸齒形邊緣石墨烯納米帶中的電聲子耦合效應

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室（籌）張廣宇研究組，利用拉曼散射光譜技術，研究了具有鋸齒形邊緣結構的石墨烯納米帶的電聲子耦合特性。他們首次在這種結構中觀察到了G峰的劈裂（G--1583軟化的E2g模式；G+-1594本征的E2g模式）。這種非應力效應導致的G峰劈裂可歸因于鋸齒形邊緣結構獨特的局域金屬邊緣態(tài)導致的“Peierls-like”金屬屏蔽效應，從而產生聲子軟化現象。兩個劈裂G峰的相對強度與納米帶尺寸之間存在著強烈的依賴關系，當納米帶寬度小于5(±3nm)時，軟化的G-峰仍然存在，而本征的G+峰消失，由此可確定局域邊緣態(tài)的耦合范圍為3-4nm。另外，G-峰可以作為Z-GNR的指紋峰，用以表征石墨烯納米帶的邊緣結構。

此外，結合偏振拉曼散射實驗，他們還首次從實驗上驗證了具有鋸齒形邊緣結構的石墨烯納米帶的TO振動模式具有4重對稱性。該結果為正確判定石墨烯納米帶聲子振動特性的理論研究提供了實驗依據。該成果發(fā)表在Nano lett.上。

金納米粒子的催化性能研究取得系列進展

中科院上海應用物理所物理生物學實驗室樊春海、李迪、黃慶研究組合作研究發(fā)現，金納米粒子可以在液相中對葡萄糖的氧化具有很強的催化活性，其催化機制類似于天然的葡萄糖氧化酶且具有更好的pH和溫度穩(wěn)定性。他們利用這種類似天然生物酶的金納米粒子催化活性與金納米粒子的催化生長耦合，實現了金納米粒子的尺寸、形貌和催化活性的同時控制，并提出了一種自限的生長機制。進一步研究表明，DNA分子可以調控這種自限生長過程。單鏈DNA分子可以強烈吸附在金納米粒子表面，抑制其催化活性，從而抑制其生長過程；而雙鏈DNA分子與金納米粒子的作用力較弱，較少抑制其生長過程。他們與華東理工大學龍億濤教授合作，利用暗場光學顯微鏡技術可以實時、動態(tài)地觀測DNA分子對單個金納米粒子生長過程的影響。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

非晶合金韌脆轉變機理研究取得進展

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室汪衛(wèi)華研究組與中科院化學所向俊峰博士合作，利用固體核磁共振方法從電子結構和原子排列層面考察了微合金化導致的這類合金韌脆轉變的機理。研究發(fā)現，金屬玻璃中結合鍵的柔順性可能對這種撕裂和滑動具有決定性作用。該項研究假設無方向s性軌道電子參與成鍵成分越多，鍵柔順性就越強，鍵在剪切作用下越容易滑動，在拉應力作用下就容易伸長而不易導致斷裂，從而裂尖塑性就越大也就會耗散更多的能量。該假設的依據是：TiAl等化合物以及金屬玻璃的密度泛函計算結果均表明過渡金屬（TM）-Al p-d軌道雜化以及費米能級處的d電子會導致費米能級處的Al 3s電子被散射，s電子會移動結合能，接近基態(tài)原子能級位置，形成局域化。費米能級附近s態(tài)密度減小程度與這種雜化程度有關。27Al NMR金屬位移作為原子局域探針主要反映了費米能級附近Al 3s電子態(tài)密度的大小。隨后的27Al固體NMR實驗結果支持這一假設，發(fā)現斷裂能大小與費米能級附近s分波態(tài)密度有著密切的聯系，s分波態(tài)密度愈高韌性愈好，從NMR角度證明了這類材料內部原子成鍵特性對裂尖塑性功大小起著決定性作用。

