原子力显微镜在分子细胞生物学研究中的应用

 1986年秉霖(G.Binning)等在扫描隧道显微镜的基础上发明了原子力显微镜(Atomicforcemicro-scope,AFM)。这种显微镜的放大倍数远远超过以往的任何显微镜,可以直接观察物质的分子和原子组成,这为微观世界的探索提供了理想的工具。AFM不仅可以以高分辨率表征样品表面形貌,分析研究与作用力相对应的各种表面性质,并可对样品的分子或原子进行纳米级力加工,也能对活的生命样品进行实时动态观测。这些特性使AFM在生命科学特别是在分子细胞生物学的研究中占据着独特的地位。一、AFM对细胞表面结构的研究AFM的样品制备简单,只需作一个渗涂片并在空气中干燥,且不需特殊的染色和固定;它的     

复合频率超声波清洗声场均匀性研究

采用计算机摸拟技术,设计加工了一种复合频率超声波清洗槽,在同一个声波发射面(槽底)上,粘接3组不同频率的超声波换能器振子。在大功率实用状态下,研究测试了清洗槽内各单一频率及复合频率时声场电压的相对分布情况,并在染料水溶液中用铜版纸真实记录了单一频率及复合频率的声场分布情况。结果表明,复合频率的超声波清洗比传统的单频超声波清洗效果更好,充分发挥了不同频率的声波特性,消除了驻波场,使声场更加均匀。     

优化设计性实验教学培养学生的科学素质

通过论证设计性实验与科学素质之间的关系，提出体现培养科学素质的问题式学习模式，并在大学物理实验教学中进行了教学改革试验。     

准Λ型四能级系统中的超窄谱线的研究

在一般Λ型三能级模型的基础上提出准Λ型四能级系统,并对准Λ型四能级模型的共振荧光谱作了详尽的研究.从上能级向两边下能级辐射的自发辐射谱中产生了三个超窄谱线,且在很大参数范围内光谱具有这一特性.三个超窄谱线的产生是和两个相干驱动场的Rabi频率密切相关,在较大的Rabi频率作用下谱线会变得更窄,而当只有一个驱动场作用时是不会产生谱线变窄效应的.能级间的碰撞弛豫和非相干激发严重地破坏了谱线变窄.这种超窄谱线效应是多通道量子干涉的结果 关键词： 准Λ型四能级系统 超窄谱线 多通道量子干涉     

用改进嵌入原子法计算Cu晶体的表面能

用改进嵌入原子法(MEAM)计算了Cu晶体12个晶面的表面能.结果表明，密排面(111)的表面能最小.其他晶面的表面能随其晶面与(111)晶面夹角的增加而增加，据此可以粗略地估计各晶面表面能的相对大小.给出的几何结构因子的确定方法及结果可以直接用于计算其他面心立方晶体的表面能及其他特性.在Cu,Ag等面心立方薄膜中出现(111)择优取向或织构的机理是表面能的最小化. 关键词： 改进嵌入原子法 铜 表面能 计算     

Pt(110)表面自吸附原子能量和力的改进分析型嵌入原子法分析

采用改进分析型嵌入原子法计算了Pt(110)表面自吸附原子的能量和法向力.当Pt吸附原子位于Pt(110)表面第一层原子的二重对称洞位上0.11nm时最稳定.Pt吸附原子的最佳迁移路径是由一个二重对称洞位沿密排方向迁移到最近邻的另一个二重对称洞位.在吸附原子远离表面的过程中，将依次经过排斥、过渡和吸引等三个区域.在排斥区和过渡区，由于吸附原子与表面原子间强的相互作用势，吸附原子的能量和法向力的形貌图均为(110)面原子排列的复形，与对势理论和嵌入原子法得到的结果一致.在吸引区，由于多体相互作用及晶体中原子 关键词： 金属表面 自吸附 能量 力     

基于超分子结构共掺杂纳米复合薄膜的制备与荧光特性

为改善功能分了的特性,提出一种基于金属纳米粒子-偶氮染料复合物共掺杂超分子结构功能材料的设计新方法.并依照此方法制备出复合材料,观测了其显微结构,测量了其紫外-可见光吸收,研究了该超分子结构复合体系的荧光特性.实验发现,由于金属银纳米粒子的掺杂,使得超分子结构复合体系中功能分子甲基橙在溶液态体系的荧光强度增强近5倍,而在两种不同结构(共混结构和包覆结构)的薄膜态超分子结构体系中,其荧光强度分别被猝灭15%和20%.研究结果表明,复合膜中采用超分子结构完全能够改善功能分子的特性.     

鞘磷脂和神经节苷脂对磷脂酰乙醇胺混合脂超分子体系液晶态立方相Im3m和Pn3m结构影响的研究

用磷脂酰乙醇胺(DEPE)、鞘磷脂(Sphingomyeline, Sph)、神经节苷脂(Gm1)和胆固醇(Chol)模拟了生物膜超分子体系液晶态结构, 通过用小角X射线衍射(SAXD)对混合脂体系液晶态结构进行了研究, 鉴定出了两种立方相: 即Im3m(Q²²⁹)和Pn3m(Q²²⁴)结构. 实验发现, 鞘磷脂的含量对DEPE膜的结构有一定的影响, 随着鞘磷脂浓度的增加, 混合脂体系的液晶态结构发生了由Im3m(Q²²⁹)到Pn3m(Q²²⁴)的变化. 神经节苷脂(Gm1)的含量对混合脂体系的液晶态结构也有一定的影响, 当神经节苷脂(Gm1)含量达到某一临界值时, 混合脂体系的液晶态结构发生了从Im3m(Q²²⁹)到Pn3m(Q²²⁴) 的变化. 当DEPE-Shp-Gm1超分子聚集体中含有胆固醇时, 胆固醇的极性头部(—OH)与磷脂酰乙醇胺(DEPE)、鞘磷脂(Shp)、神经节苷脂(Gm1)的极性头部通过氢键相互作用形成液晶态立方相Im3m(Q²²⁹)结构, 再通过疏水/亲水相互作用形成稳定的Pn3m (Q²²⁴)结构.     

表面图案化磁性复合微球的原位制备与表征

采用反相悬浮聚合法合成了丙烯酸(AA)含量不同的N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚物P(NIPAM-co-AA)微凝胶, 并以其作为微反应器, 通过原位外源沉积法制备了一系列微米级、表面具有图案化结构的SiO₂-Fe₃O₄-P(NIPAM-co-AA)磁性复合微球. 实验结果表明, 复合微球的表面结构与微凝胶的组成、Fe₃O₄和SiO₂的沉积量有关. 在微球表面进行修饰, 可得到表面带有氨基等官能基团的磁性复合材料. 将这种功能化磁性微球用于识别生物大分子并进一步用于生物医学领域具有重要的意义.     

基于自发曲率模型对几种极限形状膜泡及典型相变和分裂过程的研究

通过在Surface Evolver软件中建立一些具有多重对称性的初始形状，经逐次细分并长时间演化后，得到了几种能量很低的极限形budding 形状，其参数与理论值一致. 通过逐步调整参数并跟踪其演化途径，发现了一个不连续的相变和一个连续的可逆相变以及两种稳定的新形状，并且获得的海星形的两种分裂路径已被实验所证实.