蝇视觉系统的图形-背景分辨的计算机模拟

蝇视觉系统的图形-背景分辨及模式分辨是计算机视觉研究中的重要问题之一。本文在Reichardt等的蝇视系统的图形-背景分辨的计算神经网络模型的基础上,对蝇视觉系统在非平稳条件下的图形-背景分辨进行了系统的计算机模拟。结果表明,模型与模拟对于行为实验结果具有预测能力。本文提出假设:人视系统的运动感知及初级模式分辨也可能是以运动检测器为输入端的图形-背景系统来实现的。     

新型Fe~(3+)荧光探针的合成及活细胞成像中的应用

以邻氨基苯硫酚和苄基氯为原料反应得到2-苄硫基苯胺(1),再将2-苄硫基苯胺(1)和罗丹明B进行缩合得到新型罗丹明B衍生物R1,并用IR,HRMS-ESI,~1H NMR以及13C NMR对其结构进行了表征.进一步通过荧光光谱法研究了化合物R1在甲醇水溶液中对常见离子的识别特性.结果表明荧光探针R1能够对Fe~(3+)进行快速,灵敏的识别,并且受其他常见离子干扰较小.探针R1的荧光强度与Fe~(3+)浓度(1×10~(-6)~9×10~(-6) mol/L)呈较好的线性关系,并在PC-12活细胞中实现了Fe~(3+)的荧光成像.     

多巴胺在其第三受体蛋白结构中的分子通道上传输动力学

本文基于多巴胺与其第三受体复合蛋白(D_3R)结构,采用分子动力学技术Gromacs 4.5程序中的伞形样本方法,研究多巴胺在多巴胺第三受体蛋白结构中的运动轨迹及其过程中自由能变化,探讨多巴胺在其分子通道上传输运动机制动力学。分子模拟表明,处在发挥神经递质作用部位的多巴胺,通过D_3R结构中的功能分子通道沿着y+轴朝细胞外方向传输运动的自由能变化数值为134.6 kJ?mol~(-1),沿着y-轴朝细胞内传输运动的自由能变化为211.5 kJ?mol~(-1)。在D_3R结构中,多巴胺沿着x+、x-、z+、z-轴朝细胞双层膜方向传输运动的自由能变化分别为65.8、245.0、551.4、172.8 kJ?mol~(-1),数值说明DOP更容易沿着x+轴方向从TM5(第五跨膜螺旋)与TM6(第六跨膜螺旋)缝隙之间离开D_3R内部结构。处在细胞间隙空间的自由多巴胺,在等温等压条件下沿着逆y+轴方向通过多巴胺第三受体内功能分子通道,到达发挥神经递质作用的部位是一个自发过程,因为在该轨迹上多巴胺分子与受体相互作用是一个负自由能变化(-134.6 kJ?mol~(-1))。所以,多巴胺与多巴胺受体很容易相互结合,发挥神经递质作用。发挥了神经递质功能作用的多巴胺分子,沿着x+轴方向的保护分子通道从TM5与TM6缝隙之间离开D_3R内部结构,避免过度发挥多巴胺神经递质功能作用。根据多巴胺功能和保护分子通道观点,我们提出帕金森病新病理和精神分裂症新病理。论文还探讨多巴胺分子通道理论及其新病理应用于治疗控制这两种病症及其相关药物研究开发。     

沙林在CTAB逆胶束介质中的化学发光分析

以 CTAB在氯仿 /环已烷为主体溶剂相中所形成的逆胶束介质 ,基于鲁米诺 - H2 O2 化学发光体系对沙林进行定量分析 ;研究了氯仿与环已烷的不同配比、R值、CTAB浓度、p H、鲁米诺浓度及 H2 O2 浓度对化学发光强度的影响。沙林的检测线性范围为 1× 1 0 -6～ 1× 1 0 -2 mol/L,检出限为 1 .5× 1 0 -7mol/L ,对水样及土样测定的回收率均在 90 %以上     

