超高压对蛋白质的影响

在现有的超高压对蛋白质影响研究的基础上,详细地总结了超高压对蛋白质的分子体积、非共价键和分子结构的影响。在超高压作用下,蛋白质的分子体积被压缩变小;压力通过改变蛋白质分子的氢键、离子键、水合作用和疏水相互作用来影响蛋白质结构;低于800MPa的压力会造成蛋白质分子的二级、三级和四级结构的改变,其中四级结构对压力最敏感,三级结构次之,二级结构的改变较小;高于8GPa的压力会影响蛋白质分子的一级结构。     

静态超高压下氢的晶体结构实验研究

在极端条件下,固态氢会经历一系列相变,理论预测其在足够高的压力下会演变为金属。由于金属氢被预测具有室温超导和超流等特性,其研究受到了学界的极大关注。然而,研究金属氢存在巨大的技术挑战:一方面,达到氢金属化的压力条件极为苛刻,至今对冷压下是否已制备出金属氢仍未达成共识;另一方面,超高压下氢的精确表征十分困难,特别是表征固态氢晶体结构的技术手段更是严重滞后。晶体结构作为了解一种材料的最基本信息,对其认知的匮乏阻碍了理解氢在高压下如何逐步演化为金属氢的过程。为此,着眼于超高压氢的晶体结构测量,发展了一套先进同步辐射X射线衍射方法,在室温下将氢的晶体结构测量扩展至254 GPa,将相关压力记录提高了一倍。介绍了相关的技术突破,探讨了在超高压下对氢进行晶体结构测量的方法以及存在的问题,以期为在更高压力条件下测量氢的结构信息做好铺垫。     

新型切向分块式两面顶超高压模具

以提高年轮式超高压模具的压力承载能力为目标,设计一种新型切向剖分式模具结构。切向剖分式结构通过剖分面上的相互摩擦和挤压,不仅能够消除压缸内壁的周向拉应力,而且在内壁上产生较大的周向压应力。这种受压状态对硬质合金材料非常有利,可以显著提高压缸的极限承载能力。数值模拟结果显示,在相同的载荷条件下,分块式压缸受到的等效应力显著小于年轮式压缸。分块式压缸内壁的3个主应力均为压应力,且差值较小,接近于等静压状态,因此能够承受更高的样品腔压力。对比实验结果同样证明切向剖分式超高压模具结构具有更高的极限承载能力。     

中成药中马兜铃酸A的UPLC/MS研究

建立了中成药中马兜铃酸A的超高压液相色谱/质谱检测方法。测定结果表明,马兜铃酸A在超高压液相色谱/质谱的选择离子记录（SIR）中有较强的分子离子峰,检出限为0.1mg/kg,可以满足对中成药中马兜铃酸A测定要求。     

超高速自由液体射流的动力学研究

自由射流的稳定性一直是材料加工、能源利用领域的重要基础问题,超高压射流对稳定性研究提出了新的要求。从湍流的角度阐述了超高压射流流动的特殊性及相关研究面临的挑战。运用相位多普勒(PDA)技术,设计实验对射流横截面的动力参数进行测量。围绕速度、速度脉动及液滴直径分析了射流内部存在的流动现象并针对实验潜在的局限性展开讨论.结果表明:流向速度沿径向呈1/7幂次分布,破碎段速度均匀但核心区存在逆向浓度梯度;雾化段具有明显的核心、剪切层结构,流动参数呈轴对称分布.PDA解析的液滴尺寸仅为全部尺度的0.1%。     

超高压处理的草莓果肉饮料在贮藏过程中的品质变化

 采用超高压处理（压力600 MPa、保压时间4 min）方法,实验研究了在4 ℃下储藏7个月时草莓果肉饮料的微生物及主要品质的变化。结果表明：草莓果肉饮料在7个月贮藏期内没有细菌、霉菌或酵母检出,仅从微生物角度看,超高压处理有效地延长了货架期;贮藏过程中草莓果肉饮料中的颜色逐渐变暗,可溶性固形物、pH值、可滴定酸有波动,但变化不显著（P>0.05）,总酚、维生素C及花青素含量均逐渐减少,·DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼）自由基清除能力及铁离子还原能力逐渐减弱;贮藏过程中草莓果肉饮料挥发性香气成分的种类和含量均发生明显变化,其中酯类成分显著降低,芳樟醇和反式-橙花叔醇随储藏时间的延长而显著增加。     

