科学

　　1 　　这个故事要从几年前说起。几年前，<strong>卡马萨</strong>（Roberto Camassa）和<strong>麦克劳克林</strong>（Richard McLaughlin）两位教授负责的应用数学和海洋科学流体联合实验室正在为一次贵宾参观准备演示实验。两位教授专注于分层流体的研究，他们打算展示一个并不复杂但很受欢迎的“客厅小把戏”：只要盐水由于密度差异而均匀分层，扔进盐水中的小球会在沉入底部的过程中“弹跳起来”。 　　但负责实验的研究生在设置下层流体的密度时犯了错。小球“弹跳”后浸没悬浮在水中，并没有沉到底部。 　　麦克劳克林教授回忆说：“然后我做了一个很好的决定，暂时没有收拾烂摊子。”他告诉那个研究生：“回家吧，我们之后再收拾。”到了第二天早上，这些球仍然悬浮在液体中，但它们开始聚在一起，似乎是毫无理由地自行聚集起来。 　　这个现象引起了科学家的极大兴趣。他们最终找到了现象背后的潜在机制，当然，整个发现的过程包含了两年多的基准实验研究和大量的数学知识。 　　在 12 月 20 日的《自然通讯》上，他们报道了这种新的现象及其背后机制，这种现象产生了一种流体力，<strong>能够移动浸没在由于密度不同而分层的流体中的微粒，并将它们聚拢在一起</strong>。这一突破为微粒如何在湖泊和海洋中积聚提供了一种新的解释，这一发现或许可以应用在定位生物热点

偶氮苯分子作为光致变色分子，在紫外和可见光的照射下，可实现顺式与反式之间的相互转化。利用分子电路在单分子水平研究偶氮苯分子的异构化，不仅能实时观测单个分子对外界刺激的响应，研究其动力学过程，同时也有望实现单分子开关、单分子存储器等应用，实现器件微型化。 最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心SF10组博士生孟利楠在研究员孟胜和北京大学化学与分子工程学院教授郭雪峰的指导下，与加拿大麦吉尔大学郭鸿课题组、物理所张广宇课题组等合作发现石墨烯基单分子器件中光场和电场能有效地调控单个偶氮苯分子的结构和输运性质，揭示了偶氮苯分子异构化的内在物理机制。相关成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。 他们与合作者设计合成了以三联苯为主链、偶氮苯为侧链的分子，并在末端修饰上氨基，通过酰胺键将分子连接在石墨烯电极之间（图1a）。该分子在反式与顺式两种不同的构象下不仅在分子结构上有较大的差异，而且偶极矩在沿主链方向的投影也有很大的不同（图1b）。在单分子器件中，他们研究了偶氮苯分子输运信号对偏压以及光照的响应。分子结构的变化会影响分子的轨道能级，进而通过电导的变化表现出来。 研究发现偶氮苯分子在光场或某一方向的电场下，会发生由反式到顺式的构象变化，即光/电场会诱导偶氮苯分子异构化（图2a，负向偏压）。结合理论计算

　　科技日报北京 12 月 18 日电 （记者刘霞）据英国《自然》杂志网站报道，日本内阁近日批准了“顶级神冈”中微子探测器的建造计划，并同意拨款 3200 万美元作为首批建造费用。科学家期盼这一探测“巨头”能带来革命性发现，加深对中微子及反中微子行为差异的理解，并探测到质子衰变等。 　　“顶级神冈”是日本现有“超级神冈”探测器的“继任者”。1998 年，“超级神冈”提供了中微子振荡的首个确凿证据，将负责人梶田隆章送上 2015 年诺贝尔物理学奖领奖台。“顶级神冈”建成后将成为迄今最大的中微子探测器。 　　“顶级神冈”将建于岐阜县飞弹市地下，能探测宇宙射线、太阳、超新星和粒子加速器等各种来源产生的海量中微子。主体设施直径 68 米、深约 71 米、储水 26 万吨，是“超级神冈”的 5 倍多，水池壁上约 4 万个光电倍增管，可捕捉中微子与水反应发出的微光。 　　梶田隆章 16 日表示，中微子物理学家对“顶级神冈”的到来满怀期待，因为它能研究中微子与反中微子的行为差异，这有助于解释为什么宇宙看似由物质主导。“超级神冈”已看到一些“蛛丝马迹”，但“顶级神冈”和美国“深层地下中微子实验”（DUNE，使用液态氩）应能使用不同技术实现高精度测量，从而相互佐证。DUNE 将于 2025 年启动。除这两大“巨头”外，位于中国广东的“江门地下中微子实验（JUNO）”也是本世纪 20