稀土催化丁二烯-异戊二烯共聚物的动态力学性能

有关丁二烯-异戊二烯共聚物的动态力学性能的研究报导不多。Labach及谢德民报导了共聚物序列分布的研究。文献(3)报导了稀土丁/异戊共聚物的低温特性。     

茅苍术根茎中的两个新化合物

运用多种柱色谱技术对茅苍术根茎进行了系统的化学成分研究,从其80%乙醇提取物中分离得到一个新的4,6-二炔烯类化合物和一个新的香豆素类化合物,分别命名为(10R,11R,12R)-十三烷-2E,8E-二烯-4,6-二炔-1,10,11,12,13-五醇-10-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(1)和isoscopoletin 6-O-α-L-吡喃鼠李糖基-(1→6)-β-D-吡喃葡萄糖苷(2).其平面结构通过UV,IR,HR-ESIMS,1D和2D NMR等谱学技术确定.化合物1的相对构型通过纽曼投影式分析优势构象并结合1D NOESY的方法确定,而绝对构型通过比较电子圆二色谱(ECD)的方法确定.相关结果为链状多元醇的立体构型研究提供了参考.在10μmol·L~(-1)浓度下,化合物1和2对α-葡萄糖苷酶及蛋白酪氨酸磷酸酶1B表现出弱的抑制活性.     

酸性深蓝5R的极谱分析方法及其与环糊精的超分子体系研究

建立并研究了酸性深蓝 5R(AC5R)的极谱分析法.结果表明,在pH=7. 0的Na2HPO4 KH2PO4底液中,AC5R产生一峰形好、稳定、灵敏的还原峰,其峰电位EP约 -0. 60V(vs.SCE),峰电流及二阶导数极谱峰高随AC5R浓度变化的线性范围在 3. 0×10-8 ~6. 0×10-5 mol/L(r=0. 992 6 ~0. 999 1 ),检测限为 6. 0×10-9mol/L.RSD为 1. 16% (n=10),标准回收率在 95. 85% ~103. 3%之间,可望用于AC5R的定量分析.此外,还应用极谱伏安法研究了各种环糊精对AC5R电化学行为的影响和超分子体系;利用电流法测定了AC5R与α CD、β CD、γ CD、DM β CD、TM β CD、HP γ CD的包结常数和包结比,比较AC5R与不同类型环糊精的包结能力,并初步研究影响包结能力大小的可能因素.     

基于罗丹明B新型Fe~(3+)荧光探针的合成及其性能研究

以罗丹明B与2,6-二氨基吡啶缩合反应得到新型罗丹明B衍生物R1,其结构经1H NMR,13C NMR,IR,HRMS-ESI,X-Ray单晶衍射及元素分析表征.研究发现化合物R1作为荧光探针能选择性比色地识别Fe3+,且受常见金属离子的干扰较小.探针R1的荧光强度与Fe3+浓度(4×10-6~1.6×10-5 mol/L)呈较好的线性关系,并在Hep G2活细胞中实现了Fe3+的成像.     

基于主判别变量法的近红外光谱STR基因分型专家系统

基于近红外光谱结合主判别变量算法对短串联重复序列(STR)基因分型专家系统进行研究。选择STR基因座D16S539中6种总核心重复串数不同且出现频率较高的基因型9-9、9-11、9-12、10-10、10-11和11-11作为研究对象。6种基因型样本分别通过两次聚合酶链反应(PCR)平行扩增,以扩增产物的近红外光谱作为判别变量建立判别模型。最后,基于该基因座6种基因型的总核心重复序列数的差异来构建其基因分型专家系统。结果表明:方法适用于不同差异程度的基因型分型,预测准确率高且稳健性好,这为建立其他基因座的分型专家系统提供了可行性。     

富G寡聚核苷酸修饰的金纳米粒子与细胞相互作用的研究

通过Au-S键将两种链长一致、序列不同的富鸟嘌呤(G)单链寡聚核苷酸PolyG_1和PolyG_2分别修饰到13 nm金纳米粒子(GNPs)表面,合成了两种单链寡聚核苷酸(ssDNAs)与GNPs复合物(PolyG_1-GNPs和PolyG_2-GNPs)。所合成的PolyG_1-GNPs和PolyG_2-GNPs在复杂分散介质中具有良好的胶体稳定性。采用紫外-可见吸收光谱、细胞透射电镜和电感耦合等离子体质谱等分析方法,考察ss DNA序列对PolyG_1-GNPs和PolyG_2-GNPs与细胞相互作用的影响。结果表明,PolyG_1-GNPs和PolyG_2-GNPs均具有较低的细胞毒性,并表现与能量相关的细胞内吞行为,ssDNA的序列决定PolyG_1-GNPs和PolyG_2-GNPs的细胞吞噬量及其在细胞内的分散状态,具有G4二级结构的PolyG_2能够显著增加细胞对其所修饰的GNPs的吞噬量和GNPs在细胞中的稳定性。     

