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生物地磁实验室
在国家自然科学基金委(基础科学中心、创新群体、杰出青年基金、优秀青年基金、重点基金、面上基金和青年基金等)和中国科学院(首批创新团队、重要创新方向性项目和创新团队国际合作项目)等的大力支持和资助下,中国科学院地质与地球物理研究所率先在国内开辟了生物地磁学研究新方向。
更多介绍
地磁场变化
揭示出地磁场千年内发生剧烈变化幅值和速率,为评估地磁场变化诱发的生物效应提供了依据
趋磁细菌与生物矿化
揭示趋磁细菌与地磁场共演化规律、趋磁细菌矿化机制、趋磁细菌利用地磁场参与地球化学循环机制
磁场生物效应
揭示生物响应地磁场变化的分子机制,为评估深空亚磁场环境对航天员健康影响提供了科学依据
生物磁性纳米矿物仿生和应用
实现小鼠1-2 mm早期微小肿瘤核磁共振成像,为人类肿瘤早期精准诊断和靶向治疗提供了新材料
学术动态
Academic Trend
李金华等-CEE:嫦娥五号发现撞击成因磁铁矿:月球磁记录再添关键载体
2026-04-22
近期,中国科学院地质与地球物理研究所李金华研究员牵头的中外团队,采用“显微学-同步辐射-微磁学”的多技术关联手段,在嫦娥五号月壤中识别出一类撞击成因的磁铁矿(Fe₃O₄)。该磁铁矿在成分-结构-磁畴状态上与地球常见的磁铁矿显著不同,指示其在低氧逸度、富硫的月球微环境下通过界面控制的顺序结晶形成,并具备稳定携带古磁场信息的潜力。需要强调的是,这一发现并不意味着磁铁矿取代金属铁/铁镍合金成为月球的“第一载磁物”;相反,它提示在特定、局地的微环境中,磁铁矿同样可能充当高质量的磁记录者,值得系统开展普查与机...
摘要:行星物质中的载磁矿物,保存着行星磁场起源-演化-强度的“天然录音机”。在月球研究中,长期主流观点认为金属铁和铁镍合金是记录月球磁场的主要载体。近期,中国科学院地质与地球物理研究所李金华研究员牵头的中外团队,采用“显微学-同步辐射-微磁学”的多技术关联手段,在嫦娥五号月壤中识别出一类撞击成因的磁铁矿(Fe₃O₄)。该磁铁矿在成分-结构-磁畴状态上与地球常见的磁铁矿显著不同,指示其在低氧逸度、富硫的月球微环境下通过界面控制的顺序结晶形成,并具备稳定携带古磁场信息的潜力。需要强调的是,这一发现并不意味...
张荣荣|李金华等-AEM:α-变形菌纲趋磁细菌及磁小体形态演化新机制
2026-04-22
自然界中存在一类“会感磁”的神奇微生物——趋磁细菌(MTB)。它们在细胞内合成由膜包裹的磁性纳米晶体(磁小体),如同“活体指南针”,借此沿地磁场高效定向,在复杂水域中精确迁移。近日,中国科学院地质与地球物理研究所李金华研究员团队基于北京玉渊潭发现的新型MTB,开展多学科交叉研究,首次以定量证据表明:决定趋磁细菌“体内磁石”形态的关键不在于细胞外形,而在于其深层的系统发育(遗传)背景。同时,团队提出磁小体基因簇(MGC)“保守骨架—模块化微调”的演化新模型,为理解生物矿化演化规律与精准解读古环境记录提供...
