2020年4月14日，同济大学生命科学与技术学院高绍荣团队与江赐忠团队在《Nature Communications》杂志在线发表了题为“Chromatin architecture reorganization in murine somatic cell nuclear transfer embryos”的研究成果。他们采用了经过优化的少量细胞全基因组染色质构象捕获技术（sisHi-C），对小鼠SCNT胚胎发育过程进行连续采样，并详细描绘了SCNT植入前胚胎染色质高级结构的动态变化过程。 体细胞核移植（SCNT）技术是将已经分化的体细胞移入去核卵母细胞内，使体细胞的染色质发生重编程，继而重启胚胎发育过程并获得完整个体的技术。虽然SCNT是目前为止唯一一种可以使体细胞获得完整全能性的手段，但是由于在重编程过程中出现了各种表观遗传水平修饰的异常，使得SCNT胚胎的发育能力处于较低水平，也极大程度地限制了该项技术的应用前景。高绍荣教授团队长期致力于小鼠SCNT胚胎发育异常原因的探索。2016年通过对早期克隆胚胎进行卵裂球活检，并结合单细胞RNA测序技术首次建立了植入前核移植胚胎发育命运追踪系统，发现了组蛋白去甲基化酶Kdm4b和Kdm5b分别对克隆胚胎2-细胞和4-细胞时期的发育阻滞起到关键作用。两年后，又通过对不同发育命运体细胞克隆胚胎进行全基因组DNA甲基化高通量测序分析，详细地研究了小鼠克隆胚胎着床前发育过程中DNA甲基化修饰的重编程过程，并揭示了异常的DNA再甲基化（DNA re-methylation）是导致克隆胚胎着床后发育异常的关键因素。在哺乳动物中，染色质三维结构对基因的调控起着非常重要的作用。但是，受制于小鼠SCNT胚胎样本取材困难和Hi-C技术对细胞样本起始量高的限制，小鼠SCNT植入前胚胎发育过程中染色质三维结构的动态变化过程尚未被全面研究过。 在本研究中，研究人员收集了核移植后多个时间点的胚胎并利用优化的微量细胞sisHi-C技术对染色质高级结构进行了检测，通过数据分析发现，在体细胞核被注射到去核的卵细胞后，随着典型三维染色质结构的消解，供核体细胞染色质的近距离相互作用优先解开，并迅速由间期转化为类中期状态。在这期间出现了一个非常有趣的现象，当供体细胞在去核卵母细胞中被人工激活1个小时后，基因组经历了从类有丝分裂中期向类第二次减数分裂中期的转变。 图1. SCNT胚胎基因组在短时间内由有丝分裂类中期转变为减数分裂类中期 在SCNT胚胎发育6小时进入类原核期（对应正常受精胚胎PN3时期）后，重新出现了较弱的区室结构和拓扑相关结构域（TADs）信号，这很可能是再次退出中期的结果。随后，TADs信号在一细胞晚期逐渐减弱，直到2细胞早期降到最低值，在2细胞晚期到8细胞卵裂期逐步重新建立，直到囊胚期成熟（图2）。 图2. SCNT胚胎发育各个阶段的TAD强弱变化 随后研究人员将小鼠SCNT与正常受精胚胎发育sisHi-C公共数据集进行比较分析后发现，SCNT胚胎在2细胞期的远距离（>2 Mb）相互作用较正常受精胚胎明显降低。同时，早期（2到8细胞期）受精胚胎与SCNT胚胎的区室结构及TADs也存在着明显的差异。 前期的很多研究表面小鼠SCNT胚胎在合子基因组激活（ZGA）时期有大量的基因未能被正常激活。于是，研究人员想到染色质空间结构的异常是否会导致增强子与启动子之间的相互作用无法成功建立？结果表明，在小鼠正常受精卵的ZGA时期的关键基因Zscan4d的启动子与上游的超级增强子有着强烈的相互作用，而这种互作却无法在SCNT胚胎中被观察到（图3）。这类基因的激活异常很可能就是SCNT胚胎发育能力低下的原因之一。那么，造成染色质高级结构的异常的原因究竟是什么呢？研究人员证实这是由于供体细胞基因组中持续存在的组蛋白H3K9me3修饰无法被正常擦除造成的。通过在SCNT胚胎中过量表达组蛋白去甲基化酶Kdm4d来降低H3K9me3修饰水平， SCNT胚胎的染色质空间构象会趋向正常受精胚胎，且Zscan4d的启动子与超级增强子的互作也得到了部分的修复（图3）。这说明H3K9me3修饰是核移植胚胎中染色质高级结构重编程的重要障碍，也证实了在胚胎基因表达调控过程中组蛋白修饰和染色质高级结构的协同作用。 图3. SE-P互作异常影响ZGA相关基因表达，并能被过量表达Kdm4d部分纠正 综上，这项研究对小鼠SCNT胚胎发育过程中的染色质三维结构重塑进行了系统的研究，这也为今后进一步纠正SCNT胚胎发育过程中的表观遗传屏障提供了新的思路。 图4 本研究的模式图 同济大学生命科学与技术学院博士研究生陈墨、朱乾书和李翀副研究员为本文共同第一作者，高绍荣教授、江赐忠教授和刘晓雨研究员为本文共同通讯作者。该研究得到了科技部、基金委和上海市科委项目的支持。

