Phân đạm là gì? Các công bố khoa học về Phân đạm

Qua một loạt bài kiểm tra rộng rãi về dữ liệu năng lượng phân tử, đã chỉ ra rằng dạng toán học của hàm giảm trong các phương pháp DFT-D chỉ ảnh hưởng nhỏ đến chất lượng của các kết quả. Đối với 12 chức năng khác nhau, đã kiểm tra công thức "không giảm" chuẩn và giảm hợp lý đến các giá trị hữu hạn cho các khoảng cách nguyên tử nhỏ theo Becke và Johnson (giảm BJ). Cùng một chế độ (DFT-D3) được sử dụng để tính toán các hệ số phân tán. Giảm BJ yêu cầu thêm một tham số điều chỉnh cho mỗi chức năng (ba thay vì hai) nhưng có lợi thế là tránh được các lực tương tác nguyên tử đẩy tại các khoảng cách ngắn hơn. Với giảm BJ, kết quả tốt hơn đối với các khoảng cách không liên kết và rõ ràng hơn về hiệu ứng phân tán trong phân tử trong bốn cấu trúc phân tử đại diện được tìm thấy. Đối với các cấu trúc không liên kết trong bộ S22, cả hai phương pháp đều dẫn đến các khoảng cách giữa các phân tử rất giống nhau. Đối với năng lượng tương tác không liên kết, giảm BJ hoạt động tốt hơn một chút nhưng cả hai biến thể đều có thể được khuyến nghị nói chung. Ngoài ra, Hartree-Fock chỉ có thể được khuyến nghị trong biến thể BJ và khi đó gần với độ chính xác của GGA đã được điều chỉnh cho các tương tác không liên kết. Theo các bài kiểm tra nhiệt động lực học, giảm BJ chính xác hơn, đặc biệt là cho các vấn đề tương quan điện tử khoảng trung bình và chỉ quan sát được các hiệu ứng đếm gấp đôi nhỏ và gần như không đáng kể. Nó dường như cung cấp một hành vi ngắn hạn đúng về vật lý của tương quan/phân tán ngay cả với các chức năng chuẩn chưa được sửa đổi. Trong mọi trường hợp, sự khác biệt giữa hai phương pháp là nhỏ hơn nhiều so với hiệu ứng phân tán tổng thể và thường cũng nhỏ hơn ảnh hưởng của chức năng mật độ cơ bản.

Việc phát hiện quang học và phân tích quang phổ của các phân tử đơn lẻ và các hạt nano đơn đã được thực hiện ở nhiệt độ phòng thông qua việc sử dụng tán xạ Raman cường cường độ bề mặt. Các hạt nano colloidal bạc đơn lẻ đã được sàng lọc từ một quần thể lớn không đồng nhất dựa trên các đặc tính phụ thuộc kích thước đặc biệt và sau đó được sử dụng để khuếch đại các dấu hiệu quang phổ của các phân tử hấp phụ. Đối với các phân tử đơn lẻ rhodamine 6G hấp phụ trên các hạt nano đã chọn, các hệ số khuếch đại Raman nội tại đạt mức từ 10¹⁴ đến 10¹⁵, lớn hơn nhiều so với các giá trị trung bình của quần thể thu được từ các phép đo thông thường. Sự khuếch đại to lớn này dẫn tới các tín hiệu dao động Raman có cường độ mạnh hơn và ổn định hơn so với huỳnh quang của phân tử đơn.

Các gốc tự do và các loài phản ứng khác (RS) được cho là đóng vai trò quan trọng trong nhiều bệnh lý ở con người. Việc xác định vai trò chính xác của chúng đòi hỏi khả năng đo lường chúng và các tổn thương oxy hóa mà chúng gây ra.

Tạp chí Dược lý học Anh(2004)142, 231–255. doi:10.1038/sj.bjp.0705776

Các loài oxy phản ứng đã được liên kết với tổn thương não sau đột quỵ thiếu máu cục bộ. Các chất oxy hóa này có thể phản ứng và gây hại cho các đại phân tử tế bào nhờ vào tính phản ứng dẫn đến tổn thương tế bào và hoại tử. Các chất oxy hóa cũng là các yếu tố trung gian trong tín hiệu liên quan đến ti thể, các enzyme sửa chữa DNA và các yếu tố phiên mã có thể dẫn đến quá trình apoptosis sau thiếu máu não. Những con chuột chuyển gen hoặc knockout với các enzyme prooxidant và antioxidant đặc hiệu cho tế bào hoặc vị trí đem lại những công cụ hữu ích để phân tích các sự kiện liên quan đến stress oxy trong tín hiệu và tổn thương trong tổn thương não thiếu máu cục bộ.

