拉曼光谱法研究不同环境温度下脉冲电场对胰岛素二级结构影响及理论模型分析

近年来,弱电磁辐射生物效应已受到人们的普遍关注.前期研究发现脉冲电场与环境温度对胰岛素分子的构象产生协同效应.因此,文章首先应用拉曼光谱法研究了不同环境温度下脉冲电场对胰岛素分子二级结构的影响,得到胰岛素分子α螺旋结构含量的变化;并运用蛋白质螺旋-线团结构转变模型对实验结果进行定量分析,得到的理论模型可以较好地刻画不同环境温度下,脉冲电场对胰岛素分子α螺旋结构含量的影响.脉冲电场的作用及热力学环境的改变,使蛋白质螺旋结构向无规线团结构发生转变,可以解释脉冲电场作用下,胰岛素分子α螺旋结构含量随环境温度升高而下降的原因.研究结果为进一步研究弱电磁辐射对生物大分子二级结构的非热效应机理提供了一定的实验依据及理论参考.     

33 Hz脉冲电场辐照对胰岛素淀粉样变性的影响

蛋白质结构失稳后会发生错误折叠、集聚或纤维化,不仅丧失正常功能,有时甚至会产生生物毒性,导致相关疾病。纤维化了的蛋白质是神经退行性疾病以及二型糖尿病等的主要诱因,它在溶液中具有和淀粉类似的特性,因此蛋白质的纤维化又被称为淀粉样变性。电磁辐射是引起蛋白质结构失稳的一个常见因素。经电场辐照后,蛋白质会发生去折叠和集聚,改变自发折叠机制。同时,经受电场辐照的扰动而失稳的蛋白质,纤维化过程也会受到一定的影响。以胰岛素为研究对象,利用硫磺素T(ThT)染色的荧光光谱法、透射电子显微镜(TEM)以及圆二色谱(CD)法,分别从纤维化的宏观动力学过程、成熟纤维丝微观形貌以及原纤维二级结构组成等不同角度,探究经33 Hz脉冲电场(PEF)不同电场强度及不同持续时间辐照后蛋白质在体外淀粉样变性机制的变化情况。结果表明,胰岛素溶液经过33 Hz PEF辐照后,淀粉样变性初期产生前体蛋白的成核期延长,原纤维丝聚集延长过程(即中间产物的寿命)缩短,形成的成熟纤维丝长度变短且整齐成簇无分支。这些效应随着辐照电场强度和辐照时间的增加而有不同程度的加强。研究结果一致说明PEF辐照对胰岛素的淀粉样变性有一定的抑制作用。     

脉冲电场与牛血清白蛋白相互作用的同步荧光光谱和拉曼光谱比较研究

应用同步荧光光谱和拉曼光谱研究了脉冲电场与牛血清白蛋白的相互作用。同步荧光光谱研究表明,脉冲电场对牛血清白蛋白的发射荧光光谱强度产生影响,降低了处于其活性部位的色氨酸和酪氨酸残基的发射荧光强度。拉曼光谱进一步验证了这种实验结果。两种实验表明：脉冲电场改变了处于牛血清白蛋白活性中心的芳香族氨基酸所处的微环境,进而表明了蛋白质的构象发生了变化,从而影响它的生物学功能。     

脉冲激光辐照GaAs材料热效应研究

为了研究脉冲激光辐照GaAs材料的热效应,采用软件COMSOL Multiphysics构建了高斯脉冲激光辐照半导体材料的温升物理模型,分析了1 064nm纳秒级脉冲激光辐照半导体材料GaAs的热效应.通过求解热传导方程计算了不同功率密度激光辐照GaAs材料的径向与纵向温度场分布,讨论了单光子吸收、双光子吸收及自由载流子吸收对辐照材料的温升贡献.计算结果表明:当激光功率密度升至1010 W/cm2,自由载流子对材料的温升贡献已超过单光子吸收对材料温升的贡献而占主导位置;当激光功率密度降至108 W/cm2以下时,两种非线性吸收对材料温升的贡献可以忽略.该结果与相关实验基本相符,表明了构建的物理模型具有科学性.     