摘要:自然界中存在一类“会感磁”的神奇微生物——趋磁细菌(MTB)。它们在细胞内合成由膜包裹的磁性纳米晶体(磁小体),如同“活体指南针”,借此沿地磁场高效定向,在复杂水域中精确迁移。近日,中国科学院地质与地球物理研究所李金华研究员团队基于北京玉渊潭发现的新型MTB,开展多学科交叉研究,首次以定量证据表明:决定趋磁细菌“体内磁石”形态的关键不在于细胞外形,而在于其深层的系统发育(遗传)背景。同时,团队提出磁小体基因簇(MGC)“保守骨架—模块化微调”的演化新模型,为理解生物矿化演化规律与精准解读古环境记...
纪润佳|林巍等:
地质地球所建成国际首个趋磁细菌基因组数据库(GdbMTB)
2026-04-22
近日,中国科学院地质与地球物理研究所生物地磁学研究团队,对分散的趋磁细菌基因组数据资源进行系统整合与质量评估,并关联了样品的环境信息和文献来源等元数据,构建了国际首个趋磁细菌基因组数据库(Genomic Database of Magnetotactic Bacteria, 简称GdbMTB),为趋磁细菌的研究和应用提供了可靠的数据基础。GdbMTB具有交互式、用户友好的界面以及与外部数据库的直接链接,方便用户浏览和查询趋磁细菌基因组数据、追溯原始研究并进行跨数据库导航。
趋磁细菌是一类在细胞内合成纳米级磁铁矿(Fe3O4)或胶黄铁矿(Fe3S4)颗粒从而感知地磁场方向运动的微生物。它们不仅是研究生物感磁与生物矿化机制的经典模式生物类群,也对重建地球古地磁场与古环境信息、理解生命起源乃至探索地外生命等具有重要意义。 随着生物信息学与测序技术的发展,近年来趋磁细菌基因组数据正在迅速积累,但这些数据分散在不同数据库中,质量参差不齐,且缺乏样本来源、环境背景等关键信息的系统整理。数据“碎片化”阻碍了对这类微生物的多样性、分布规律、感磁机制与起源演化的深入认识。 ...
刘立|林巍等-SD&EM等:柴达木盆地类火星环境微生物适应机制研究及其基因组资源库构建
2025-12-31
中国科学院地质与地球物理研究所行星科学与前沿技术重点实验室的刘立博士后与合作导师林巍研究员等,系统采集了柴达木盆地代表性类火星地貌和不同深度的土壤样品,利用宏基因组学技术,成功获得了1773条细菌和古菌基因组以及2060条病毒基因组,并构建了柴达木盆地类火星环境微生物基因组资源数据库。在此基础上,结合土壤理化性质、矿物组成等地质环境信息,系统研究了柴达木盆地不同地貌类型和土壤深度中微生物的多样性、分布特征、生存策略及其相互作用关系。
宜居环境演化和生命信号探寻是火星探测的核心科学目标。通过实施原位探测和采样返回任务,可以直接获取火星原位科学数据和火星表面样品,寻找火星潜在生命信号。与此同时,地球上的一些极端环境因与火星条件高度相似(如极端干旱、高辐射、高盐碱等)被称为类火星环境,系统研究这些类火星极端环境中的微生物及其生存策略有助于评估火星过去或现今存在生命的可能性、遴选火星生命信号探测的优先区域、筛选生命探测的信号指标、优化生命信号探测的方法和策略(图1)。图1 类比火星不同地质历史时期的地球典型类火星环境和火星的潜在宜居...
刘嘉玮|吴龙|李金华等 Sensors & Actuators B:一滴样品“三重读数”,磁分离+纳米酶让麻痹性贝毒检测更快更准
2025-12-31
石房蛤毒素(Saxitoxin, STX)是一类会“封堵”神经细胞钠离子通道的强神经毒素,常在贝类、鱼类、蟹类等海产品中富集,带来严峻的食品安全风险。为避免传统单一检测手段“量程窄、易受基质干扰、缺乏交叉验证”的痛点。中国科学院地质与地球物理研究所潘永信/李金华团队联合海南大学吴龙团队提出一种磁分离增强的三模态适配体传感器:在同一平台上同时输出比色(CA)+荧光(FL)+表面增强拉曼(SERS)三套互相校验的信号,实现STX在0.1–1000 nM超宽范围内的定量检测,SERS模式检出限低至0.095 nM,并在虾、花螺、蛤蜊等真实海鲜基质...