Phân rã mô bởi enzyme matrix metalloproteinase, cụ thể là gelatinase A, đóng vai trò quan trọng trong viêm và di căn. Với việc nhận biết tầm quan trọng của vị trí gắn cơ chất bên ngoài vùng xúc tác, chúng tôi đã sàng lọc các cơ chất ngoại bào bằng cách sử dụng miền hemopexin của gelatinase A làm mồi trong hệ thống hai lai men bia. Protein hóa hướng đơn nhân-3 (MCP-3) được xác định là một cơ chất sinh lý của gelatinase A. MCP-3 sau khi bị phân cắt gắn vào các thụ thể CC-chemokine-1, -2, và -3, nhưng không còn gây ra dòng canxi hoặc thúc đẩy hóa hướng động, mà thay vào đó hoạt động như một chất đối kháng chemokine tổng quát làm giảm viêm. Điều này gợi ý rằng matrix metalloproteinases vừa là tác nhân vừa là điều hòa của phản ứng viêm.

Phân đạm tổng hợp đóng vai trò then chốt trong việc tăng cường sản xuất lương thực và đảm bảo cho một nửa dân số thế giới có đủ thực phẩm. Tuy nhiên, việc sử dụng phân đạm quá mức trong nhiều thập kỷ qua ở nhiều nơi trên thế giới đã góp phần gây ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí; việc giảm thiểu phát tán và phát thải nitrogen quá mức đang trở thành thách thức môi trường trung tâm của thế kỷ 21. Trung Quốc là quốc gia sản xuất và tiêu thụ phân đạm lớn nhất thế giới nên luôn cần thiết tham gia vào các nỗ lực toàn cầu để giảm phát thải khí nhà kính liên quan đến nitrogen (N). Để đánh giá tác động của việc sử dụng phân đạm tại Trung Quốc, chúng tôi đã lượng hóa dấu chân carbon của chuỗi sản xuất và tiêu thụ phân đạm của Trung Quốc bằng cách sử dụng phân tích vòng đời. Mỗi tấn phân đạm được sản xuất và sử dụng thải ra 13,5 tấn CO₂-tương đương (t CO₂-eq), so với 9,7 t CO₂-eq ở Châu Âu. Phát thải tại Trung Quốc đã tăng gấp ba lần từ năm 1980 [131 terrogram (Tg) của CO₂-eq (Tg CO₂-eq)] đến 2010 (452 Tg CO₂-eq). Phát thải liên quan đến phân đạm đóng góp khoảng 7% tổng phát thải khí nhà kính từ toàn bộ nền kinh tế Trung Quốc và vượt lên nhiều lần so với mức tăng carbon trong đất từ việc sử dụng phân đạm. Chúng tôi đã xác định được tiềm năng giảm phát thải bằng cách so sánh các công nghệ và thực tiễn quản lý hiện tại ở Trung Quốc với các lựa chọn tiên tiến hơn trên toàn thế giới. Các cơ hội giảm thiểu bao gồm cải thiện thu hồi khí methane trong khai thác than, nâng cao hiệu quả năng lượng trong sản xuất phân đạm, và giảm thiểu việc sử dụng thừa đạm trong sản xuất cây trồng cấp đồng ruộng. Chúng tôi nhận thấy rằng việc sử dụng các công nghệ tiên tiến có thể cắt giảm phát thải liên quan đến phân đạm từ 20–63%, tương đương với 102–357 Tg CO₂-eq hàng năm. Việc giảm này sẽ giảm tổng phát thải khí nhà kính của Trung Quốc từ 2–6%, điều này rất quan trọng trên quy mô toàn cầu.