能源、环境及化工等领域广泛存在具有相变和反应的能质传递和转化问题， 具有多区域、多场、传递与转化等相互耦合的特点，是影响装备性能的关键热物 理问题，对提升性能至关重要。本项目针对上述领域中共性的多场耦合能质传递 机理反其强化和调控方法的前沿科学问题开展研究工作，取得了系列原创性研究 成果。主要发现点有： 一、 分区耦合多相传递可视化实验方法及其机理与特性：创新了滞止流和通 流槽道内逸出速率及位点可控的液滴和气泡动力学行为、变孔隙率网络流道及其 与外部流场耦合的两相流动、毛细阻力可调的多孔层内相变传热及含反应边界的 两相流及传递等可视化实验方法。获得了逸出液滴聚合衰减震荡机理及规律；发 现了微孔逸出气泡脱离后涌入和界面震荡现象；揭示了具有壁面逸出气泡的槽道 内两相流规律；阐明了具有微孔层和结构缺陷的气体扩散层内两相分布特征；厘 清了反向式毛细蒸发器多孔层内相分布规律反其对相变传热的影响机理；揭示了 燃料电池内两相流动和传输以及电化学反应的相互作用规律，获得了流道水淹与 压降之间的定量关系及膜电极表面温度分布特性。 二、 多元多相分区耦合能质传递及转化理论模型：建立了多场耦合固体基质 表面细胞吸附成膜理论模型，揭示了生物膜结构与能质传递及产氢/产电性能的 相互关系；建立了含生化反应的多孔填料床内多相能质传递的毛细管模型和多相 混合模型，阐明了流动和传输与生化反应的耦合特性，为固定化细胞生物反应器 性能预测提供了方法；建立了毛细结构材料内分区耦合相变传热理论模型，为反 向式毛细蒸发器和微槽膜状凝结换热提供了理论计算方法；提出燃料电池两相传 输三维孔隙网络模型和气体有效扩散系数的分形模型，首次利用V0F方法模拟 了边壁具有逸出液滴的燃料电池流道内细观两相流行为，揭示了多孔扩散层与流场板流道内两相流的耦合关系以及流道结构和工况参数对两相流特性的影响规律。 三、多场耦合能质传递强化及调控方法：基于分区耦合强化传热思想，提出 了三维肋表面和螺旋扭带组合强化传热新方法；通过分区流动和传递强化与调控, 发展了三维柱状阵列结构阳极微流体燃料电池，显著提升了电池性能；利用石墨 烯表面修饰，实现了多孔电极内微生物产电菌电子转移速率和活性生物量调控和 强化；创新性利用流场/浓度场/温度场/光场的强化和调控，结合表面修饰和弥 散光导体技术，实现微生物生化转化全过程强化；提出了通过外接电阻控制阳极 电势诱导和调控生物膜结构，强化了质子传输，大幅提升了微生物燃料电池性能。

