#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция
Суспензионные культуры клеток высших растений – хорошо известная платформа. Ее можно использовать для промышленного синтеза целевых соединений вторичного обмена с множеством полезных свойств - от антиоксидантных до противораковых. Этот подход позволяет получать промышленно значимые количества биомассы даже краснокнижных растений.
На фитохимические свойства каждой такой культуры влияет множество факторов – от состава питательной среды и условий культивирования до типа ткани растения, из которой была получена клеточная линия. В качестве эксплантов используют разные ткани растений, чаще всего молодые листья, гипокотили, семядоли или апикальные меристемы корней.
В свежей работе коллеги из Института физиологии растений #РАН в коллаборации с РУДН описали и изучили первую в мире длительно культивируемую суспензионную культуру из нетипичного экспланта - развивающихся ариллусов бересклета Максимовича (это масличные органы, в которых запасаются жирные масла, жирные кислоты, каротиноиды и небольшое количество антоцианов). Культура клеток бересклета сохранила способность к синтезу С20-С26 жирных кислот, жирного масла и антоцианов (в количестве на порядки большем, чем в тканях ариллусов) на протяжении более 10 лет (!) непрерывного культивирования - это очень необычный результат для подобного рода биотехнологических систем. При этом оказалось, что можно изменять направления биосинтеза между первичными метаболитами (жирными кислотами с очень длинной цепью) и вторичными - антоцианами, изменяя условия освещения (свет/темнота) или действуя на клетки метилжасмонатом.
Эта работа - одна из немногих, в которой экспериментально показана тесная взаимосвязь между метаболическими путями первичного и вторичного обмена в культивируемых клетках высших растений и продемонстрировано, как можно "склонить" клетку к преимущественному биосинтезу длинноцепочечных жирных кислот или, наоборот, антоцианов.
Статья опубликована в Plant Physiology and Biochemistry (IF=6.1 Q1) - и тоже при поддержке РНФ
Суспензионные культуры клеток высших растений – хорошо известная платформа. Ее можно использовать для промышленного синтеза целевых соединений вторичного обмена с множеством полезных свойств - от антиоксидантных до противораковых. Этот подход позволяет получать промышленно значимые количества биомассы даже краснокнижных растений.
На фитохимические свойства каждой такой культуры влияет множество факторов – от состава питательной среды и условий культивирования до типа ткани растения, из которой была получена клеточная линия. В качестве эксплантов используют разные ткани растений, чаще всего молодые листья, гипокотили, семядоли или апикальные меристемы корней.
В свежей работе коллеги из Института физиологии растений #РАН в коллаборации с РУДН описали и изучили первую в мире длительно культивируемую суспензионную культуру из нетипичного экспланта - развивающихся ариллусов бересклета Максимовича (это масличные органы, в которых запасаются жирные масла, жирные кислоты, каротиноиды и небольшое количество антоцианов). Культура клеток бересклета сохранила способность к синтезу С20-С26 жирных кислот, жирного масла и антоцианов (в количестве на порядки большем, чем в тканях ариллусов) на протяжении более 10 лет (!) непрерывного культивирования - это очень необычный результат для подобного рода биотехнологических систем. При этом оказалось, что можно изменять направления биосинтеза между первичными метаболитами (жирными кислотами с очень длинной цепью) и вторичными - антоцианами, изменяя условия освещения (свет/темнота) или действуя на клетки метилжасмонатом.
Эта работа - одна из немногих, в которой экспериментально показана тесная взаимосвязь между метаболическими путями первичного и вторичного обмена в культивируемых клетках высших растений и продемонстрировано, как можно "склонить" клетку к преимущественному биосинтезу длинноцепочечных жирных кислот или, наоборот, антоцианов.
Статья опубликована в Plant Physiology and Biochemistry (IF=6.1 Q1) - и тоже при поддержке РНФ
#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция
Водные растворы алканоламинов активно применяются для выделения CO₂ из различных газовых смесей. Главный их недостаток - постепенная деградация, значительно ускоряющаяся в присутствии кислорода дымовых газов. Исследователи из ИНХС РАН @tips_ras (Москва) предложили использовать мембранные контакторы на основе композиционных мембран для извлечения растворенного кислорода из алканоламиновых абсорбентов CO₂. В условиях, приближенных к реальным, мембранные контакторы позволили извлечь до 50% растворённого кислорода, что снижает скорость деградации абсорбентов в ~ 2 раза.