該研究首次成功地觀察到了金屬玻璃合金中費米能級附近Al 3s電子態(tài)密度的大小隨合金化調制而起伏，論證了這一起伏取決于p-d雜化程度并與金屬玻璃斷裂能變化有密切的關系。該成果發(fā)表在Phys.Rev.Lett.上。

科研人員觀測到欠阻尼約瑟夫森結中的量子位相擴散現象

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室（籌）趙士平研究組、呂力研究組、鄭東寧研究組和美國堪薩斯大學韓思遠教授合作，通過對具有相同臨界電流密度而面積大小不同的兩個Nb/Al-AlOx/Nb結的測量，在溫度25-140 mK下的小結中明確觀測到量子區(qū)域的位相擴散現象（T0＜＜Tcr），并提出了一個“two-step transition”模型來描述實驗結果。研究結果表明：在經典區(qū)域內，粒子從state 2到state 3的逃逸率Γ2對1/T的依賴關系滿足Arrhenius law，而在量子區(qū)域內則受到量子漲落的影響，其溫度依賴明顯變弱。這些結果與已有的過阻尼約瑟夫森結體系的“耗散勢壘”模型和Machura等人的量子理論預言有類似之處，它為理論工作者對欠阻尼系統(tǒng)量子位相擴散的研究提供了新的實驗基礎。該成果發(fā)表在Phys.Rev.Lett.上。

600mm長BGO大單晶問世

中科院上海硅酸鹽所中試生產一線成功制備出長度達600mmBGO大單晶。這是迄今為止國際上公開報道的最長BGO單晶。上海硅酸鹽所中試生產一線科研人員持續(xù)開展大尺寸高質量BGO晶體技術攻關工作，先后突破了PET用高質量大尺寸BGO晶體的批量生產技術（1999—2001年）、3英寸和4英寸高質量大單晶（2002—2003年）、截面為120×60mm大單晶（2004年）和長達350—400mm單晶生長技術（2004—2007年），不斷滿足了國內外市場和我國重要科研工作的需求。

通過納米載體調控細胞內藥物釋放降低腫瘤耐藥研究獲進展

中科院上海藥物所李亞平研究組與上海硅酸鹽所施建林研究組合作設計并制備出不同釋藥孔徑的中空二氧化硅納米粒(HMSNs)，作為抗癌藥物阿霉素(DOX)的載體，通過控制MSNs的釋藥孔徑，調節(jié)藥物的細胞攝取，通過MSNs的釋藥孔徑差異，調控DOX的釋放速率，抑制P-gp和消耗ATP等途徑，克服腫瘤多藥耐藥。為調控DOX的胞內釋放速率，他們制備了粒徑200nm，孔徑分別為3.2nm、6.4nm和12.8nm的三種HMSNs，作為一種新型孔徑可控的無機納米載體，HMSNs在MCF-7細胞和耐藥的MCF-7/ADR細胞中均能有效被攝取，且細胞毒性低，HMSNs不僅有較強的載DOX能力和pH-響應性釋藥性質，而且其細胞外和細胞內藥物釋放均顯示孔徑依賴性的藥物釋放行為。

載DOX的HMSNs(DMSNs)在MCF-7/ADR細胞中的抗癌活性也呈孔徑依賴性，較大孔徑的DMSNs能介導更多DOX的細胞攝取和更快的胞內藥物釋放，在胞內藥物蓄積量更高，逆轉耐藥效果更佳。該研究對通過納米技術降低腫瘤多藥耐藥的機理研究具有重要參考價值。該成果發(fā)表在ACS nano上。

苯胺間位芳基化機理研究方面取得進展

中科院上海有機化學所的李玉學、吳云東和侯雪龍通過理論計算與實驗驗證相結合的方法，研究了苯胺間位芳基化反應的機理，提出了較為合理的反應路徑。其中，通過類似Heck反應的四元環(huán)過渡態(tài)生成間位產物的路徑最有利，從而解釋了間位選擇性產生的原因。進一步的實驗工作支持了計算所提出的機理。該工作表明，理論計算在反應機理研究方面可以發(fā)揮重要作用，理論和實驗的結合可以更深入地揭示反應的內在規(guī)律。該成果發(fā)表在J.Am.Chem.Soc.上。

