Ultrasonic stimulation of the brain to enhance the release of dopamine – A potential novel treatment for Parkinson’s disease

Parkinson’s disease (PD) is characterized by the decrease of dopamine (DA) production and release in the substantia nigra and striatum regions of the brain. Transcranial ultrasound has been exploited recently for neuromodulation of the brain in a number of fields. We have stimulated DA release in PC12 cells using low-intensity continuous ultrasound (0.1 W/cm² − 0.3 W/cm², 1 MHz), 12 h after exposure at 0.2 W/cm², 40 s, the amount of DA content eventually increased 78.5% (p = 0.004). After 10-day ultrasonic treatment (0.3 W/cm², 5 min/d), the DA content in the striatum of PD mice model restored to 81.07% of the control (vs 43.42% in the untreated PD mice model). In addition to this the locomotion activity was restored to the normal level after treatment. We suggest that the low intensity ultrasound-induced DA release can be attributed to a combination of neuron regeneration and improved membrane permeability produced by the mechanical force of ultrasound. Our study indicates that the application of transcranial ultrasound applied below FDA limits, could provide a candidate for relatively safe and noninvasive PD therapy through an amplification of DA levels and the stimulation of dopaminergic neuron regeneration without contrast agents.     

Y3+/Li+和Y3+/Na+双掺杂氟化钡快响应闪烁晶体

氟化钡(BaF₂)晶体是已知响应最快的闪烁晶体,在高能物理、核物理及核医学等领域有着广泛的应用前景。抑制BaF₂晶体的慢发光成分对其工程应用至关重要。本文利用坩埚下降法制备了高Y³⁺掺杂浓度5%、8%、10%(摩尔分数)的BaF₂晶体,并采用Y³⁺与碱金属离子(Li⁺、Na⁺)共掺杂的方法形成电荷补偿阻止间隙F^-的产生,制备了双掺杂型BaF₂快响应闪烁晶体,进而基于优化的5 ns和2 500 ns时间门宽测试方法,研究了Y³⁺掺杂浓度以及Y³⁺与碱金属离子(Li⁺、Na⁺)共掺杂浓度对BaF₂闪烁晶体快/慢成分比的影响规律。结果表明,生长的高浓度Y³⁺掺杂BaF₂晶体的光学质量优异,在220 nm和300 nm处透过率分别高于90%和92%;随着Y³⁺掺杂浓度由0提高至10%,BaF₂晶体的慢发光成分显著降低,快/慢成分比由0.15提高至1.21;生长的Y³⁺/Li⁺及Y³⁺/Na⁺共掺杂BaF₂晶体的慢发光成分较Y³⁺掺杂BaF₂晶体进一步降低,快/慢成分比最高分别可达1.63和1.61。研制的双掺杂BaF₂快响应闪烁晶体有望应用于高能物理、核物理前沿实验等重要领域。     

当量比对圆盘结构下旋转爆震波传播的影响

为研究反应物当量比对旋转爆震波传播过程的影响，在圆盘形旋转爆震发动机上进行H₂/air的旋转爆震实验研究，并统计分析了当量比对爆震波传播模态及参数的影响规律.实验结果表明，固定质量流率，同一种传播模态下，随着当量比的增大，爆震波的压力峰值及传播速度增大，且旋转爆震波的传播过程更加稳定.不同质量流率条件下，当量比对传播模态的影响规律不同.空气质量流率小于100 g/s时，旋转爆震波皆以单波模态传播.空气质量流率大于150 g/s时，随着当量比的增大，旋转爆震波的传播模态由单波模态向双波模态转变，再转变为不对称双波模态，最后又回到单波模态.并且在不对称双波模态中发现了低频振荡现象，振荡频率约为300 Hz.质量流率继续增大，燃烧室中发现了同向三波传播模态.随着质量流率的增加，双波模态的当量比下限降低，不对称双波模态的当量比上限增大，而双波与不对称双波模态的分界线受质量流率的影响较小.      