Работа опубликована в журнале Journal of Membrane Science (IF = 8.4)
Водные растворы алканоламинов активно применяются для выделения CO₂ из различных газовых смесей. Главный их недостаток - постепенная деградация, значительно ускоряющаяся в присутствии кислорода дымовых газов. Исследователи из ИНХС РАН @tips_ras (Москва) предложили использовать мембранные контакторы на основе композиционных мембран для извлечения растворенного кислорода из алканоламиновых абсорбентов CO₂. В условиях, приближенных к реальным, мембранные контакторы позволили извлечь до 50% растворённого кислорода, что снижает скорость деградации абсорбентов в ~ 2 раза.
Работа опубликована в журнале Journal of Membrane Science (IF = 8.4)
#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция
Как известно, ширина запрещенной зоны в чистом графене равна нулю, что не очень удобно для его использования в электронике. К счастью, эта проблема легко решается: адсорбируя водород, графен превращается в полупроводник, причем ШЗЗ можно настраивать, меняя концентрацию водорода.
Процесс адсорбции обратим: при нагревании водород улетучивается, и высокая проводимость графена восстанавливается. Особенно интересно, что водород может собираться в устойчивые островки на поверхности графена. Управляя формой и размером таких островков, можно придавать графену самые разные электронные характеристики, полезные для тех или иных применений.
Коллеги из НИЯУ МИФИ @boilingmephi исследовали "наводороживание" графена в переменном электрическом поле. Хотя колебания атомов водорода на графене сильно ангармоничны, они всё-таки могут входить в резонанс с полем, что сильно увеличивает подвижность водорода, а также вероятность его десорбции. Расчеты показали, что концентрация водорода в облученных и необлученных областях может отличаться в 10 и более раз, поскольку он быстро мигрирует или десорбируется под действием поля. Это открывает возможность управлять адсорбировавшимся водородом с помощью излучения - водород будет "подстраиваться" под интерференционную картину, которую можно создать на поверхности графена.
Статья опубликована в Applied Surface Science (IF = 6.3)
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.162125
Как известно, ширина запрещенной зоны в чистом графене равна нулю, что не очень удобно для его использования в электронике. К счастью, эта проблема легко решается: адсорбируя водород, графен превращается в полупроводник, причем ШЗЗ можно настраивать, меняя концентрацию водорода.
Процесс адсорбции обратим: при нагревании водород улетучивается, и высокая проводимость графена восстанавливается. Особенно интересно, что водород может собираться в устойчивые островки на поверхности графена. Управляя формой и размером таких островков, можно придавать графену самые разные электронные характеристики, полезные для тех или иных применений.
Коллеги из НИЯУ МИФИ @boilingmephi исследовали "наводороживание" графена в переменном электрическом поле. Хотя колебания атомов водорода на графене сильно ангармоничны, они всё-таки могут входить в резонанс с полем, что сильно увеличивает подвижность водорода, а также вероятность его десорбции. Расчеты показали, что концентрация водорода в облученных и необлученных областях может отличаться в 10 и более раз, поскольку он быстро мигрирует или десорбируется под действием поля. Это открывает возможность управлять адсорбировавшимся водородом с помощью излучения - водород будет "подстраиваться" под интерференционную картину, которую можно создать на поверхности графена.
Статья опубликована в Applied Surface Science (IF = 6.3)
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.162125
#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция
Гетероструктурные фотокатализаторы, построенные по S-схеме, крайне эффективно используют солнечный свет - например, для расщепления воды с получением водорода. Ключевым же при их разработке является понимание механизма разделения зарядов в них и их транспорта между полупроводниками.
В недавней работе российско-китайского коллектива (Россия представлена учёными из МТЦ СО РАН) изучен транспорт зарядов в фотокатализаторе, работающем по такой схеме. Впервые был применен комплекс передовых методов, включающих время-разрешенный и импульсный ЭПР (электронный парамагнитный разонанс), для изучения работы S-схемы фотокатализа.
Применение ЭПР, в дополнение к уже традиционным для таких исследований методов фемтосекундной оптической спектроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, позволило детально изучить динамику транспорта зарядов в гетероструктурных фотокатализаторах.
Статья вышла в Advanced Materials - одном из самых высокорейтинговых журналов по материаловедению (IF = 27.4)
Гетероструктурные фотокатализаторы, построенные по S-схеме, крайне эффективно используют солнечный свет - например, для расщепления воды с получением водорода. Ключевым же при их разработке является понимание механизма разделения зарядов в них и их транспорта между полупроводниками.