蛋白質納米結構單功能化研究取得進展

中科院蘇州納米技術與納米仿生所王強斌研究組與武漢病毒所納米生物學實驗室合作，發(fā)展了一種對蛋白質納米殼結構表面高效單功能化的策略，從而實現了對離散納米結構組裝的更精細調控。他們以“SV40病毒主要衣殼蛋白VP1包裝量子點形成雜化病毒納米顆?！边@一體系為模型，闡明了該策略。研究人員通過基因工程手段，在組裝單元VP1五聚體表面同時引入半胱氨酸和組氨酸標簽，分別作為功能模塊和純化模塊。功能VP1五聚體與非功能（野生型）VP1五聚體在一定優(yōu)化比例下混合組裝；借助功能VP1五聚體表面的組氨酸標簽，通過鎳柱親和層析可以方便地將單功能化的病毒納米顆粒純化出來。金納米顆粒結合實驗進一步證實了所構建病毒納米顆粒的單功能性，也表明這種蛋白質納米殼結構可以作為指導金納米顆粒-量子點一對一結構的良好支架。該策略可以拓展到其他蛋白質納米結構，在無機納米顆粒的單功能化、復合納米結構的設計與構建、單顆粒追蹤、配體-受體相互作用定量研究、藥物定向輸送等方面具有重要的應用價值。該成果發(fā)表在J.Am.Chem.Soc.上。

過渡金屬催化的交叉偶聯反應取得系列進展

中科院福建物質結構所結構化學國家重點實驗室蘇偉平研究組在過渡金屬催化的C-H鍵官能團化和脫羧交叉偶聯反應研究中，取得系列成果。他們實現了鈀催化的基于苯甲酸脫羧的富電子噻吩、缺電子多氟芳烴的C-H鍵直接芳基化，該反應可適用于多種類型的官能團，為合成含噻吩或多氟芳基的聯苯化合物提供了一條低成本的有效路線，該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed上；實現了在釕或鐵催化的溫和條件下選擇性的吲哚甲酰化和苯甲?；?，該合成方法避免了傳統(tǒng)的吲哚甲?；捅郊柞；磻璧目量虠l件，反應產物是廣泛應用的中間體，而且溫和的反應條件及好的官能團容忍性使得這一反應在復雜化合物的修飾方面有潛在的應用。該成果發(fā)表在J.Am.Chem.Soc.上。他們與北大化學化工學院合作，發(fā)現了第一例鈀催化的基于C-H鍵官能團化的烯烴交叉偶聯合成苯的反應，開辟了一條有效合成多取代苯的新途徑，有望克服在傳統(tǒng)的親電取代反應中取代基定位效應對多取代苯制備的束縛。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

紫外非線性光學材料研究取得新進展

中科院福建物質結構所光電材料化學與物理院重點實驗室葉寧研究組以具有平面三角形結構的碳酸鹽為研究對象，通過精確控制晶格中堿金屬和堿土金屬陽離子的相對大小，實現了CO3結構基團共面平行排列，獲得了一系列非線性光學效應為3—4倍KDP的系列碳酸鹽晶體ABCO3F(A=K,Rb,Cs,B=Ca,Sr,Ba)。他們采用堿土金屬碳酸鹽與堿金屬氟化物形成低熔點復鹽的的思路，成功地實現在碳酸鹽分解溫度以下的單晶生長。該研究開辟了碳酸鹽非線性光學晶體探索的研究方向，也為碳酸鹽的大晶體生長提供了思路。此外，該研究組采用提高有效非線性基團密度以提高化合物宏觀非線性光學性能為思路，設計合成了一系列具有BO3基團共面排列的層狀堿金屬硼酸鹽化合物，并且巧妙地采用不同大小的基團片段作為層間連接以調控BO3基團密度，揭示了結構與性能關系，獲得了4個具有高BO3基團密度和較大非線性光學效應的紫外晶體。該成果發(fā)表在J.Am.Chem.Soc.上。