分散固相萃取-超高压液相色谱-串联质谱法测定茶叶中赤霉酸和α-萘乙酸

建立了分散固相萃取-超高压液相色谱-串联质谱分析茶叶中两种植物激素赤霉酸(GA3)与α-萘乙酸(NAA)含量的方法。样品经甲醇均质提取,采用弗罗里硅土、石墨化炭黑(GCB)、丙基乙二胺(PSA)和C18混合吸附剂分散萃取净化。采用HSS C18色谱柱(100mm×2.0mm,1.8μm),电喷雾电离(-),多反应监测模式扫描(MRM),UPLC-ESI(-)-MS/MS检测,外标法定量分析。GA3和NAA分别在0.05～5.0mg/kg与0.10～5.0mg/kg范围内线性关系良好,相关系数r≥0.9990,定量限分别为0.05与0.10mg/kg。GA3和NAA在0.1,0.5和1.0mg/kg水平上的添加回收率分别在85.0%～86.8%和82.9%～84.4%之间,精密度(RSD)≤4.5%。本方法操作简单、准确,适用于测定茶叶中GA3和NAA残留量。     

LTQ-Orbitrap组合式高分辨质谱法快速筛查毛发中7种毒品及代谢物

采用超高压液相色谱-二维线性离子阱结合静电场轨道阱组合式高分辨质谱联用技术(Accela U HPLC/LTQ Orbitrap XL),建立了人毛发中吗啡、O~6-单乙酰吗啡、可待因、乙酰可待因、氯胺酮、去甲氯胺酮和美沙酮毒品及代谢物快速筛查方法。取毛发样品经表层清洗后冷冻研磨粉碎,置于硼酸盐缓冲液(pH 9.2)中超声90 min,离心取上清液,用Oasis HLB柱固相萃取制备。通过静电场轨道阱全扫描得到毒品及其代谢物的精确相对分子质量,同时进行7种毒品及其代谢物的快速筛查。高分辨率质谱可有效去除毛发基质干扰,毒品及其代谢物筛查检出限在0.001～0.02 ng/mg,在0.05～50 ng/mg范围内存在良好线性关系(r>0.9975);本方法平均加标回收率为76.1%～109.6%;日内及日间精密度RSD≤14.9%。本方法灵敏度高,样品制备简便,适用于常见毒品的快速筛查。     

钢丝缠绕剖分式超高压模具等张力预紧分析

针对超高压装置大型化受限于大质量硬质合金加工困难等问题,设计了一种新型的钢丝缠绕剖分式两面顶超高压模具。该模具主要由内部的剖分式压缸和外部的预应力钢丝组成。对采用等张力钢丝缠绕模具进行了力学模型分析,并通过有限元软件对剖分式压缸和钢丝缠绕层进行研究。结果表明:加载后压缸腔体的最大等效应力出现在压缸腔体内壁;压缸腔体尺寸稳定性与钢丝缠绕层数及钢丝直径成正比;在缠绕层内部,钢丝轴向应力与钢丝直径成反比,与缠绕层数成正比。     

超高压处理对海参自溶酶活性影响的研究

 海参的超高压处理与传统的处理方法相比有许多优越性,具有十分广阔的应用前景。研究了超高压处理过程中压力（0.1~550 MPa）、保压时间（0~30 min）、温度（24~62 ℃）及保压方式对海参自溶酶活性的影响。在室温、保压20 min的条件下,200 MPa左右较低压力下酶活性降低,相对残存活性为88.25%;250 MPa较高压力下自溶酶被激活,酶活性为106.77%;550 MPa高压下酶活性最低为29.81%。自溶酶活性随保压时间和温度的增加先上升后下降;保压方式对自溶酶活性的影响不大。同时利用误差反向传播神经网络（Back Propagation Neural Network,BP人工神经网络）,模拟了超高压钝酶效果,与实验结果比较,平均相对误差为0.9%,可以获得较好的预测结果。研究结果表明,在一定的压力、保压时间和温度下,酶被激活,其活性上升;而在一定的压力、保压时间和温度下,酶被钝化,活性降低。对优化海参超高压钝酶工艺具有一定的参考价值。