小鼠小梁细胞与肌成纤维细胞的同步辐射红外显微光谱

原发性开角型青光眼是常见的致盲性眼部疾病。眼压升高是原发性开角型青光眼发生和发展最主要的危险因素,是由小梁网途径的房水外流排出系统发生病变、房水流出阻力增加所致。研究表明,房水中存在的转化生长因子-β能够使小梁细胞纤维化,诱导小梁细胞过度增殖,从而阻碍房水外流,导致原发性开角型青光眼的发生。原发性开角型青光眼发病隐蔽,病程进展缓慢,早期没有任何症状,往往到晚期视力视野有显著损害时,才会被发现,因此原发性开角型青光眼的早期诊断尤为重要。同步辐射红外显微成像结合高亮度、高分辨率的同步辐射源,同时配备傅里叶变换红外光谱仪与红外显微镜,可以实现细胞的检测。这对从分子层面获取细胞的变化信息,深入理解疾病的发病机制以及疾病的早期诊断具有非常重要的意义。虽然有很多红外光谱在生物医学领域的研究报道,但是应用红外光谱显微成像技术研究细胞等生物医学体系仍然是亟待发展的领域,并且目前未找到关于红外光谱用于小梁网细胞的检测报道。在体外用转化生长因子-β对老鼠小梁网细胞进行诱导,使其转化为肌成纤维细胞,模拟小梁细胞纤维化过程。对小梁网细胞以及经转化生长因子-β诱导形成的肌成纤维细胞进行同步辐射红外显微成像及光谱分析,并进一步探讨同步辐射用于早期诊断原发性开角型青光眼的可行性。研究表明肌成纤维细胞内的弹性蛋白明显高于小梁网细胞,而弹性蛋白中95%为非极性氨基酸,即氨基酸的侧链基团R基只有C和H两种元素。对比两种细胞的红外谱图,发现在2 934,2 900和2 845 cm-1,肌成纤维细胞的 CH₃,CH₂和CH的伸缩振动明显强于小梁网细胞,推测可能是由于转化生长因子-β诱导后细胞内弹性蛋白增加所致。在细胞层面检测了小梁网细胞的过度增殖,为将来可以直接获取细胞的红外光谱从而检测小梁网细胞的增殖程度,进而检测原发性开角型青光眼等疾病奠定了基础。得出同步辐射红外谱学与显微成像有望成为检测原发性开角型青光眼新手段的结论,也为将来便携式红外显微光谱仪临床实时检测青光眼等疾病提供了依据。     

橡胶弹性支座动态承载特性及其影响因素分析

基于复刚度理论,采用正交实验法,对风力发电机橡胶弹性支座进行动态性能实验,研究载荷频率、载荷幅值、预载荷诸因素对弹性支座动态性能的影响规律. 实验结果表明,橡胶材料的动态性能与载荷频率和幅值具有显著的相关性. 频率增加,橡胶弹性元件的弹性刚度和阻尼因子明显增大;幅值增加,弹性刚度减小,阻尼因子却逐渐增大. 对实验数据进行方差分析,表明载荷频率对动态性能的影响最大,其次是载荷幅值,预加载因素影响非常有限.     

Well-posedness of degenerate differential equations in H?lder continuous function spaces

Using known operator-valued Fourier multiplier results on vectorvalued H?lder continuous function spaces, we completely characterize the wellposedness of the degenerate differential equations (Mu)'(t)=Au(t)+f(t) for t∈R in H?lder continuous function spaces Ca(R;X) by the boundedness of the M-resolvent of A, where A and M are closed operators on a Banach space X satisfying D(A)?D(M).     

红外光谱结合二维相关分析研究堆肥过程腐殖酸演化规律

堆肥材料中腐殖酸的组成和结构直接影响堆肥产品品质和腐熟度。为研究堆肥腐殖酸的组成和形成过程,进行了生活垃圾堆肥并提取了不同堆肥阶段样品中的胡敏酸和富里酸,采用红外光谱和二维相关分析,探讨了堆肥过程胡敏酸、富里酸的组成、结构及随时间演化规律。红外光谱结果显示,堆肥胡敏酸组成复杂,在2 917～2 924,2 844～2 852,2 549,1 662,1 566,1 454,1 398,1 351,990～1 063,839,711 cm-1均出现了吸收峰;相对于胡敏酸,堆肥富里酸结构简单,仅在1 725,1 637,990 cm-1出现了吸收峰。上述吸收峰的出现表明堆肥胡敏酸和富里酸均含有木质素来源的苯环和糖类结构,但胡敏酸还含有丰富的脂族和蛋白类结构,这些在富里酸中含量较低;堆肥过程糖类、脂类、蛋白类及木质素结构均发生了降解,但是在胡敏酸和富里酸中它们的降解优先顺序不同。二维相关光谱分析结果表明,胡敏酸中降解先后顺序为脂肪类—蛋白类—多糖类和木质素,而富里酸中为蛋白质—多糖和脂肪类,降解过程均生成了羧酸、酮类和酯类结构,其中羧酸类物质一部分在堆肥中形成了碳酸盐。研究结果表明,红外光谱结合二维相关分析不仅可以获得堆肥腐殖酸官能团组成,还可以揭示堆肥过程这些官能团降解顺序,确定堆肥腐殖酸合成机制和动力学过程。     