谷歌与美国宇航局NASA周四宣布，利用谷歌先进的AI计算分析，确定了距离地球2545光年远的开普勒90星系中的两颗新发现的行星——开普勒80g和开普勒90i。该星系含有8颗行星，与地球所处太阳系的数量一致。其中“开普勒90i”是第一颗恒星系统的一部分。 谷歌AI大展身手！携手NASA发现第二个太阳系 含8颗行星距地球2545光年 谷歌和得克萨斯大学奥斯汀分校利用美国宇航局的数据进行的研究，通过将数据提供给计算机程序，提供了对宇宙新见解的前景，这些计算机程序可以通过信息更快、更深入地转动，成功展现了机器学习的强大潜能。 NASA表示，通过分析数千个数据点，软件学会了行星和其他物体之间的差异，实现了96％的准确性。 这些数据来自于美国宇航局于2009年发射到太空的开普勒望远镜，作为一个行星发现任务的一部分，这个任务预计明年将在太空船燃油耗尽的时候结束。 “开普勒90i”的信号比通常传统手段就能识别出的行星弱。它是一个比地球大30％的焦土岩石，是第八颗被发现绕着同一颗恒星运行的行星。开普勒90系统比太阳系稍大、更炽热、质量也更大，但其他许多方面均类似太阳系。而开普勒90i是该系统中最小的行星，很可能不适合生存。 谷歌AI大展身手！携手NASA发现第二个太阳系 含8颗行星距地球2545光年 NASA表示，它的地表布满岩石，表面温度约426.7摄氏度。但它也提供了一个关键佐证，证明了以下理论

近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员曹俊诚、黎华领衔的太赫兹（THz）光子学器件与应用团队与华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室教授曾和平团队、中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所国际实验室张凯团队合作，在国际上率先实现基于THz量子级联激光器（QCL）的增强型被动光频梳，采用太赫兹泵浦探测技术，首次测量到THz QCL被动光频梳的脉冲发射。研究结果以Graphene-Coupled Terahertz Semiconductor Lasers for Enhanced Passive Frequency Comb Operation 为题发表在Advanced Science 期刊，并被遴选为封面文章。 自2005年光频梳研究工作获得诺贝尔物理学奖以来，光频梳越来越受到人们的关注。由于具有高频率稳定性和短脉冲（如果激光锁模可实现）特性，光频梳可以大幅提高光谱和时间测量的精度，在基础研究和高分辨技术领域均有重要应用。一直以来，研究人员都在不断研究探索光频梳的全波段覆盖，从而满足不同应用需求。在THz波段，基于半导体的THz QCL具有高功率、低发散角、电泵浦等特点，是实现THz光频率的理想载体。传统的主动锁模技术可成功实现THz QCL主动光频梳并产生THz光脉冲。但是THz QCL主动锁模技术往往涉及复杂的微波调制以及飞秒激光锁相技术，其系统相当复杂。长期以来

调查法 调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。调查方法是科学研究中常用的基本研究方法，它综合运用历史法、观察法等方法以及谈话、问卷、个案研究、测验等科学方式，对教育现象进行有计划的、周密的和系统的了解，并对调查搜集到的大量资料进行分析、综合、比较、归纳，从而为人们提供规律性的知识。 调查法中最常用的是问卷调查法，它是以书面提出问题的方式搜集资料的一种研究方法，即调查者就调查项目编制成表式，分发或邮寄给有关人员，请示填写答案，然后回收整理、统计和研究。 观察法 观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表，用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象，从而获得资料的一种方法。科学的观察具有目的性和计划性、系统性和可重复性。在科学实验和调查研究中，观察法具有如下几个方面的作用：①扩大人们的感性认识。②启发人们的思维。③导致新的发现。 实验法 实验法是通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果联系的一种科研方法。其主要特点是：第一、主动变革性。观察与调查都是在不干预研究对象的前提下去认识研究对象，发现其中的问题。而实验却要求主动操纵实验条件，人为地改变对象的存在方式、变化过程，使它服从于科学认识的需要。第二、控制性。科学实验要求根据研究的需要，借助各种方法技术

扩增子常见问题 01 实验室检测的DNA浓度很高，送到公司检测之后浓度却比较低呢？ 1、老师在实验室多采用Nanodrop对DNA浓度进行检测，而在公司我们会结合Qubit、Nanodrop、琼脂糖电泳三种方法检测DNA样品的质量； 2、由于不同检测方法的原理不同，所以检测出的结果也会存在一定的差异。其中，Nanodrop检测法是基于紫外分光光度原理进行检测，由于DNA样品中可能含有部分杂质，因此会造成结果虚高的现象；Qubit检测法则是基于荧光标记的原理进行检测，结果会更准确； 3、当两种检测方法的结果出现差异时，我们以Qubit检测结果为准。 个人经验：我用CTAB法提取的小麦总DNA， Nanodrop检测浓度大于1000 ng/ul，结果公司返回的检测报告只有100 ng/ul，差别可达10倍。可能是植物多糖含量高，DNA纯度比较难保证。 02 在计算微生物群落样品之间的距离时，分别基于加权与非加权两种不同的算法绘制出的结果展示图有什么不同？如何进行选择呢？ 1、在计算微生物群落样品之间的距离时，加权是考虑到样品中OTUs的相对丰度信息，而非加权则没有考虑物种的相对丰度信息； 2、如果老师研究的生物学问题与物种的相对丰度信息密切相关，使用加权算法的结果展示可能更为符合；如果研究的生物问题与丰度关系不密切，或者各组的区分与低丰度的OTUs更为密切