产品介绍：      S18 型实验室高剪切均质乳化分散机，刀头内切式设计，由高速旋转的转子与精密的定子工作腔配合，依靠高线速度，产生强劲的液力剪切，离心挤压、高速切割及碰撞，使物料充分分散、乳化、均质、粉碎、混合，得到稳定的高品质产品。 高速马达，长寿命设计,运转稳定●整机结构设计合理，选材精良，使用轻便，可手持操作，●无级调速，转速可达25000rpm，为您提供25m/s的剪切线速度●可选配10多种不同的分散头，满足您不同的工作环境（密闭、敞开、常压、真空）●可长时间连续工作运行可达2小时●过载保护、双重防护绝缘、给您安全保障●工作头采用不锈钢材质，可重复使用，符合GMP卫生标准●设备模块化设计,可灵活组合。快速拆装工作头，清洗灭菌方便，刀头可重复使用。 型号：JS18 功率：500W 电源：220V50HZ 电机：国产 转速范围：5000-25000rpm 线速度：25m/s 转速显示方式：刻度显示 调速方式：无级调速 刀头灭菌方式：任何方式 处理量：50-5000ml 标配工作刀头：18G（处理量：50-2000ml） 可选配工作刀头：6G,8G,10G,25G 适用粘度：＜7000 cp 接触物料材质：SUS316L不锈钢 浸入物料部分轴套材质：PTFE 工作架、底座：标配 工作架、底座材质：Q235封塑（可选不锈钢材质） 包装：纸箱 工具：配套拆卸工具一套 备件：备件包 整机重量：10KG

基本概念：航空发动机高温薄膜传感器技术是将温度、压力等敏感材料以薄膜的形式沉积在航空发动机高温结构件（如涡轮叶片、机匣等）表面，并进行绝缘、防护、图形化，制成与结构件一体化集成的薄膜传感器。 主要功能与应用领域：集成在结构件表面的薄膜传感器使结构件能够感知温度、应力应变、振动、热流、摩擦阻力等状态参数，能在航空发动机高温、高速、强氧化气流冲刷的恶劣环境下稳定工作。 图1 薄膜传感器结构示意图 图2 涡轮叶片上的薄膜传感器 特色及先进性：与埋入、粘贴、焊接的传统传感器相比，采用薄膜形式集成在结构件表面的薄膜传感器不破坏结构件的力学强度，不影响结构件的工作环境（如流场等），厚度仅约30μm，具有灵敏度高、响应速度快、精度高、可靠性好的优点，是当前世界上航空发动机高温、高速、强氧化气流冲刷恶劣环境下的先进测试技术。 技术指标：最高工作温度1100℃，测试精度优于5%，900℃下寿命>10hr。 能为产业解决的关键问题和实施后可取得的效果：本成果目前主要应用于航空发动机涡轮叶片、燃烧室火焰筒、燃烧室冷却试验件、燃烧室机匣、涡轮机匣、涡轮盘等高温结构部件表面的状态参数测量，如温度测量、应力应变监测、强度疲劳评估等，解决当前航空发动机高温结构部件的健康监测难题。此外，本成果能够推广用于核电、燃气轮机、汽车发动机、陶瓷发动机等高温零部件状态参数的测量和健康监测，推广应用前景广阔。

该项目为制备碲化铅薄膜与纳米颗粒的新工艺。目前，PbTe薄膜通常采用真空蒸镀、 激光闪蒸、磁控溅射等物理方法制备，这些方法采用昂贵的镀膜设备，成本较高；电化 学方法沉积PbTe薄膜成本相对较低，但缺点在于必须使用导电基片，适用范围较窄。PbTe 纳米颗粒大多采用水热法或溶剂热法、电化学法、乳液法等方法合成，这些方法在合成 过程中或者涉及了高压设备，或者采用了复杂的仪器和涉及冗长的工艺，或者由于引入 大量有机物给后处理及环境保护带来难题。 本项目提出以碱性水溶液作为溶剂，以成本低廉的含铅无机盐和碲化物或亚碲酸盐 作为反应物，在常压、室温至 50o C 同步合成 PbTe 薄膜和纳米颗粒，制备的薄膜平整致 密且对基片无特殊要求，纳米颗粒尺度均一且可随温度调节。与其他现有的 PbTe 薄膜 与纳米粉体制备方法相比，该方法简单易行，性价比高，几乎无能耗，反应介质为容易 净化处理的水溶液，利于环保。 