В недавней работе российско-китайского коллектива (Россия представлена учёными из МТЦ СО РАН) изучен транспорт зарядов в фотокатализаторе, работающем по такой схеме. Впервые был применен комплекс передовых методов, включающих время-разрешенный и импульсный ЭПР (электронный парамагнитный разонанс), для изучения работы S-схемы фотокатализа.
Применение ЭПР, в дополнение к уже традиционным для таких исследований методов фемтосекундной оптической спектроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, позволило детально изучить динамику транспорта зарядов в гетероструктурных фотокатализаторах.
Статья вышла в Advanced Materials - одном из самых высокорейтинговых журналов по материаловедению (IF = 27.4)
The Advanced Portfolio
Unveiling Charge Carrier Dynamics at Organic–Inorganic S‐Scheme Heterojunction Interfaces: Insights From Advanced EPR
This study develops TP/ZIS-10 S-scheme heterostructures, uncovers unique charge transfer dynamics via TR EPR, ISIXPS, and fs-TA spectroscopy, and provides novel insights into charge carrier dynamics ...
#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция
Боросиликатные стекла используются как матрицы для хранения радиоактивных отходов, в основе которых - актиноиды. В качестве "имитаторов" этих элементов (например, плутония) часто используются химически очень похожие лантаноиды - и здесь есть и еще один фактор: стекла с ними могут еще и иметь интересные оптические свойства.
Коллеги из ФТИ #РАН (Санкт-Петербург) и Института химии силикатов (филиала Курчатовского института - ПИЯФ) методами комбинационного рассеяния света и время-разрешённой люминесценции исследовали структуру и оптические характеристики алюмоборосиликатных стекол, допированных ионами церия (Ce) и гадолиния (Gd) и содержащих неконтролируемую примесь ионов европия (Eu), в зависимости от состава стекла. Оказалось, что степень полимеризации стекла и ряд других параметров нелинейно зависит от соотношения концентраций Ce/Gd, то есть имеет место эффект содопирования - а это полезная информация для создания стёкол с высокой радиационно-оптической стойкостью..
Статья вышла в Ceramics International (IF = 5.1)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0272884224060528
Боросиликатные стекла используются как матрицы для хранения радиоактивных отходов, в основе которых - актиноиды. В качестве "имитаторов" этих элементов (например, плутония) часто используются химически очень похожие лантаноиды - и здесь есть и еще один фактор: стекла с ними могут еще и иметь интересные оптические свойства.
Коллеги из ФТИ #РАН (Санкт-Петербург) и Института химии силикатов (филиала Курчатовского института - ПИЯФ) методами комбинационного рассеяния света и время-разрешённой люминесценции исследовали структуру и оптические характеристики алюмоборосиликатных стекол, допированных ионами церия (Ce) и гадолиния (Gd) и содержащих неконтролируемую примесь ионов европия (Eu), в зависимости от состава стекла. Оказалось, что степень полимеризации стекла и ряд других параметров нелинейно зависит от соотношения концентраций Ce/Gd, то есть имеет место эффект содопирования - а это полезная информация для создания стёкол с высокой радиационно-оптической стойкостью..
Статья вышла в Ceramics International (IF = 5.1)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0272884224060528
#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция
Актинидии – род растений, самым известным представителем которого является киви (фоточка для привлечения внимания) с центром происхождения в Китае. Но на нашем Дальнем Востоке есть свои виды мелкоплодных актинидий, причем в некоторых из них витамина С еще больше, чем в их крупноплодном родственнике.
В Главном ботаническом саду #РАН (Москва) собрана коллекция дальневосточных актинидий, но до недавнего времени она не была охарактеризована полностью в генетическом ключе. В недавней работе коллег из ГБС РАН, сделанной совместно с Курчатником, описано геномное разнообразие всей коллекции с помощью RAD-секвенирования, оценивающего отличия по однонуклеотидным полиморфизмам. Помимо таксономических отличий также определены важные для селекции подобных растений характеристики – плоидность образцов и полиморфизмы, по-видимому, связанные с опадаемостью плодов в случае одного из видов.
Статья вышла в Plants (IF = 4.0)
https://www.mdpi.com/2223-7747/14/1/7
Актинидии – род растений, самым известным представителем которого является киви (фоточка для привлечения внимания) с центром происхождения в Китае. Но на нашем Дальнем Востоке есть свои виды мелкоплодных актинидий, причем в некоторых из них витамина С еще больше, чем в их крупноплодном родственнике.