新型手性路易斯堿催化劑研發(fā)應用方面取得進展

中科院成都有機化學有限公司張曉梅/袁偉成研究組從廉價易得的氯霉素中間體出發(fā)，經過簡單的兩步反應合成了一類新型的手性路易斯堿催化劑1。這類催化劑在多種類型的碳氮雙鍵的不對稱氫化硅烷化反應中具有很好的催化活性和選擇性，尤其是在α-乙酰氧基-β-烯胺酯的反應中表現突出。他們設計了一類結構新穎的α-乙酰氧基-β-烯胺酯底物2，并以新型路易斯堿催化劑1催化其不對稱氫化硅烷化反應，以較高的對映選擇性和非對映選擇性得到相應的α-羥基-β-氨基酸衍生物3，并通過簡單的衍生成功地得到了紫杉醇側鏈。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上，并被Synform雜志作為“Synstories”重點介紹。

科研人員制備出新型生物粘附界面對癌細胞進行檢測研究

中科院化學所有機固體院重點實驗室制備出一種新型癌細胞靶向識別的生物粘附界面，與國家納米科學中心合作，實現了對目標癌變淋巴細胞的高效率捕獲及釋放。他們在通過化學腐蝕得到的硅納米線陣列基底上修飾了可以對癌變淋巴細胞產生特異性吸附的核酸適配體。由于分子識別與結構識別的協(xié)同效應，實現了對目標淋巴細胞的高效率的捕獲，其捕獲效率高于傳統(tǒng)二維材料兩個數量級。另外，只需利用核酸外切酶切斷核酸適配體單鏈分子，捕獲的細胞便可有效釋放，避免了傳統(tǒng)去粘附過程中胰酶對細胞的傷害。這種新型芯片提供了一個“高捕獲易釋放”的細胞檢測平臺，在細胞基的重大疾病診斷，如HIV檢測、癌癥檢測、干細胞分離等領域具有巨大的應用前景。該成果發(fā)表在Adv.Mater.上，并被選為封面論文進行了專門介紹(相關圖片請見封面)。

配體調控的化學選擇性合成取得新進展

中科院上海有機所金屬有機化學國家重點實驗室唐勇研究組在重氮和α,β-不飽和羰基酯的反應中，通過配體的選擇控制反應實現1,5-環(huán)化反應和1,7-環(huán)化反應，分別得到二氫呋喃類產物和苯啅類產物。DFT計算研究表明，該反應可能經歷氧與金屬絡合的羰基葉立德和碳與金屬絡合羰基葉立德。對于空間位阻較大的萘二酮類雙亞胺配體而言，形成中間體羰基葉立德后，由于空間相對擁擠，反應更易于通過氧絡合的羰基葉立德發(fā)生1,7-環(huán)化反應；而當使用空間位阻較小的雙噁唑啉配體時，反應更有利于經歷碳與金屬絡合的羰基葉立德而發(fā)生1,5-環(huán)化反應形成二氫呋喃類衍生物。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

分子材料和器件研究取得系列進展

中科院化學所有機固體院重點實驗室在分子材料和器件研究中取得了系列進展，并分別在Chem.Rev.和Chem.Soc.Rev.上發(fā)表了綜述文章。

該研究組通過實驗證明了表面能非均勻性對有機場效應晶體管性能影響的廣泛性，并且發(fā)現了表面能非均勻程度和有機場效應晶體管遷移率之間存在一種線性反比關系。該成果發(fā)表在Adv.Mater.上，并被選為插頁；