摘要:石房蛤毒素(Saxitoxin,STX)是一类会“封堵”神经细胞钠离子通道的强神经毒素,常在贝类、鱼类、蟹类等海产品中富集,带来严峻的食品安全风险。为避免传统单一检测手段“量程窄、易受基质干扰、缺乏交叉验证”的痛点。中国科学院地质与地球物理研究所潘永信/李金华团队联合海南大学吴龙团队提出一种磁分离增强的三模态适配体传感器:在同一平台上同时输出比色(CA)+荧光(FL)+表面增强拉曼(SERS)三套互相校验的信号,实现STX在0.1–1000 nM超宽范围内的定量检测,SERS模式检出限低至0.095 nM,并在虾、花螺、蛤蜊等真实海鲜...
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文章列表
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301----
Cai, S., Qin, H., Wang, H., Deng, C., Yang, S., Xu, Y., Zhang, C., Tang, X., Gu, L., Li, X., Shen, Z., Zhang, M., He, K., Qi, K., Fan, Y., Dong, L., Hou, Y., Shi, P., Liu, S., Su, F., Chen, Y., Li, Q., Li, J., Mitchell, R. N., He, H., Li, C., Pan, Y., Zhu, R. (2025) Persistent but weak magnetic field at the Moon's midstage revealed by Chang'e-5 basalt.
Sci. Adv.
11.
300----
Chen, Y., Fang, Y., Fu, X., Pua, C., Yuan, W., Guo, J., Ying, T., Wang, Y., Ding, J., Liu, S., Yang, G., Chen, Z., Zhang, Z., Meng, F., Gu, L., Chen, X., Li, J., Yu, Q. (2025) Solar Flare Tracks: Unveiling Features and Their Impact on Distinct Lunar Soil Transformations.
Adv. Funct. Mater.
299----
Du, Y.-A., Ying, Q., Li, C., Zhang, S.-C., Sun, F.-W., Du, A., Qin, H., Pan, Y. (2025) Scanning magnetic imaging of geological samples based on fiber-coupled diamond quantum magnetometry.
Phys. Rev. Appl.
24.
298----
Gao, X., Zeng, W., Liu, J., Han, Y., Yin, Q., Wei, J., Wu, L. (2025) Droplet-based dual-mode ratiometric electrochemical and SERS detection of malachite green.
Microchem. J.
219.
297----
Han, Y., Wen, R., Liu, J., Wei, J., Yin, Q., Wu, L. (2025) Advances and innovations in surface-enhanced Raman scattering detection of microcystins: towards sensitive, rapid, and high-throughput analysis.
Food Chem.
496.
296----
Han, Y., Zhang, T., Zhu, L., Liu, J., Liao, J., Wu, L. (2025) One-step mixing and one-drop detection: A novel electrochemical and colorimetric assay for antioxidants using Pt-Au nanoflowers.
Microchem. J.
215.
295----
Huang, T., Chen, Y., Liu, L., Shen, J., Yin, Z., Pan, Y., Lin, W. (2025) Preservation of Organic Matter Within Primary Fluid Inclusions in Late Middle Pleistocene Halite From the Mars-Analog Qaidam Basin.
J. Geophys. Res. Planets
130.
294----
Ji, R., Wan, J., He, K., Goswami, P., Shen, J., Pan, Y., Lin, W. (2025) Magnetosome gene cluster containing bacteria in oxygen-stratified freshwater ecosystems of northern landscapes.
Commun. Earth Environ.
6.