В Главном ботаническом саду #РАН (Москва) собрана коллекция дальневосточных актинидий, но до недавнего времени она не была охарактеризована полностью в генетическом ключе. В недавней работе коллег из ГБС РАН, сделанной совместно с Курчатником, описано геномное разнообразие всей коллекции с помощью RAD-секвенирования, оценивающего отличия по однонуклеотидным полиморфизмам. Помимо таксономических отличий также определены важные для селекции подобных растений характеристики – плоидность образцов и полиморфизмы, по-видимому, связанные с опадаемостью плодов в случае одного из видов.
Статья вышла в Plants (IF = 4.0)
https://www.mdpi.com/2223-7747/14/1/7
#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция
Для большинства месторождений нефти коэффициент извлечения не превышает 30-40%, и уже давно одна из важных научных задач - как "выдоить" из скважины побольше. Один из вариантов - закачка в нефтегазовый пласт разных реагентов (поверхностно-активные вещества, они же ПАВ, и тому подобное).
Над этим работают многие коллективы, к том числе и коллеги из СФУ @SibFUofficial (Красноярск). Их свежая работа - о серии экспериментов на микрофлюидных чипах, имитирующих горную породу, по вытеснению нефти из них с помощью различных наносуспензий. Опыты показывают, что эффективность наносуспензий для увеличения нефтеотдачи сопоставима с растворами ПАВ и может превосходить их. Главные факторы - концентрация частиц, их морфология и размер, свойства пластовых флюидов и т.д., то есть этим процессом вполне можно управлять.
Статья опубликована в Journal of Molecular Liquids (IF = 5.3)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167732224028344?via%3Dihub
Для большинства месторождений нефти коэффициент извлечения не превышает 30-40%, и уже давно одна из важных научных задач - как "выдоить" из скважины побольше. Один из вариантов - закачка в нефтегазовый пласт разных реагентов (поверхностно-активные вещества, они же ПАВ, и тому подобное).
Над этим работают многие коллективы, к том числе и коллеги из СФУ @SibFUofficial (Красноярск). Их свежая работа - о серии экспериментов на микрофлюидных чипах, имитирующих горную породу, по вытеснению нефти из них с помощью различных наносуспензий. Опыты показывают, что эффективность наносуспензий для увеличения нефтеотдачи сопоставима с растворами ПАВ и может превосходить их. Главные факторы - концентрация частиц, их морфология и размер, свойства пластовых флюидов и т.д., то есть этим процессом вполне можно управлять.
Статья опубликована в Journal of Molecular Liquids (IF = 5.3)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167732224028344?via%3Dihub
#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция
КР-спектроскопия (она же Раман-спектроскопия) – очень чувствительный метод, который позволяет регистрировать единичные молекулы с точностью "отпечатков пальцев" - но не все, а только соединения с определенной поляризацией связей. Этот метод массово используют для быстрого "отлова", например, взрывчатки, благо приборы эти очень компактны и более неприхотливы, чем, скажем, масс-спектрометры.
Проблема тут в том, что многие нехорошие вещества, опасные в очень низких концентрациях (тот же ботулотоксин), не дают хорошей интенсивности рамановского сигнала. Соответственно, их этим методом и не ловят, а хотелось бы. Для некоторых "раман-неактивных" веществ проблему решают делают «видимыми» переводом в окисленную форму, делают это перекисью, и чаще всего в присутствии фермента (пероксидазы) и для катализа, и для того, чтобы процесс был селективным. Это технически сложная методика.
Коллеги из ИФХЭ #РАН и с химфака МГУ @chemistryofmsu собрали куда более универсальную платформу для "проявления" невидимых в КР-спектрах соединений,. Суть метода: на монослой оксида графена нанесли цинковый комплекс фталоцианина как сенсибилизатор. Такой чип генерирует только синглетный кислород (селективный окислитель) при облучении видимым светом. Если добавить на чип плазмонные частицы и нанести невидимый в КР-спектре аналит, то достаточно нескольких секунд облучения, чтобы получить отлично разрешенный интенсивный рамановский спектр для концентрации вещества 10-8 моль (это ооооочень низкая концентрация, если что).
Перспектива ясная - такие чипы можно использовать для быстрого выявления методом КР таких соединений, для которых раньше это было невозможно. Криминалистика, лаборатории контроля качества - масса вариантов.