极低频电磁场曝露对于大鼠敏感组织红外光谱特征的影响

极低频电磁场非热生物效应的发生与生物组织接受电磁辐射后微观结构的改变有关,利用红外光谱学分析方法可以有效的研究电磁辐射生物效应发生的微观机制。研究了极低频电磁场曝露对于大鼠电磁敏感组织红外光谱特征的影响,对曝露于50 Hz,0.75 mT极低频电磁场作用20天的大鼠的血液、脑和睾丸组织的红外光谱与正常大鼠组织的红外光谱进行比较分析,从分子水平阐述了极低频电磁场曝露作用生物效应的发生机制。实验结果表明极低频电磁场曝露可导致大鼠敏感组织某些特征吸收峰峰位和峰强产生了规律性的变化,说明傅里叶变换红外光谱方法是研究电磁场不同生物效应的发生机制的一种有效手段。     

ZnS与SiO_2材料的短脉冲激光热损伤特性比较

对SiO2和ZnS这两种常用的红外光学材料在红外短脉冲激光辐照下的热损伤特性进行了研究,分析了相同激光辐照条件下两种材料的热效应,另外也针对同种材料不同辐照条件下的热效应进行比较。分析结果表明:红外激光作用下,SiO2材料的表面温升快于ZnS材料,而在材料内部,则后者快于前者。脉冲辐照结束时SiO2材料的表面峰值温度高于ZnS材料,但ZnS材料产生温升的深度大于SiO2材料。由于能量更为集中,材料在皮秒激光作用下温升高于纳秒激光作用下的温升。若材料的峰值温度达到熔点,则激光的单脉冲能量随脉冲宽度的减小呈非线性减小趋势,且变化率越来越大。     

用Z-scan法研究非线性介质中的热效应

从热传导方程出发,研究了脉冲激光作用下因样品线性和非线性吸收引起热效应而产生的折射率变化.从理论分析得出,当仅存在线性吸收时,非线性折射率的概念在通常情况下并不适合于由热效应产生的非线性,但在所用的激光脉冲很短的情况下,类似于其它非线性的各种效应,对热效应也可定义时间平均非线性折射率,并可用Z-scan法对这两类吸收感生的不同非线性折射率进行测量.所得结论符合实验结果.     

激光协同聚焦超声辐照生物样品增强热效应的实验和理论研究

对中等强度聚焦超声在生物样品中产生的热效应以及激光协同超声增强热效应进行了实验和理论研究。实验上,对生物和仿生样品在超声作用和激光协同超声作用下加热情况进行测量,通过对比表明,激光协同超声作用于生物样品,引起空化效应以及温度升高更为明显。同时,理论上对聚焦超声在生物样品中衰减产生的热效应、超声空化以及激光协同超声增强空化及其产生热效应进行机理分析。通过对机理的分析表明,激光引起的光致核化使超声空化更易于产生,有效的增强空化效应,进而增强热效应。为对具体实验给出量化分析和估算,通过理论与实验结果相拟合,对超声传播引起的温度升高进行计算,并估算超声和激光协同超声产生空化微泡对加热效应的不同贡献,为空化效应在超声治疗中的贡献提供参考数据。      

光动力治疗中热效应的理论分析与计算

基于Pennes传热方程，从理论上分析了光动力治疗中激光作用所引起的组织温升的变化.结果表明，激光照射在生物组织内形成热源，该热源在一维生物组织空间引起组织的温升一般随时间呈指数形式增大，随激光照射处的距离呈指数减少.激光照射生物组织产生热效应，存在一个最小阈值光剂量，仅当照射的激光剂量大于阈值光剂量时，才能产生热效应.阈值光剂量大小由生物组织的光学参量和热物性参量决定，并随激光照射处的距离呈指数增加     

双色场下紫外超短脉冲的频谱展宽

当共线传输的双色强激光脉冲满足时间重叠时,其等离子体通道间将出现强烈的耦合作用,由此引起的交叉相位调制可产生强烈的非线性效应,使紫外超短脉冲的频谱展宽效应得到增强.将由钛宝石激光系统经三倍频得到的能量为045 mJ、带宽为15 nm的紫外脉冲和能量为71 mJ的近红外脉冲共线聚焦后,在氩气样品池中分别诱导产生等离子体通道,发现紫外脉冲光谱受到明显调制.调制后的光谱半高全宽增至64 nm,为聚焦前谱宽的4倍,是单束紫外脉冲成丝时谱宽的25倍.实验着重研究在不同时间延迟、耦合位置和气体压强情况下,双 关键词： 紫外超快脉冲 双色光丝 非线性效应 光谱展宽     

Strangeness production on the nucleon and on nuclei

The coupled-channel Giessen Model is used to investigate meson production on the nucleon simultaneously in reactions with hadrons and the photon. The essential aspects of the model are discussed. Results for strangeness producing KΛ reactions on the proton and eta photoproduction on the proton and the neutron, respectively, are presented. A resonance model is used to explore the production of hypernuclei in proton and photon induced reactions.     