基于肟-氨基甲酸酯的超强自修复水性聚氨酯胶粘剂的制备及性能分析

基于肟-氨基甲酸酯热可逆成键原理, 利用可工业批量获得的二甲基乙二肟为构建单元, 设计合成了一类具有高强动态网络结构的水性乳液, 制备出综合性能与重复利用兼顾的聚氨酯胶粘剂; 通过变温红外光谱结合差式扫描量热仪分析了肟-氨基甲酸酯升温过程的可逆成键特性, 并利用动态力学谱仪对变温过程的网络松弛行为进行了研究. 结果表明, 合理的硬段含量与结构设计赋予了胶粘剂极高的粘结强度(25 MPa, 一般商业通用热熔胶的粘结强度< 6 MPa)、 优异的乳液稳定性(粒径<100 nm)以及接近97%的修复效率(160 ℃, 10 min下的剪切搭接实验). 该类乳液具有超强、 稳定及工艺可放大等特性, 为水性自修复胶粘剂的商业化开发提供了新途径和新思路.     

视觉运动感知的神经网络研究

本文涉及到视觉图象信息加工与感知过程中一个十困难的问题:视觉运动信息的神经计算。文中介绍了蝇视觉系统的图形-背景相对运动分辨网络的基本框架,集中描述了图形-背景分辨系统的空间神经生理整合作用的计算机实验结果,证明在图形-背景分辨系统中的增益控制机制、突触传递的非线性、双眼之间的相互作用,以及池细胞的方向选择性等,在空间生理整合中起着重要作用。 文中以Reichardt的相关型初级运动检测器二维阵列和Kohonen的自组织特征映射网络相结合,构成了一个视觉运动感知的自组织神经网络。计算机仿真表明,通过无监督学习,网络可以学会解决局域运动检测所带来的多义性问题。并在网络的输出层自组织生成了类似灵长类视皮层MT区的运动功能柱结构。结果表明:时空互相关、映射、合作、竞争、自适应等可能是运动感知网络的几个基本的神经原理。     

光控CRISPR技术的研究进展

成簇规则间隔短回文重复序列和成簇规则间隔短回文重复序列相关(CRISPR-Cas)系统提供了用于可编程基因组编辑的多功能工具. CRISPR与光遗传学及光化学生物学技术的结合产生了很多新的成果. 光激活的CRISPR-Cas系统能够在空间和时间上更好地调控RNA引导的核酸酶的活性. 近年来, 科学家结合CRISPR和多种光学技术, 开发出了一系列光激活的CRISPR工具. 这些工具让研究人员能够在空间、 时间和基因组坐标上进行高分辨率的生命活动研究. 本文概述了CRISPR系统、 基因编辑技术、 光遗传学和光化学生物学的研究进展, 并对光诱导的CRISPR技术的发展进行了展望.     

视觉相对运动的神经计算原理

本文将定量行为实验与计算机仿真相结合,研究了蝇视觉系统的图形与背景相对运动信息的神经计算原理。在定量行为实验中仅检测了作定点飞行的蝇绕其垂直轴的扭矩信号。行为实验的主要结果是:(1)扭矩反应的动态特性不仅与图形和背景运动之间的相位有关,也与振动频率有关;(2)在全部检测的相对相位中,反应时程是给定的相位关系的“指纹”特征;(3)主尖峰反应幅度的变化是图形-背景分辨行为的多样性的灵敏的指标。计算机仿真的主要结果为:(1)“计算机蝇”,可描述至今为止在不同的相对运动条件下的扭矩反应的主要特征;(2)在不同刺激条件下的计算机仿真与相应的行为实验在其“指纹”特征方面完全符合;(3)计算机仿真中的反应时程与参数n,q,T和k密切相关。 本文的行为实验与计算机仿真在神经网络层次上加深了对视觉相对运动信息加工策略的理解。     

直接甲醇燃料电池动态行为的交流阻抗研究

采用交流阻抗法(EIS)研究了直接甲醇燃料电池(DMFC)放电状态下的动态电化学行为及内部作用机理. 通过L1R1[QR2(L2R3)]形式的等效电路对其阻抗图谱进行了较好的模拟解析, 研究结果表明, 高频电感(L1)相关于EIS的测量过程; 系统电阻(R1)和电荷转移电阻(R2)随工作电流的升高均呈下降趋势, 但传质状况对其具有一定干扰; 低频电感(L2)和低频电阻(R3)随电流的升高均逐渐降低, 这共同反映出阳极甲醇的电氧化行为; 电极反应驱动力和内部传质共同决定常相位角元件Q的变化规律, 随着放电电流的升高, 电池内部表现出了由理想电容到浓差极化的中间过渡过程.     