长链非编码RNA（lncRNA） 转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_909da11301010bkz.html 长链非编码RNA(lncRNA)是一类转录本长度超过200nt的RNA分子，它们并不编码蛋白，而是以RNA的形式在多种层面上（表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等）调控基因的表达水平。 lncRNA起初被认为是基因组转录的“噪音”，是RNA聚合酶II转录的副产物，不具有生物学功能。然而，近年来的研究表明，lncRNA参与了 X 染色体沉默，基因组印记以及染色质修饰，转录激活，转录干扰，核内运输 等多种重要的调控过程，lncRNA的这些调控作用也开始引起人们广泛的关注。哺乳动物基因组序列中4%~9%的序列产生的转录本是lncRNA（相应的蛋白编码RNA的比例是1%），虽然近年来关于lncRNA的研究进展迅猛，但是绝大部分的lncRNA的功能仍然是不清楚的。 目前并不能仅根据序列或者结构来推测它们的功能，根据它们在基因组上相对于蛋白编码基因的位置，可以将其分为正义链(sense）、反义链（antisense）、双向（bidirectional）、内含子间(intronic）、基因间（intergenic）这5种类型。这种位置关系对于推测lncRNA的功能有很大帮助。 根据lncRNA在基因组上的位置，可将其分为5种类型：1. sense,

灵敏度 高 == 假阴性率低，即漏检率低，即有病人却没有发现出来的概率低。 用于判断：有一部分人患有一种疾病， 某种检验方法 可以在人群中检出多少个病人来。 特异性 高 == 假阳性率低，即错把健康判定为病人的概率低。 用于：被某种试验判定为患病的人中，又有多少是 真的患了这种病 的。 好的检测方法： 有高的灵敏度（低的假阴性率）、同时又有高的特异性（低的假阳性率）。 ROC 曲线： 横轴：100 — 特异性。。即100减去特异性，特异性高，100减去特异性就低，故越小越好。 纵轴：灵敏度值。 ROC分析图的解读原则： 曲线越是靠近整个图的 左上方，方法越优 ； 越是接近 对角线，方法越差 ； 评价的 客观标准 是 曲线下方的面积占整个图的面积比例 。即AUC（曲线下面积，Area Under Curve,AUC)。 面积比例越接近1，方法越好 ；面积比例越接近0.5，方法越差。 ctDNA 循环肿瘤DNA，英文叫：circulating tumor DNA，简称ctDNA。对ctDNA进行测序，是目前很火的Liquid Biopsy（液体活检）中的一种。 意义 首先，我们来说一下ctDNA测序的临床意义。 第一，就是它可以减少病人的开刀痛苦， 只要抽血 ，不必开刀，就可以做检测。 第二，是它可以 增加可检测的病人范围 ，对于不适合做开刀手术的病人。例如，已经发生肿瘤全身转移的病人

海洋中， 海水受地球引力和地球自转产生的惯性离心力的合力即为重力 ，重力场中的每一点均有相应的位势，位势相同的点组成等势面；** 海洋中，静压强相等的点则组成等压面**。当等压面与等势面不重合时，等压面相对等势面发生倾斜，因水平压强梯度力的作用，海水将在受力方向上产生运动。海水开始流动之后，地转偏向力便相应起作用，在北半球使海水流动的方向不断向右偏转，在南半球相反。若不考虑摩擦力的影响，当水平压强梯度力与地转偏向力取得平衡时，形成稳定的地转流。 在非均匀密度海洋中，由于海水密度水平分布不均匀，使等压面发生相对倾斜，这种由海水质量分布所决定的压力分布，称为 内压场 。内压场导致的地转流，水平流速与压强梯度垂直，沿等压线方向流动， 在北半球，流向右侧等压面高 ； 当海水密度场、温度场和盐度场趋近定常时，地转流也同时沿等密度线、等温线和等盐度线流动， 在北半球，流动方向的右边密度小、温度高、盐度低 。在南半球相反。 流速一般随深度的增大而减小，到达等压面与等势面平行的深度时，流速为零 。 纯由海洋外部原因如风、降水、江河径流等因子引起海面倾斜所产生的外压场导致的地转流，又称 倾斜流 。是地转流的特殊情况。倾斜流中所有等压面的倾斜均相同，自海面至海底(不考虑摩擦)流速和方向不变。沿等水位线流动。**在北半球，流动方向的右侧为高水位，左侧为低水位，南半球相反