293----
Li, J., Xing, L., Gong, Z., Liu, J., Liu, Y., Wu, W., Zhu, K., Wang, Y., Tang, X., Gu, L., Chen, Y., Li, Q., Cao, Z., Liu, S., Cai, S., Pan, Y. (2025) Magnetic signatures and origins of ferromagnetic minerals in Chang'e-6 lunar farside soils.
Nat. Commun.
16.
292----
Li, J., Zhang, C., Li, C., Chen, Y., Zhang, Q., Lan, Q., Wang, Y., Wu, W., Wang, J., Gong, Z., Tang, X., Sha, X., Gu, L., Cheng, S., Liu, P., Liu, J., Li, Q., Gu, L., Li, G., Li, Y., Dunin-Borkowski, R. E., Roberts, A. P., Pan, Y. (2025) Impact-generated magnetite in Chang'e-5 soil as a potential recorder of lunar magnetism.
Commun. Earth Environ.
6.
291----
Lin, H., Chang, R., Xu, R., Yang, W., Tian, H.-C., Tang, H., Li, J., Hao, J., Shan, L., Zhang, X., He, H., He, Z., Lin, W., Lin, Y., Wei, Y. (2025) Distribution of lunar surface water dependent on latitude and regolith maturity.
Nature Geosci.
18.
290----
Lin, W., Faure, M., Meng, L. (2025) The Uplift of Armorica and the Bretonian Movements of the Variscan Orogeny-New Insights From Detrital Zircons in the Early Carboniferous Terrigenous Rocks of the Laval Basin (Armorican Massif, France).
Geochem. Geophys. Geosyst.
26.
289----
Lin, W., Wang, Y., Liu, F., Meng, L., Wu, Q., Guo, Z., Wei, W., Chu, Y., Li, J., Wang, Q., Faure, M., Nguyen, V. V. (2025) Indochina orogenic belt and related geodynamics.
Sci. China Earth Sci.
68, 1691-1715.
288----
Liu, J., Ji, C., Wu, L., Han, Y., Wei, J., Zhang, S., Pan, Y., Li, J. (2025) Magnetic Fe3O4@rGO-Ag SERS platform for rapid sub-micromolar detection of triazophos in complex food matrices.
Microchem. J.
218.
287----
Liu, J., Li, Y., Jiao, L., Sun, Z., Wu, L., Pan, Y., Li, J. (2025) Nanozyme and magnetic separation-enabled tri-modal aptasensor for sensitive and accurate detection of saxitoxin.
Sens. Actuat. B-Chem.
444.
286----
Liu, L., Wang, Z., Zhang, W., Lin, W. (2025) Recovery of 1,773 microbial genomes and 2,060 viral genomes from the Mars-analog Qaidam Basin desert.
Scientific Data
12.
285----
Liu, L., Wang, Z., Zhang, W., Zhou, Z., Lin, W. (2025) The Hidden Viral Network: How Viruses Shape Microbial Adaptability and Biogeochemical Cycling in the Polyextreme Mars-Analog Qaidam Basin Desert.
Environ. Microbiol.
27.
284----
Liu, P., Zhang, R., Meng, F., Zhang, C., Roberts, A. P., Wang, Y., Zhu, K., Cao, Z., Pan, Y., Li, J. (2025) Deep-branching magnetotactic bacteria form intracellular carbonates enriched in trace metals.
Msystems
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283----
Liu, R., Li, Y., Zhang, Z., He, Y., Xu, C., Wang, W., Sun, W., Hui, H., Chen, L., Pan, Y. (2025) Influence of mantle convection on the Martian crustal dichotomy and the long-term evolution of the thermo-chemical structure of Martian mantle: Insights from 3-D geodynamic models.
Chin. J. Geophys. (Chin. Ed.)
68, 2092-2111.
282----
Luo, Y., Zhao, C., Ren, J., Tian, L., Pan, Y. (2025) Neuroinflammatory effects of magnetic fields: insights into glia-mediated secondary cascades and mechanisms.
Life Sci.
383.
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