Bài viết này tổng quan về các nguyên tắc cơ bản của hiện tượng chuyển giao electron trực tiếp trong các phản ứng điện cực được xúc tác bởi enzyme và sự phát triển của các ứng dụng điện phân tích của các hệ thống sinh điện xúc tác. Một mô tả ngắn gọn về các enzyme có khả năng xúc tác các phản ứng điện hóa thông qua việc chuyển giao electron trực tiếp được đưa ra. Nền tảng vật lý - hóa học của sinh điện xúc tác được thảo luận dựa trên các khái niệm khác nhau liên quan đến cơ chế chuyển giao electron. Khái niệm "bộ chuyển đổi phân tử" được giới thiệu để chỉ một phức hợp, được hình thành bởi enzyme hoạt động điện xúc tác trên giao diện điện cực - điện phân, trực tiếp chịu trách nhiệm cho sự chuyển đổi tín hiệu hóa học thành tín hiệu điện. Vai trò của "bộ chuyển đổi phân tử" này trong các điện cực enzyme và điện cực miễn dịch được thảo luận. Các ứng dụng phân tích của sinh điện xúc tác được phân loại thành các hệ thống sử dụng phát hiện điện trường hoặc điện thế. Cuộc thảo luận tập trung vào những lợi thế của các hệ thống dựa trên chuyển giao electron trực tiếp do enzyme xúc tác so với các thiết bị điện phân tích do enzyme xúc tác khác. Cuối cùng, các xu hướng hướng đến các ứng dụng thực tiễn sắp tới được gợi ý cùng với một số hướng đi trong các nghiên cứu cơ bản về sinh điện xúc tác như một hiện tượng.

Đất ngập nước là một trong những hệ sinh thái quan trọng nhất, cung cấp môi trường sống lý tưởng cho một loạt lớn các loài thực vật và động vật. Lập bản đồ và mô hình hóa đất ngập nước sử dụng dữ liệu Quan Sát Trái Đất (EO) là điều thiết yếu cho quản lý tài nguyên thiên nhiên ở cả cấp độ khu vực và quốc gia. Tuy nhiên, việc lập bản đồ đất ngập nước chính xác là một thách thức, đặc biệt là trên quy mô lớn, do cảnh quan đa dạng và bị phân mảnh, cũng như sự tương đồng phổ giữa các lớp đất ngập nước khác nhau. Hiện tại, thiếu các kiểm kê đất ngập nước chính xác, nhất quán và toàn diện ở quy mô quốc gia hoặc tỉnh trên toàn cầu, với hầu hết các nghiên cứu tập trung vào việc tạo bản đồ quy mô địa phương từ dữ liệu viễn thám có giới hạn. Tận dụng sức mạnh tính toán của Google Earth Engine (GEE) và sự sẵn có của dữ liệu viễn thám có độ phân giải không gian cao được thu thập bởi Copernicus Sentinels, nghiên cứu này giới thiệu bản đồ kiểm kê đất ngập nước chi tiết đầu tiên ở cấp độ tỉnh của một trong các tỉnh giàu đất ngập nước nhất ở Canada về mặt mở rộng đất ngập nước. Cụ thể, dữ liệu tổng hợp từ nhiều năm radar khẩu độ tổng hợp (SAR) Sentinel-1 mùa hè và quang học Sentinel-2 được sử dụng để xác định sự phân bố không gian của năm lớp đất ngập nước và ba lớp không phải đất ngập nước trên Đảo Newfoundland, bao phủ diện tích xấp xỉ 106,000 km2. Các kết quả phân loại được đánh giá bằng cách sử dụng cả phân loại kiểu dựa trên điểm ảnh và thể đối tượng, sử dụng phương pháp rừng ngẫu nhiên (RF) được triển khai trên nền tảng GEE. Kết quả cho thấy sự vượt trội của phương pháp dựa trên đối tượng so với phương pháp phân loại dựa trên điểm ảnh cho lập bản đồ đất ngập nước. Mặc dù việc phân loại sử dụng dữ liệu quang học nhiều năm chính xác hơn so với SAR, nhưng việc kết hợp cả hai loại dữ liệu đã cải thiện đáng kể độ chính xác phân loại của các lớp đất ngập nước. Đặc biệt, độ chính xác tổng thể đạt 88,37% và hệ số Kappa đạt 0,85 với tổ hợp SAR/quang học nhiều năm sử dụng phân loại RF dựa trên đối tượng, trong đó tất cả các lớp đất ngập nước và không phải đất ngập nước đều được xác định chính xác với độ chính xác lần lượt trên 70% và 90%. Kết quả cho thấy sự chuyển đổi từ các sản phẩm và phương pháp tĩnh tiêu chuẩn sang việc tạo ra các bản đồ phủ sóng đất ngập nước động, theo yêu cầu, quy mô lớn thông qua các tài nguyên điện toán đám mây tiên tiến, đơn giản hóa truy cập và xử lý 'Dữ liệu Toàn Địa'. Ngoài ra, bản đồ kiểm kê ngày càng đòi hỏi của Newfoundland rất có giá trị và có thể được sử dụng bởi nhiều bên liên quan, bao gồm các chính phủ liên bang và tỉnh, các thành phố, các tổ chức phi chính phủ và các chuyên gia môi trường, chỉ đề cập đến một số ít.