托卡马克真空室内线圈水冷管道接头强化二次流的数值研究

基于计算流体力学(CFD)理论，研究了不同曲率半径的螺旋导流片的托卡马克真空室内线圈水冷管道接头。利用湍流数值模拟方法，分析了线圈管道接头导流片曲率半径比、冷却水入口流速对线圈管道内流体平均雷诺数分布的影响。结果表明，不同导流片曲率半径比的线圈管道内的流体雷诺数分布曲线相似，平均雷诺数随入口流速的增加而增大，管道接头出口雷诺数随导流片曲率半径比的增大而减小，导流片曲率半径比小的管接头更适用于线圈水冷曲线管的二次流强化。此外，还为导流片曲率半径比为0.2的管接头拟合了管接头出口雷诺数与入口流速的关系式，为进一步研究类似于托卡马克真空室内线圈管道的曲线管接头的二次流强化提供理论基础。     

柱状装药预制破片缩比战斗部爆炸冲击波和破片的作用时序

针对柱状装药的周向预制破片战斗部,结合无量纲分析方法和爆炸驱动理论,确定了影响破片和冲击波相遇位置的关键参数,给出了由缩比战斗部推广预测原型战斗部爆炸产生的破片冲击波作用时序的方法。采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行数值模拟,对比验证了理论分析和数值试验结果,分析了战斗部缩比比例对冲击波和破片作用时序的影响。结果表明:缩比模型与原型战斗部爆炸产生的破片和冲击波的相遇位置之比和相遇时间之比主要取决于两模型的质量比,在不考虑破片速度衰减时,两模型中载荷相遇位置之比和相遇时间之比等于其质量比的0.33次方。受破片速度衰减影响,该方法仅适用于质量缩比不小于0.2的模型。     

六方相LaOF∶Er,Yb的上转换发光及温度传感特性

氟氧化物兼有氧化物优异的稳定性和氟化物的低声子能量,是上转换发光材料的一种热点基质材料,因而研究六方相LaOF∶Er,Yb的上转换发光性能及其温度特性具有重要意义。本文采用水热法制备了六方相LaOF∶Er,Yb荧光材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱对其结构和上转换荧光性能进行表征。实验结果表明,水热法120℃得到六方相LaF3,经800℃和1000℃退火后分别形成四方相LaOF和六方相LaOF。980 nm激发下,六方相LaOF∶Er,Yb中Yb3+与Er3+存在能量传递,通过双光子吸收产生绿光和红光的上转换荧光,并且Yb3+与Er3+的最佳浓度分别为3%和1%。最后研究了六方相LaOF∶Er,Yb在温度传感方面的应用,其在150~400 K温度范围的相对灵敏度和绝对灵敏度分别为0.037 K-1和0.0043 K-1。该材料具有优异的温度传感特性,对荧光温度传感器件的设计和应用具有指导意义。     

Optimal deterministic algorithms for some variants of Online Quota Traveling Salesman Problem

This paper is concerned with the Online Quota Traveling Salesman Problem. Depending on the symmetry of the metric and the requirement for the salesman to return to the origin, four variants are analyzed. We present optimal deterministic algorithms for each variant defined on a general space, a real line, or a half-line. As a byproduct, an improved lower bound for a variant of Online TSP on a half-line is also obtained.     

(C5H6N)4[Be6(HPO3)8]·H2O: A low-density open-framework beryllium phosphite with multidirectional 12-ring channels

Employing the common pyridine (=py) solvent as the source of structure-directing agents (SDAs), a novel three-dimensional open-framework beryllium phosphite (Hpy)₄[Be₆(HPO₃)₈]·H₂O (1), has been solvothermally synthesized and structurally characterized by IR, elemental analysis, thermogravimetric analysis, powder and single-crystal X-ray diffractions. It crystallizes in the orthorhombic system, space group Pbca (No. 61), a = 20.0034(4) Å, b = 20.2188(4) Å, c = 20.9731(3) Å, V = 8482.5(3) Å³, and Z = 8. The alternating connection of BeO₄ tetrahedra and HPO₃ pseudopyramids give rise to a (3, 4)-connected network with multidirectional intersecting 12-ring channels. The compound possesses a low density and a new {4.8.10}{4².6.8.10.12}{4².6}₃{4².8.10².12}{4³.6².8} topology.     

一种基于自适应单元删除率的BESO方法

在ESO中采用动态删除率能有效地提高优化效率和稳定性，但现有的动态删除率策略都含有经验参数，确定删除率的过程较为复杂。本文提出了一种用于BESO的无经验参数自适应单元删除率确定方法。通过分析单元删除率对优化稳定性的影响，得到了结构优化过程中单元删除率的理想变化规律和单元灵敏度均匀化信息对删除率的影响情况，并据此分析了经验参数引入的原因，从而构造了评价单迭代步的单元灵敏度均匀化程度指标。然后，基于单迭代步的单元灵敏度均匀化程度指标，构造了全部迭代步信息下的单元灵敏度均匀化程度相对指标，结合单元删除率的推荐范围值，给出了一种自适应于结构优化进程的单元删除率自适应函数。最后，给出了基于自适应单元删除率的BESO方法实现流程。经典算例的结果对比说明，本文方法在保证优化质量相近的情况下，具有更好的优化效率和稳定性。