催化RNA切割反应的苏糖核酸酶的表征及在切割microRNA中的应用

对一条催化RNA切割反应的苏糖核酸(TNA)酶6-29进行了系统的生物化学表征，探究了TNA酶6-29对RNA底物的序列要求，测定了TNA酶6-29催化反应的酶学常数，并进一步开发了TNA酶6-29在切割microRNA中的应用.研究结果表明，TNA酶6-29能够耐受底物结合臂和切割位点的多种变化，具有良好的底物序列通用性; TNA酶6-29能够在镁离子和锰离子等多种金属离子的存在下发挥催化活性，并且能够催化多个底物分子发生切割反应，具有酶的典型特征.基于TNA酶6-29良好的普适性，进一步展示了TNA酶6-29可以切割不同序列microRNA分子.本文结果表明，具有催化活性的TNA是一种有潜力的分子工具，有望进一步应用于疾病诊疗领域.     

9-咔唑-羧酸化合物的微波合成及其生物活性研究

9-咔唑 -羧酸化合物不但是医药[1] 、有机光导材料[2 ] 的中间体 ,而且其本身亦具有干扰素诱导能力[3] .近年来 ,我们[4 ] 应用 9-咔唑 -乙酸和丙酸作为高效液相色谱分析氨基酸、胺和醇类的衍生化试剂 .目前所合成的此类化合物很少 .近 1 5年以来 ,微波在有机合成中的应用已发展成为一个新的研究领域[5] ,许多反应已在微波炉中高产率快速地实现了 .本文采用微波辐照法快速合成了系列 9-咔唑 -羧酸化合物 3 a— 3 m,优化了反应条件 ,并测试了它们的生物活性 .反应式如下 :丷4R5丯HR3 R2R1( 1) +Br R6COOC2 H5( 2 ) 丷4R5丯R6COOHR3 R…     

抗HIV活性物质三取代(+)-cis-Khellactone衍生物的合成

具有(+)-cis-Khellactone骨架结构的天然产物Suksdorfin具有明显的抗HIV活性.在对Suksdorfin进行系统的结构修饰和优化过程中发现(3′R,4′R)-3′,4′-di-O-(S)-camphanoyl-(+)-cis-khellactone(DCK)的类似物对HIV-1在H9细胞中的复制有非常强的抑制活性.     

CH3F与C2H3反应机理的理论研究

采用密度泛函B3LYP/6-311G(d,p)方法对CH3F与C2H3的反应体系进行了理论研究,获得了反应的势能面信息及可能的微观机理.在QCISD(T)/6-311++G(d,p)水平上精确计算了各反应物种的单点能.结果表明,除抽提氢反应外,标题反应还存在抽提氟(R1)、消氟化氢(R2)、消氢(R3)和自由基形成(R4)四类反应.在QCISD(T)/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-311G(d,p)水平上,R1,R2,R3和R4反应的能垒分别是163.9,152.2,209.8和224.2kJ·mol-1,相应反应能为-56.6,-164.3,-2.7和-156.0kJ·mol-1,所有反应均放热,为热力学允许的反应.     

细胞核定位的萘酰亚胺类衍生物的合成及抗肿瘤作用研究

以4-溴-1,8-萘酐为原料,经亲核取代反应合成了系列手性氨基醇修饰的萘酰亚胺衍生物NI1～NI8.四甲基偶氮唑蓝(MTT)法研究了其细胞毒性,发现含有伯羟基氨基醇修饰的萘酰亚胺衍生物中R型的细胞毒性好于S型异构体.经紫外光谱、荧光光谱和激光共聚焦实验研究了化合物(R)-2-(2-(二甲基氨基)乙基)-6-((1-羟基-2-丙烷基)氨基)-萘酰亚胺(NI1)和(S)-2-(2-(二甲基氨基)乙基)-6-((1-羟基-2-丙烷基)氨基)-萘酰亚胺(NI2)与DNA分子和HeLa细胞的相互作用,发现其能有效与脱氧核糖核酸(DNA)络合,键合常数达到104L·mol-1;且NI1和NI2与HeLa细胞作用可定位于细胞核.流式细胞实验结果显示NI1和NI2能够使细胞周期阻滞于S期而抑制细胞增殖.小鼠体内血液毒性结果显示NI1对血液中的红细胞、白细胞和血小板无明显影响.