該研究組通過利用介電層表面能非均勻性對有機半導體層生長形貌進行控制和優(yōu)化，制備出空穴遷移率高達3.6cm2/Vs的并五苯場效應晶體管，這是國際上已報道的并五苯柔性薄膜器件的最優(yōu)結果之一。同時，在這一高性能晶體管基礎上，制備出高性能柔性環(huán)形振蕩器，振蕩頻率超過1kHz。該成果發(fā)表在Adv.Mater.上；

該研究組采用CVD方法，選取金屬銅作為催化劑，精確控制生長條件，成功地制備出形貌規(guī)則的六角石墨烯，并對其電學性質進行了深入研究。六角形貌石墨烯的發(fā)現極大地擴展了石墨烯領域的研究內容。該成果發(fā)表在Adv.Mater.上；

該研究組在液氮的條件下通過微波火花法剝離天然石墨，獲得了高質量、高純度的碳納米卷。這種石納米卷是由少數層或單層石墨烯卷曲而成，并有緊密結構。該碳納米卷的場效應器件在空氣和氮氣中都具有穩(wěn)定的雙極性行為，在氮氣中最高空穴遷移率達3117 cm2/Vs，電子遷移率達4595cm2/Vs。碳納米卷還具有穩(wěn)定的線性電流/電壓曲線，最高電流密度可達7×107A/cm2。該成果發(fā)表在Adv.Mater.上；

該研究組和中國農業(yè)大學合作利用電化學方法，在柔性襯底上，將滴在兩電極間的氧化石墨烯溶液中的氧化石墨烯通過一步法實現了還原和排布，并成功將其應用于檢測農藥的傳感器中。該傳感器對常用農藥—樂果的傳感靈敏度達到了7.6 ppb，并進一步分析得到該農藥分子的活性來自于氮、硫和磷原子的共同作用結果。該成果發(fā)表在Adv.Mater.上。

研究人員發(fā)現ABA信號通路調控新機制

中科院上海藥物所徐華強研究組與美國文安徳研究所Karsten Melcher、上海植生所朱健康教授合作，發(fā)現了脫落酸(abscisic acid，ABA)信號通路調控新機制，解決了激酶如何被抑制以及如何被激活的兩個關鍵科學問題。研究人員報道了激酶和磷酸酶的復合體結構，從中發(fā)現激酶與ABA受體對磷酸化酶的識別有驚人的相似性。ABA受體的作用位點是在PP2C的活性中心。激酶和磷酸酶的復合體結構揭示了激酶的活性中心與PP2C的活性中心相互對接，從而模擬了受體-PP2C的相互作用。這些結構生物學的研究結論提出了一個簡單的新機制，即耦合的ABA受體能直接抑制磷酸化酶并激活激酶。同時，這也揭示了激酶-磷酸化酶通過催化位點的相互作用而進行彼此調控的新法則。

他們報道了調控ABA信號通路激酶的自身激活機制。通常激酶要通過上游激活因子被激活，而調控ABA的激酶則不同，它具有高水平的自我激活能力。研究人員發(fā)現，調節(jié)ABA的激酶具有一個特有的螺旋結構來固定激酶的三維結構，從而維持激酶的自我磷酸化活性。結合ABA受體—PP2C復合體結構，該研究詳實地解析了ABA激素如何抑制PP2C從而激活調節(jié)aba信號通路的激酶，從而為ABA信號通路的核心結構提供一個完整的解析。以上成果分別發(fā)表在Science和PNAS上。

水稻復雜性狀全基因組關聯分析和栽培稻遺傳多樣性研究取得突破

中科院上海生命科學研究院植物生理生態(tài)所/國家基因研究中心韓斌研究員，利用第二代高通量基因組測序技術，對廣泛收集的950份代表性中國水稻地方品種和國際水稻品種材料進行基因組重測序。他們開發(fā)了一套有效算法可以對低豐度測序數據進行高效、準確、快速基因分型鑒定和對缺失數據進行填充，因而構建了一張精確的水稻高密度基因型圖譜（Haplotype Map）。通過群體遺傳學分析，初步鑒定了一些影響水稻群體分化的基因組區(qū)段和候選基因。