Zeta function and regularized determinant on a disc and on a cone

We give formulas for the analytic extension of the zeta function of the induced Laplacian L on a disc and on a cone. This allows the explicit computation of the value of the zeta function and of its derivative at the origin, and hence we get a formula for the regularized determinant of L.     

Remarks on potential spaces and Besov spaces in a Lipschitz domain and on Whitney arrays on its boundary

In this note, we propose to remove some small gaps in the theory of potential spaces H _p ^s (Ω) and Besov spaces B _p ^s (Ω), 1 < p < ∞, s ∈ ℝ, for a bounded Lipschitz domain Ω ⊂ ℝ ⁿ , n ⩾ 2. Namely, we discuss 1) the unified definitions of these spaces with s of any sign, the unified duality theorems and interpolation relations, 2) the possibility of constructing a function in these spaces with given array of traces of its derivatives on the boundary. To the memory of Leonid Romanovich Volevich The work was partially supported by the RFBR grant no. 07-01-00287.     

Connections on Lie algebroids and on derivation-based noncommutative geometry

In this paper, we show how connections and their generalizations on transitive Lie algebroids are related to the notion of connections in the framework of the derivation-based noncommutative geometry. In order to compare the two constructions, we emphasize the algebraic approach of connections on Lie algebroids, using a suitable differential calculus. Two examples allow this comparison: on the one hand, the Atiyah Lie algebroid of a principal fiber bundle and, on the other hand, the space of derivations of the algebra of endomorphisms of an SL(n,C)-vector bundle. Gauge transformations are also considered in this comparison.     

航空摄影胶片与CCD信息量的研究

为了探寻航空摄影胶片与CCD相比的优势所在，计算了航空摄影胶片和CCD的信息量，时间自由度数Nt，空间自由度数Ns，颜色自由度数Nc，偏振自由度数Nw等．结果指出，普通国产1124航空摄影胶片信息量是3K×3K面阵CCD信息量的61倍，是9K×9K面阵CCD信息量的6．7倍．并根据CCD的分辨极限和成品率低的特点，得出了CCD的信息量将无法超越航空摄影胶片的结论．     

Gravitomagnetic influence on gyroscopes and on the lunar orbit

Gravitomagnetism--a motional coupling of matter analogous to the Lorentz force in electromagnetism--has observable consequences for any scenario involving differing mass currents. Examples include gyroscopes located near a rotating massive body and the interaction of two orbiting bodies. In the former case, the resulting precession of the gyroscope is often called "frame dragging" and is the principal measurement sought by the Gravity Probe-B experiment. The latter case is realized in the Earth-Moon system, and the effect has in fact been confirmed via lunar laser ranging to approximately 0.1% accuracy--better than the anticipated accuracy of the Gravity-Probe-B result. This Letter shows the connection between these seemingly disparate phenomena by employing the same gravitomagnetic term in the equation of motion to obtain both gyroscopic precession and modification of the lunar orbit.     

Resonance two-photon pair production on nuclei and on electrons

Expressions are obtained for the cross section of photoproduction of an electron-positron pair on a nucleus and on an electron in the field of a weak electromagnetic wave in the resonance region corresponding to the virtual electron (positron) being on the mass shell. The magnitude of these cross sections relative to ordinary pair production by a photon on a nucleus and on an electron is estimated. It is shown that this mechanism can enhance pair production by a photon on a nucleus and on an electron in the resonance region with simultaneous detection of the electron (positron) at a large angle.Translated from Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Fizika, No. 2, pp. 12–15, February, 1981.We thank A. A. Sokolov for his interest in the work.     

EXAFS results on metallic amorphous alloys and on metallurgy

Summary A review of some general trends of EXAFS in alloys and metallic glasses is given. The intrinsic qualities of the EXAFS method in metallurgy, structure of amorphous materials, clustering and spin glasses are discussed. Paper presented at the Workshop on ?EXAFS Data Analysis in Disordered Systems?, held in Parma, October 5–7, 1981.     

基于数字粒子图像测速的水雾粒径测量算法及实验

针对利用传统数字粒子图像测速（DPIV）法测量水雾粒径时粒子影像拉长对测试结果的影响,提出了基于DPIV建立的改进图像法（IIM）。设计了水雾粒径测量试验系统,对细水雾进行实时测试,并对比了采用本文算法与直接等效法测试水雾粒径子半径的差异。结果表明：采用本文的IIM得到的测试结果更为准确。通过最小二乘法对粒径分布进行拟合,发现对数正态分布函数和威布尔函数都可以较好地描述粒径分布。