百纳周报|钻石量子显微镜、高通量时代、金龙鱼化石、航天日的烟火、龙血与超级细菌、NASA 新报土卫二

本周学术科技大事件

摘要 | 小纳君对4月10日至4月15日的科研热点新闻事件作盘点，以供回首。

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直播胞内反应？钻石打造量子显微镜

● 时空：4月10日、澳大利亚墨尔本大学

● 关键词：钻石量子显微镜、非介入观察

该新型显微镜，能够提供铜离子的量子磁共振影像。David Simpson/University of Melbourne基于钻石的成像系统，可利用电子的磁共振探测带电原子，以及实时观察化学反应过程，诸如DNA如何在细胞内折叠、药物如何作用、细菌如何代谢金属等。至关重要的是，量子显微镜可以给溶液中的离子单独成像，揭示正在发生的生物化学反应，而不干涉反应过程。

Hollenberg、Simpson的研究团队采用的钻石在接近表面特定位置具有缺陷阵列，这个钻石被置于紧靠待观测样品的显微镜末端。他们将缺陷的响应频率调制到可以与缺失两个电子的铜离子（Cu2+）的自旋共振。当钻石探头接触含有铜离子样品的表面时，两者之间产生的频率共振在钻石的缺陷处激发了荧光，从而定位每个铜离子的精确位置。再用某种酸液浸染样品等方法改变铜离子价态观测到铜离子的自旋影像变化。这种方法的非介入性理论上使它可以对活细胞的内部进行成像——这正是Simpson和 Hollenberg的团队努力的方向。核心难点在于钻石探头要离样品足够近方能产生信号。科研人员也在努力使这个系统适用于探测包括铁在内的各类金属物质。他们的创新有望使此项技术贴近实际应用。（相关论文以Quantum microscope offers MRI for molecules为标题发布于《Nature》,原文作者为Sara Reardon。）

2

实践十三号卫星！我国通信卫星的高通量时代

● 时空：4月12日、中国

● 关键词：HTS、动中通

4月12日19时04分，我国在西昌卫星发射中心，用长征三号乙运载火箭成功发射实践十三号卫星，标志着我国通信卫星已进入高通量时代。实践十三号是我国首颗高通量通信卫星（HTS），首次搭载了Ka频段通信载荷，卫星通信总容量达20Gbps，超过了我国之前研制的所有通信卫星容量的总和。卫星通过26个用户点波束和3个馈电波束，能够覆盖我国除西北、东北的大部分陆地和近海约200km海域，并凭借其快捷组网、高速接入、容量大、成本低等优势，可以随时随地将宽带通信的“触角”延伸到那些地面无线网络信号覆盖不到或光缆无法接入的地方。不管使用者是身在偏远的小山村还是在广袤无垠的大草原，是在远离喧嚣的海岛上还是在耸入云端的高峰上，都可以在卫星的帮助下不间断地高速上网，切身感受到宽带通信的无处不在、无时不待。

此外，实践十三号卫星采用天地一体化设计理念，将助力运营商实现无缝“动中通”。所谓“动中通”，是指卫星通过多波束无缝切换、终端自动跟踪捕获等技术，为车辆、轮船、飞机等移动载体在运动过程中提供通信保障。实践十三号的成功发射，标志着我国卫星通信从此进入高通量时代，真正意义上实现了卫星通信的宽带应用，填补了我国在该领域的技术空白。

3

我国首次发现保存完美的金龙鱼化石

● 时空：4月12日、中国

● 关键词：金龙鱼化石、骨舌鱼类的跨洋分布

化石骨舌鱼类基本上发现于除南极以外的世界各大陆的陆相沉积中。淡水鱼类的这种跨洋分布，给骨舌鱼类动物地理学解释带来了很大的困惑。 在最新一期《古脊椎动物学报》上，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员张江永和加拿大阿尔伯塔大学教授Mark Wilson报道了在我国首次发现的骨舌鱼科金龙鱼属一新种：中华金龙鱼（Scleropages sinensis）。中华金龙鱼化石标本保存完美，产于湖南湘乡始新统下湾铺组和湖北松滋下始新统洋溪组。中华金龙鱼化石的发现，为研究金龙鱼属（Scleropages）和骨舌鱼属（Osteoglossum）的分化时间提供了直接的证据，说明金龙鱼属和骨舌鱼属在早始新世以前就已经分化，这对解释骨舌鱼类的跨洋分布具有十分重要的意义。 

4

世界航天日，盘点宇宙不一样的烟火

● 时空：4月12日、宇宙万象

● 关键词：载人空间飞行国际日

1961年4月12日"东方1号"发射升空，苏联宇航员尤里·加加林首次登上宇宙飞船遨游太空，绕地球飞行一周后返回地面。此举开启了人类探索太空的新纪元，使人类能够从一个新视角对宇宙及其生活的星球有了更好的了解。载人空间飞行国际日为每年的4月12日，这是联合国大会2011年4月7日作出的决议，以庆祝人类空间时代的开始，同时重申空间科学和技术在实现可持续发展的目标，增加国家和人民福祉，并确保其实现以和平为目的的维护外层空间的愿望方面所作重要贡献。