通過對950份水稻品種材料進行了系統(tǒng)的水稻抽穗期和產量相關性狀的考察，并利用構建的水稻高密度基因型圖，在粳稻群體、秈稻群體和整個水稻群體中進行了全基因組關聯分析，鑒定到多個新的關聯位點。為了更準確地鑒定相關基因，他們進一步開發(fā)了一種基于單體型分析的局部基因組序列組裝的算法，對基因區(qū)的不同等位基因分別進行組裝，鑒定序列變異。在定位到的關聯區(qū)域中，通過整合水稻基因注釋、芯片表達譜信息和序列變異信息，已經能夠直接鑒定到部分候選基因。因此，該研究體系將能夠用于更精確地對候選基因進行篩選和鑒定。該成果在線發(fā)表在Nature Genetics上。

環(huán)酯肽類抗生素的生物合成研究取得進展

中科院南海海洋所鞠建華研究組，對具黑莫他?。╤imastatin）的生物合成機制進行了深入研究并取得了重要進展。研究人員通過基因組掃描測序和生物信息學分析獲得了Himastatin的生物合成基因簇，揭示了其生物合成裝配線上新穎的模塊組織結構。其生物合成基因簇包含20個基因，分別編碼4個非核糖體聚肽合成酶、2個硫酯酶、3個未知功能蛋白、1個乙酰谷氨酸激酶、3個調控蛋白、1個脫氫酶、2個ATP結合轉運蛋白、1個肽單氧化酶和3個細胞色素P450家族蛋白。他們通過文庫構建和篩選，對12個功能基因進行了體內基因置換突變，對兩個關鍵基因進行了回補實驗，并對突變株的代謝產物進行了分析，從其中3個細胞色素P450基因突變株中分離鑒定了6個關鍵生物合成中間體或結構衍生物，闡明了himastatin獨特的生物合成途徑和3種細胞色素P450氧化酶的后修飾功能，首次發(fā)現HmtN負責哌嗪酸結構單元的立體專一性和區(qū)域專一性羥化反應，HmtT負責催化色氨酸結構單元的環(huán)氧化-環(huán)化反應導致氫化吡咯吲哚三環(huán)結構的形成，HmtS負責天然對稱小分子的區(qū)域專一性的芳環(huán)-芳環(huán)碳碳偶聯反應。

該項研究揭示了環(huán)酯肽類抗生素Himastatin獨特的生物合成機制，發(fā)現了3種新功能細胞色素P450氧化酶，能夠在溫和條件下完成區(qū)域專一性、立體專一性和非活化的芳香碳碳偶聯反應。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

leptin基因在海洋哺乳動物中的進化模式研究取得進展

中科院昆明動物所張亞平院士研究組和云南大學于黎研究員，博士研究生靳偉等測定了海洋哺乳動物——鯨目代表物種的瘦蛋白基因leptin基因，并結合55條網上已有哺乳動物leptin序列進行研究。研究結果表明，在鯨目中的齒鯨亞目祖先枝和食肉目水生鰭腳類中的海豹科祖先枝都發(fā)現了正選擇作用和正選擇位點。而鯨目中的須鯨亞目祖先枝和食肉目中水生鰭腳類中的海獅科祖先枝都沒有發(fā)現正選擇作用。這提示leptin基因在海洋哺乳動物的特定類群中，包括須鯨亞目和海豹科物種中產生了新的組織特異性和新功能，如與深水潛水有關的呼吸系統(tǒng)功能適應。

此外，他們還對與瘦蛋白結合的瘦蛋白受體（leptin receptor）基因進行了分析，研究結果并沒有在鯨目和食肉目鰭腳類中發(fā)現正選擇。因此leptin和leptin receptor基因之間不存在共進化。該研究為哺乳動物從陸地到海洋轉變過程中的leptin進化和可能具有的新功能提供了重要信息。該結果發(fā)表在Plos One上。

