基于功能核酸的细胞荧光成像

细胞是生物体基本的结构和功能单元,对活细胞中特定生物组分进行动态分析,将为相关生命活动过程的研究提供重要信息。荧光成像为细胞分析提供了一种操作简单、灵敏度高、可实时监测细胞微观动态分子过程的光学生物成像技术。发展高性能的荧光探针用于活细胞成像已成为研究热点。功能核酸是一类具有特殊化学和生物学功能的寡核苷酸分子,除了天然存在的核酶(Ribozyme)和核糖开关(Riboswitch)之外,还包括通过指数富集的配体系统进化技术(SELEX)筛选获得的核酸适体和脱氧核酶(DNAzyme)。功能核酸由于具有合成简单、免疫原性低、相对分子质量小、化学稳定性高、易于修饰等优点,在生物成像领域受到广泛关注。本文主要综述了基于功能核酸的荧光探针在细胞成像领域中的应用研究,总结了该领域面临的挑战,并对其未来发展方向进行了展望。     

1+1维Wolf-Villain模型生长表面高度极值统计分布的数值模拟

为全面研究Wolf-Villain(WV)模型生长表面的统计性质,基于极值统计理论,模拟计算1+1维WV模型在饱和生长阶段表面的极大高度分布(maximal-height distribution,MAHD)和极小高度分布(minimal-height distribution,MIHD).结果表明,MAHD和MIHD在不同的系统尺寸下分别有较好的标度规律,这两个分布之间存在不对称性.其中,MAHD遵循-种常见的极值分布,即广义的Fisher-Tippett-Gumbel(FTG)型分布;而MIHD可以用-个修正的Fisher-Tippett-Gumbel(MFTG)型分布来描述.     

非线性最小二乘跟踪的对偶变量变分方法

最小二乘跟踪方法是近几年提出的一种计算动力系统跟踪轨迹的方法.基于最小二乘跟踪的灵敏度分析算法可以有效避免传统的非线性系统灵敏度分析方法中的病态初值问题,因此其在混沌系统灵敏度分析方面有着重要的应用.针对非线性的最小二乘跟踪问题,首先将其重新描述为带有约束的非线性最优控制问题,引入协态变量并将系统的哈密顿函数表示为关于状态变量和协态变量的函数.然后将目标函数的积分时间离散化,根据对偶变量变分原理,以离散区间两端的状态变量作为独立变量,用Lagrange插值多项式近似离散区间内的状态变量和协态变量,进而将非线性最优控制问题转化为求解非线性方程组问题.这种算法无需对原问题做线性化处理,避免了复杂的线性化过程以及可能因此造成的误差,同时为求解非线性最小二乘跟踪问题提供了新的思路.根据最小二乘方法可以得到两条设计参数有微小变化的状态轨迹,基于这两条状态轨迹可进一步计算出系统关于设计参数的灵敏度,范德波振子作为数值算例验证了该方法在求解最小二乘跟踪问题以及计算非线性系统灵敏度时的有效性.      

燃烧蜡烛水中悬浮现象的研究

对燃烧蜡烛在水中悬浮的机理进行了理论与实验探究.通过建立近似垂直井结构模型,从辐射能流的角度对蜡烛的整个燃烧过程进行了理论分析.并且从实验上探究了蜡烛长度、蜡烛半径、以及配重对于蜡烛悬浮过程的影响.最后还对其振动模式进行了分析.     

《能量转换与应用》课程建设的探索与思考

为了培养具有中国矿业大学能源行业特色及物理学科优势的高素质创新型人才,在应用物理学及光电信息科学与工程专业的新培养方案中增设了“能量转换与应用”课程,通过教学实践对该门课程教学内容及教学模式的建设进行了理论探索与思考.     

Erd¨os R′enyi随机网络上爆炸渗流模型相变性质的数值模拟研究

基于改进的Newman和Ziff算法以及有限尺寸标度理论,通过对表征渗流相变特征物理量的序参量、平均集团尺寸、二阶矩、标准偏差及尺寸不均匀性的数值模拟,分析研究了Erd¨os R′enyi随机网络上Achlioptas爆炸渗流模型的相变性质.研究表明:尽管序参量表现出了不连续相变的特征,但序参量以及其他特征物理量仍具有连续相变的幂律标度行为.因此严格地说, Erd¨os R′enyi随机网络中的爆炸渗流相变是一种奇异相变,它既不是标准的不连续相变,又与常规随机渗流表现出的连续相变处于不同的普适类.     

7，8，7′，8′-四氢番茄红素的合成

以金合欢醇为起始原料，制备了金合欢基季磷盐（3）；3与2，7-二甲基-2，4，6-辛三烯-1，8-二醛发生双分子Wittig反应合成了7，8，7′，8′-四氢番茄红素，总产率64．2％。其结构经UV，^1H NMR，IR和MS表征。     

分形基底上刻蚀模型动力学标度行为的 数值模拟研究

为探讨分形基底结构对生长表面标度行为的影响, 本文采用Kinetic Monte Carlo(KMC)方法模拟了刻蚀模型(etching model)在谢尔宾斯基箭头和蟹状分形基底上刻蚀表面的动力学行为. 研究表明,在两种分形基底上的刻蚀模型都表现出很好的动力学标度行为, 并且满足Family-Vicsek标度规律. 虽然谢尔宾斯基箭头和蟹状分形基底的分形维数相同, 但模拟得到的标度指数却不同, 并且粗糙度指数 α与动力学指数z也不满足在欧几里得基底上成立的标度关系α+z=2. 由此可以看出, 标度指数不仅与基底的分形维数有关, 而且和分形基底的具体结构有关.     

MWCNTs-rGO/PDDA-AuNPs复合膜修饰电极对莱克多巴胺的灵敏检测

采用自组装方法,将聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)功能化的金纳米颗粒(Au NPs)负载于多壁碳纳米管(MWCNTs)-还原型氧化石墨烯(r GO)夹层,再涂覆于玻碳电极(GCE)上,制备了纳米复合膜修饰电极MWCNTs-r GO/PDDA-Au NPs/GCE.采用透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)对修饰膜的形貌及结构进行表征.探讨了其对莱克多巴胺(Rac)的循环伏安行为,结果表明MWCNTs-r GO/PDDA-Au NPs纳米复合物对Rac表现出显著的电催化氧化特性.采用差分脉冲伏安法测得该复合膜修饰电极对Rac检测的线性范围为0.036~4.5μmol/L,检出限为6.35 nmol/L(S/N≥3),且显示出良好的抗干扰能力、稳定性及重现性.采用该方法检测猪血清及猪尿样中的Rac,回收率达95.4%~105.9%,表明该复合膜修饰电极对实际样品中Rac的检测具有潜在应用价值.     

非局域Sun-Guo-Grant方程的自洽模耦合理论

通过选取具有正确渐近行为的标度函数形式，将自洽的模耦合理论推广应用到对非局域的Sun-Guo-Grant方程的动力学标度性质的研究中.通过分析得到，在强耦合区基底维数d=1,2的情况下，动力学指数z随非局域参数ρ的变化关系.将这一结果与动力学重正化群理论和直接标度分析得到的结果进行了对比. 关键词： 表面粗糙生长动力学 动力学标度 自洽模耦合理论