2017年4月12日，第七个世界航天日让我们一起欣赏宇宙中那些美轮美奂的瞬间。那些不一样的烟火请见本期周报末尾。（展示图片属sipaphoto.com版权作品）

5

科莫多龙的启示——新型抗菌肽应对超级细菌

● 时空：4月13日、美国乔治梅森大学

● 关键词：超级细菌、科摩多龙血液

本周《npj-生物膜和菌群》在线发表的研究Komodo dragon-inspired synthetic peptide DRGN-1 promotes wound-healing of a mixed-biofilm infected wound报告，一种基于科摩多龙血液中某种天然分子的新型合成肽能治疗小鼠的生物膜感染伤口。该研究表明，这种肽有开发为抗生素的潜力，特别是用于治疗对现有抗生素有耐药性的生物膜感染伤口。

美国乔治梅森大学的Monique van Hoek及同事在科摩多龙（Varanus Komodoensis）的血液中搜寻新型抗菌化合物。作为一种在印尼岛屿上炎热干燥的草地中生活，不管死活什么都吃的肉食动物，它们的唾液被认为含有许多不同的细菌菌株，其中一些会导致败血症，使得一些侥幸从其偷袭中逃脱的大猎物，最后因感染而死。但这些细菌对科摩多巨蜥不产生影响，这表明科摩多龙通过某种方式获得了保护。他们从科摩多龙的血浆中分离出了一种表现出抗菌活性的肽VK25，但科莫多巨蜥据估计目前世界仅存3000余只，从如此稀少的动物体内提取抗菌物质是不现实的。于是他们以其为灵感，设计出了一种重排氨基酸的修饰合成肽，将其命名为称为DRGN-1，而人工合成的短肽抗菌活性甚至超过了科莫多巨蜥体内的抗菌肽。抗菌肽的抑菌机理和传统抗生素并不相同，Hoek等的研究也许会在将来为一线临床医师提供一种全新的抗菌武器。

6

NASA 宣布土卫二具有全部生命条件

● 时空：4月14日、美国

● 关键词：土卫二、宇宙生命

北京时间4月14日凌晨2时，美国国家航空航天局（NASA）在华盛顿总部的詹姆斯·韦伯礼堂召开新闻发布会，宣布土卫二（Enceladus）上具备生命所需的所有元素，而情况相似的木卫二（Europa）同样有潜力。外面被厚厚的冰层包裹，冰层下隐藏着流动的海洋。尤其引得注意的是，这两个卫星的冰裂中都有喷射羽流的存在——这意味着科学家们不需要钻开冰层，只需分析喷射出的羽流成分，就能对冰下的神秘深海有所了解。如果羽流现象与高温地区有所关联，那这可能意味着高温的海水正在加热这些卫星表面的冰壳。这样的水热反应是海底的岩石与海水发生化学反应的结果，同土卫二一样，木卫二「欧罗巴」也可能具备了孕育生命的环境。

哈勃于2015年10月拍摄到的恒星系统名为DI Cha。其中心独特的明亮光点包含了两颗透过尘埃环发光的恒星，令这个四星系统中的另外两颗星淹没在它们的光芒中。除有一对双星外，这一恒星系统还因其中有一片名为“蝘蜒座复合体”的产生新恒星的区域而著称。

2015年8月27日，欧洲航天局（ESA）公布了由哈勃望远镜拍下的一组最新照片。而其中最吸引眼球的，则是一对双发喷气星云所形成的“翅膀”。这个星云于1947年被人们所发现，它的正式名称为PN M2-9。科学家们认为，这两片树叶状的“翅膀”形成于1200年前。

2013年12月16日，美国NASA哈勃望远镜拍摄到的迄今最生动的完整蟹状星云，也是哈伯望远镜拍摄到的最大幅蟹状星云照片。蟹状星云（Crab Nebula）是公元1054年一颗恒星发生爆炸形成的遗迹。这团膨胀的气体距离地球大约6500光年，居于金牛座方向。“紫外/可见光”望远镜是“雨燕”卫星上所搭载的3种望远镜之一，是唯一捕获与人眼所看到的光线类似的望远镜。虽然以地面望远镜的标准来看这是架小口径望远镜，但是它在伽马射线暴（GRB)爆发的初期能够做出最迅速的反应。

2016年4月21日讯，哈勃太空望远镜2月份捕捉的气泡星云图像。

这张照片是著名的蟹状星云（Crab Nebula）中心部分的合成图像，一颗城市大小的、每秒旋转30次的磁中子星---蟹状星云脉冲星位于该图的中心。这张壮观的图像合成了来自哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope）的光学图像（红）和来自钱德拉卫星（ Chandra Observatory）的X射线图像（蓝），这也曾被用于广为流传的蟹状星云动画（Crab Pulsar movies）中。脉冲星就像一部宇宙发电机，从核心发射X射线和光学辐射，加速带电粒子产生奇异的炽热的X射线喷流。像环一样的结构是X射线发射区，在这里高能粒子猛烈撞击星云物质。最里面的环大约有一光年左右。中心的脉冲星是由大质量恒星塌缩形成的，它的质量比太阳要大而密度和原子核差不多，而星云则是由恒星外层膨胀所形成的。这颗超新星的爆发在1054年被人们观测到。

1990年4月24日，美国航天飞将哈勃望远镜送上太空轨道，“哈勃”望远镜长13.3米，它以2.8万公里的时速沿太空轨道运行，由于没有大气湍流的干扰，它所获得的图像和光谱具有极高的稳定性和可重复性。至今，哈勃太空望远镜已经环绕地球飞行25年，它捕捉到的照片正从根本上改变着我们对宇宙的认识。

天市右垣十一(Zeta Oph)，是一颗质量比太阳大20倍的恒星，位于蛇夫座，距离我们约为460光年。

本文由小纳君整理，以供各位看官回首。

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