Статья вышла в Small Methods (IF = 10.7)
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.202401420
КР-спектроскопия (она же Раман-спектроскопия) – очень чувствительный метод, который позволяет регистрировать единичные молекулы с точностью "отпечатков пальцев" - но не все, а только соединения с определенной поляризацией связей. Этот метод массово используют для быстрого "отлова", например, взрывчатки, благо приборы эти очень компактны и более неприхотливы, чем, скажем, масс-спектрометры.
Проблема тут в том, что многие нехорошие вещества, опасные в очень низких концентрациях (тот же ботулотоксин), не дают хорошей интенсивности рамановского сигнала. Соответственно, их этим методом и не ловят, а хотелось бы. Для некоторых "раман-неактивных" веществ проблему решают делают «видимыми» переводом в окисленную форму, делают это перекисью, и чаще всего в присутствии фермента (пероксидазы) и для катализа, и для того, чтобы процесс был селективным. Это технически сложная методика.
Коллеги из ИФХЭ #РАН и с химфака МГУ @chemistryofmsu собрали куда более универсальную платформу для "проявления" невидимых в КР-спектрах соединений,. Суть метода: на монослой оксида графена нанесли цинковый комплекс фталоцианина как сенсибилизатор. Такой чип генерирует только синглетный кислород (селективный окислитель) при облучении видимым светом. Если добавить на чип плазмонные частицы и нанести невидимый в КР-спектре аналит, то достаточно нескольких секунд облучения, чтобы получить отлично разрешенный интенсивный рамановский спектр для концентрации вещества 10-8 моль (это ооооочень низкая концентрация, если что).
Перспектива ясная - такие чипы можно использовать для быстрого выявления методом КР таких соединений, для которых раньше это было невозможно. Криминалистика, лаборатории контроля качества - масса вариантов.
Статья вышла в Small Methods (IF = 10.7)
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.202401420
Wiley Online Library
Graphene Oxide/Zinc Phthalocyanine Selective Singlet Oxygen Visible‐Light Nanosensor for Raman‐Inactive Compounds
A hybrid nanofilm assembled via ion-mediated surface anchoring of functionalized zinc phthalocyanine onto graphene oxide monolayer selectively generates 1O2 under visible light. The hybrid is used fo...
#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция
Ученые из НГТУ НЭТИ @nstu_neti @fen_nstu разработали и обучили абсолютно новую модель прогноза режима работы Новосибирской ГЭС, взяв за ее основу массив данных из метеорологических сведений за 9 лет со значениями температуры воздуха, давления, осадков, влажности и естественного притока к створу станции. В результате они смоделировали самый сложный период предполоводной сработки (недельный и декадный прогноз). Протестировав разные модели машинного обучения, ученые пришли к выводу, что по оценке точности MAPE, RMSE, R2 и MSE, модель на основе случайного леса деревьев решений достигла самой высокой точности и в полной мере учла стохастичность поведения внешних факторов гидроузла.
⠀
Главное преимущество разработки - учет погодных условий, который позволяет предсказать и выбрать наилучший режим работы Новосибирской ГЭС, подстроиться к изменениям структуры и режима потребления, заблаговременно разработать стратегию наполнения водохранилища и объемов холостых сбросов.
⠀
Работа опубликована в журнале International Journal of Hydrogen Energy (IF = 8.1)
⠀
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360319924051668
Ученые из НГТУ НЭТИ @nstu_neti @fen_nstu разработали и обучили абсолютно новую модель прогноза режима работы Новосибирской ГЭС, взяв за ее основу массив данных из метеорологических сведений за 9 лет со значениями температуры воздуха, давления, осадков, влажности и естественного притока к створу станции. В результате они смоделировали самый сложный период предполоводной сработки (недельный и декадный прогноз). Протестировав разные модели машинного обучения, ученые пришли к выводу, что по оценке точности MAPE, RMSE, R2 и MSE, модель на основе случайного леса деревьев решений достигла самой высокой точности и в полной мере учла стохастичность поведения внешних факторов гидроузла.
⠀
Главное преимущество разработки - учет погодных условий, который позволяет предсказать и выбрать наилучший режим работы Новосибирской ГЭС, подстроиться к изменениям структуры и режима потребления, заблаговременно разработать стратегию наполнения водохранилища и объемов холостых сбросов.
⠀
Работа опубликована в журнале International Journal of Hydrogen Energy (IF = 8.1)
⠀
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360319924051668