与蛋白质调控DNA空穴迁移相关的具有负离解能特征的亚稳态氢键

利用密度泛函理论方法研究了作为空穴迁移载体的蛋白质复合的DNA三聚体(Protonated arginine…guanine…cytosine, ArgH⁺-GC)的氢键性质. 结果表明, 空穴迁移通过该载体单元时此类氢键表现为亚稳态, 且具有明显的负离解能. 正常情况下ArgH⁺基团在大小沟均能与GC碱对形成氢键, 且具有正的离解能. 然而, 当空穴转移至此将削弱氢键至亚稳态, 使之具有一定的离解势垒和负的离解能. 这种势垒抑制的负离解能现象意味着由于空穴俘获导致此三聚体结构单元在它的ArgH⁺…N7/O6键区储存了一定的能量(约108.78 kJ/mol). 该氢键离解通道受控于此键区两个相关组分之间的静电排斥和氢键吸引之间的平衡以及这两个相反作用随氢键距离不同的衰减速率. 基于电子密度分布的拓扑性质以及键临界点的Laplacian数值分析澄清了此类特殊的能量现象主要源自通过高能氢键(ArgH⁺…N7/O6)连接的授受体间的静电排斥. 进一步空穴俘获诱导的G→C质子转移可扩展负离解能区至ArgH⁺…N7/O6和Watson-Crick(WC) 氢键区. 另外, ArgH⁺ 结合到GC的大小沟增加其电离势, 因此削弱其空穴传导能力, 削弱程度取决于ArgH⁺与GC的距离. 推而广之, 在protonated lysine-GC和protonated histidine-GC体系也可观察到类似的现象. 显然, 此类性质可调的亚稳态氢键可调控DNA空穴迁移机理. 此工作为理解蛋白质调控的DNA空穴迁移机理提供了重要的能量学信息.     

1-乙基-3-甲基咪唑丙氨酸离子液体热力学性质的研究

用中和法合成了氨基酸离子液体1-乙基-3-甲基咪唑丙氨酸([C₂mim][Ala]),并利用恒温环境的溶解反应热量计,在(288.15±0.01) K-(308.15±0.01) K温度范围内每隔5 K,测定不同质量摩尔浓度离子液体在水中的溶解焓(Δ_solH_m^θ).根据Archer的方法,通过线性拟合得到了该离子液体的标准摩尔溶解焓(Δ_sol),并计算了其相对表观摩尔溶解焓(^ΦL).在298.15 K下,根据Glasser经验方法得到了格子能U_POT = 566 kJ·mol^-1,并计算了其阴阳离子水化焓值(ΔH⁺ + ΔH^-) = -620 kJ·mol^-1及阴离子水化焓ΔH^-([Ala]^-) = -387 kJ·mol^-1.此外,估算了[C₂mim][Ala]水溶液的热容(C_p(sol))和表观摩尔热容(^ΦC_p).     

β-环糊精手性识别D/L-樟脑磺酸的NMR研究

利用高分辨液体NMR技术考察了D₂O中β-环糊精与手性药物D/L-樟脑磺酸对映体之间的相互作用,结果表明樟脑磺酸对映体能够进入β-环糊精的疏水空腔并与之发生手性相互作用. β-环糊精能够手性识别樟脑磺酸对映体. 化学计量关系实验和2D ROESY实验结果表明,樟脑磺酸对映体的疏水结构只能从β-环糊精疏水空腔的宽口端进入,并形成化学计量比为1∶1的非对映体络合物.     

Friction Properties of Bio-mimetic Nano-fibrillar Arrays

Nano-fibrillar arrays are fabricated using polystyrene materials. The average diameter of each fiber is about 300 nm. Experiments show that such a fibrillar surface possesses a relatively hydrophobie feature with a water contact angle of 142°. Nanoscale friction properties are mainly focused on. It is found that the friction force of polystyrene nano-fibrillar surfaces is obviously enhanced in contrast to polystyrene smooth surfaces. The apparent coefficient of friction increases with the applied load, but is independent of the scanning speed. An interesting observation is that the friction force increases almost linearly with the real contact area, which abides by the fundamental Bowden-Tabor law of nano-seale friction.     

An Extension of the Two-Dimensional JKR Theory to the Case with a Large Contact Width

In the Hertz and JKR theories, parabolic assumptions for the rounded profiles of the sphere or cylinder are adopted under the condition that the contact radius （width） should be very small compared to the radius of the sphere or
cylinder. However, a large contact radius （width） is often found in experiments even under a zero external loading. We aim at extending the plane strain JKR theory to the case with a large contact width. The relation between the external loading and the contact width is given. Solutions for the Hertz, JKR and rounded-profile cases are compared and analyzed. It is found that when the ratio of a/R is approximately larger than about 0.4, the parabolic assumptions in the Hertz and JKR theories are no longer valid and the exact rounded profile function should be used.     

高温超导薄膜在微波双工器上的应用

本文采用全波电磁仿真方法设计、制作并测试了一种工作于C波段的星载高温超导微波双工器,采用的材料是在厚度为0.5mm介电常数为23.5的LaAlO3衬底上用磁控溅射法制备而成的双面氧化物高温超导薄膜YBCO.利用在微波范围内,高温超导薄膜的Q值比常规导体高1～3个数量级的特点,实现了器件的小型化和低插损.