人類從頭起源新基因研究取得重要進展

中科院昆明動物所張亞平院士課題組借助比較基因組學方法，在人類基因組中系統(tǒng)性地挖掘到60個人類特異的從頭起源蛋白編碼新基因，遠遠超出之前的研究估計。這些新基因在大腦皮層和睪丸中表達量很高，提示可能已經與其他基因發(fā)生相互作用，影響人類一些適應性性狀，例如人類大腦的快速進化、認知能力的獲得等，提示從頭起源可能是促進生物適應性進化的重要機制之一。該成果在線發(fā)表在PLos Genetics上。

科研人員揭示北山拼貼造山帶古生代多重增生與碰撞過程

中科院地質與地球物理所肖文交研究員及其合作者基于野外地質解剖、構造剖面測制、構造地層學分析和區(qū)域古地磁、古地理等資料綜合，重新劃分了北山的大地構造單元，由北往南厘定出多個島弧和蛇綠混雜巖。這些大地構造單元由逆沖地層所連接，并被二疊－三疊紀走滑斷層所改造。卷入變形的最年輕地層為二疊系，焊合巖體時代多為晚二疊世。構造－巖漿－變質等區(qū)域資料顯示，北山確實在早－中古生代古亞洲洋中發(fā)育了數個島弧地體。北山晚古生代的構造格局則是以活動陸緣或者島弧拼貼體被兩條蛇綠巖帶分隔為特征。最北面為延續(xù)至二疊紀的雀兒山島弧，最南面為敦煌陸塊的北部活動陸緣，二者之間為公婆泉復合島弧，形成多島弧盆系統(tǒng)。在晚石炭世－二疊紀時期，塔里木地塊東北角與中天山碰撞拼貼，形成古亞洲洋南部晚古生代復式多島海格局，期間與北山西部多島弧盆系統(tǒng)發(fā)生相互作用，導致晚二疊世多重增生與碰撞過程。這被認為是中亞造山帶最晚的增生事件之一，可與現代帝汶－澳大利亞碰撞帶及其鄰近多島海格局進行類比。

北山晚二疊世多重增生與碰撞過程解剖更新了晚古生代北山為陸內裂谷的認識，為解決阿爾泰型造山拼貼體最終拼貼時限和增生過程、東西連接對比等問題提供了重要證據。該成果發(fā)表在American Journal of Science上。

研究發(fā)現全新世念青唐古拉山北坡垂直植被帶遷移與氣候變化的關系

中科院地質與地球物理所新生代地質與環(huán)境重點實驗室與其合作者對青藏高原中部納木錯湖區(qū)37個表土和NMLC-1湖芯198個沉積物樣品開展了孢粉分析。研究顯示，該區(qū)表土孢粉組合可指示并區(qū)分念青唐古拉山北坡沿海拔梯度分布的高寒草原和高寒草甸植被帶。高寒草原表土孢粉組合以蒿屬花粉的高含量（平均25.1%）為特征，蒿屬與莎草科花粉比值（A/Cy）平均為4.9；高寒草甸表土孢粉組合以莎草科占絕對優(yōu)勢（56.8%），A/Cy平均值為0.1。A/Cy比值可區(qū)分高寒草原帶（＞1.0）和高寒草甸帶（＜1.0），并作為垂直植被帶遷移和氣候溫度變化的指示。

通過納木錯NMLC-1孔全新世化石孢粉記錄，結合A/Cy比值變化與判別分析結果，研究人員重建了距今8400年以來伴隨氣候溫度的持續(xù)降低，念青唐古拉山北坡垂直植被帶逐漸向下遷移的過程。該區(qū)全新世植被帶遷移和溫度變化的趨勢，與同時期北半球夏季太陽輻射變化較一致，反映了太陽輻射直接影響了高原中部全新世氣候變化和植被演替；對比同時期高原不同區(qū)域植被與氣候變化序列，他們認為全新世西南季風的進退主要影響了高原中部濕度的變化。該成果發(fā)表在The Holocene上。