本发明属于碲化铅（PbTe）薄膜和纳米粉体的制备方法领域。本发明公开了一种 PbTe 薄膜和纳米粉体的低温水溶液同步合成方法，该方法以含铅的无机盐与二氧化碲或亚碲 酸钠为原料，以硼氢化钾或硼氢化钠为还原剂，在室温至 50 o C 碱性水溶液下同时合成 PbTe 薄膜和纳米粉末。本发明首次在低于 100 o C 且常压下合成 PbTe 薄膜与纳米粉体， 制备的薄膜平整、致密、均匀；粉末产物粒径小，粒度分布均匀，并可通过控制反应温 度来控制粒径大小。整个工艺使用的原料便宜易得，工艺简单，容易实现规模化生产， 同时反应过程中避免使用有机溶剂，有利于环保。合成的 PbTe 薄膜和纳米粉体可广泛 应用于热电器件、太阳能电池、荧光器件、红外光学元件、红外薄膜器件和半导体探测 器等，应用前景广阔。

本发明公开了一种超薄抗菌水凝胶薄膜的制备方法，首先将组分A与缓冲溶液混合，得到共聚物溶液Ⅰ，将组分B与缓冲溶液混合，得到共聚物溶液Ⅱ；然后将基底依次浸入浓硫酸/过氧化氢混合溶液、硅烷偶联剂溶液中；取出后再依次浸入共聚物溶液Ⅰ和共聚物溶液Ⅱ中，重复该步若干次得到所述的超薄抗菌水凝胶薄膜；所述的组分A为主链含多双键的聚合物，所述的组分B为主链含多巯基的聚合物。本制备方法无需催化剂，在生理条件下即可快速进行，具有良好的生物相容性和可操作性；制备的水凝胶薄膜在盐溶液中结构稳定；厚度精确可控，膜厚可在纳米和微米尺度进行自由调控；对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有良好的抗菌作用。

金刚石薄膜涂层硬质合金工具由于性能优异、成本相对较低(与PCD和金刚石厚膜钎焊工具相比、可以适应于复杂形状工具衬底沉积、以及可能大批量沉积等优点, 具有非常好的市场前景。 金刚石薄膜涂层硬质合金工具开发的关键是解决金刚石薄膜在硬质合金衬底上的生长(沉积)和良好附着的技术。本项目成果采用独特的衬底预处理和优化的金刚石膜沉积工艺已经解决了Co对金刚石膜生长和附着的有害影响问题。在YG类硬质合金工具衬底所沉积的金刚石膜涂层厚度最大可达20～30m。用洛氏硬度压痕法评定的金刚石膜附着力时的无裂纹临界载荷达1500N以上。在铣削Al-12wt%Si合金时, 金刚石薄膜涂层的YG6铣刀比未涂层硬质合金刀片使用寿命可提高20倍以上。 本成果基于我们已经取得的两项关于金刚石膜低温沉积技术和硬质合金衬底激光预处理技术的发明专利(ZL 91 1 02584.7, ZL 93 1 19434.2 ), 以及最近完成的另外二项关于使用特殊钴化物过渡层提高金刚石薄膜附着力的技术(已申请发明专利, 申请号: 99107912.4, 01130903.2)。此外, 本项目组正在进行工业化生产设备和技术的研究开发, 原型设备研制已接近完成, 其特点是摒弃通常CVD设备的平面沉积方式, 采用立体(空间)沉积方式, 因此可以一次沉积大量工件。最终工业化设备的目标是一次涂覆可转位刀片(或钻头)300只以上。 本项目成果可用于开发各种金刚石薄膜涂层硬质合金工具和模具, 以及其它需要解决极度耐磨或降低摩擦的应用。