研究揭示北大西洋經向環(huán)流對東亞季風的影響

中科院地球環(huán)境所孫有斌研究員及其合作者，通過對黃土高原西北部靖遠和古浪兩個黃土剖面開展詳細的光釋光測年和粒度分析，重建了最近6萬年來冬季風的強度變化，結果表明：末次冰期中國黃土、石筍及冰心記錄的千年尺度氣候波動具有高度相似性。研究人員運用CCSM3模式模擬了在冰期極盛期，北大西洋經向環(huán)流減弱對東亞季風的影響，發(fā)現亞洲粉塵源區(qū)及黃土高原地區(qū)的冬季風顯著增強，而東亞大部分地區(qū)的夏季降水顯著減少。地質記錄和數值模擬結果對比表明北大西洋經向環(huán)流變化對東亞冬、夏季風突變事件的動力驅動，而北半球西風環(huán)流則是北大西洋氣候波動向東亞季風區(qū)傳輸的關鍵紐帶。該成果發(fā)表在Nature Geoscience上。

科研人員發(fā)現A-型花崗巖形成的新成因模式

中科院廣州地球化學所李獻華研究組應用先進的離子探針鋯石原位O同位素分析技術，對南嶺地區(qū)燕山早期九嶷山典型的A-型花崗巖體進行了系統(tǒng)的礦物學、地球化學和鋯石原位Hf-O同位素研究。結果顯示，該巖體的鋯石具有典型的沉積巖源區(qū)的Hf-O同位素特征（鋯石d18O=8.0–9.8‰，eHf(t)=-6.2 to-2.3），表明巖石來源于古老地殼麻粒巖相變沉積巖在高溫條件下（＞960℃）的部分熔融。該研究證實了A-型花崗巖也可以由沉積巖石部分熔融形成，并提出了A-型花崗巖形成的一種新成因模式。該成果發(fā)表在Geology上。

東方超環(huán)中性束注入樣機百萬升抽速低溫冷凝泵機組研制成功

中科院合肥物質科學研究院等離子體所東方超環(huán)中性束注入（EAST-NBI）項目組成功研制出中性束注入綜合測試臺（EAST-NBI樣機）百萬升抽速的低溫冷凝泵機組，并于12月7日經過專家組現場驗收，此屬國內目前抽速最大的低溫冷凝泵機組。

中性束綜合測試臺的兩低溫泵的初步性能測試結果表明，兩低溫泵的總抽速可達百萬升每秒，能很好地滿足EAST-NBI樣機關鍵部件調試對真空性能的要求，其成功研制為下一階段的束引出實驗提供了穩(wěn)定可靠的低溫真空環(huán)境，同時標志著等離子體所掌握了大抽速低溫冷凝泵研制的核心技術。

羊八井ARGO實驗首次觀測到活動星系核Mrk501的甚高能耀變

中科院高能物理所羊八井國際宇宙線觀測站ARGO實驗觀測到活動星系核Mrk501在高于300GeV能區(qū)的甚高能伽瑪射線耀變，該耀變已經持續(xù)一個多月，平均流強是標準燭光蟹狀星云流強的3倍，總顯著性達到6倍標準偏差。期間約10天的高態(tài)，流強是其低態(tài)時的10倍，總顯著性接近5倍標準偏差。

ARGO實驗自2006年7月正式運行以來，已經3次觀測到活動星系核Mrk421的甚高能伽瑪射線耀變，并在國際上首次對其甚高能光變進行了長期多波段研究，但這是首次觀測到Mrk501的甚高能耀變。對Mrk501這次持續(xù)時間長達一個月以上的耀變，成像契侖科夫望遠鏡未見任何報道，再次展示了ARGO實驗大視場、全天候、低閾能的優(yōu)勢。