食品玻璃化转变温度测量方法的比较

利用差示扫描量热仪用经过退火处理的连续扫描法、不经过退火处理的连续扫描法和分步扫描法,对20％和50％蔗糖水溶液的玻璃化转变温度进行了测量。结果显示,退火处理的连续扫描法测量结果最好,测得蔗糖水溶液的玻璃化转变温度大致为-34．6℃,Tg'不受退火温度和溶液浓度的影响。三种方法测得20％蔗糖水溶液的Tg'的差别不大。退火方法和不退火方法测得50％蔗糖水溶液的Tg'差别很大。用两种不同的连续扫描方法做了几组测新鲜西瓜汁玻璃化转变温度的实验,结果在-42--44℃之间。     

冻干过程中升华界面温度测量方法的研究

压力测温技术是基于在平衡状态下,冰晶温度与其饱和蒸汽压为单值函数这一基本规律,在升华干燥过程中,突然中断从冻干室流向冷阱的水蒸汽流,通过测量冻干室内压力回升情况去推算升华界面温度的一种非接触式测温方法。与热电偶或热敏电阻测温相比,压力测温技术即不破坏冻干样品的结构,又能够较为准确地反应出移动升华界面的温度,并能判断升华干燥过程终点。文中分析了升华界面温度测量的意义与困难,建立了压力测温技术的数学模型与分析方法,并通过实验研究了压力测温技术。     

用DSC研究1,2-丙二醇及其水溶液的协同松弛行为

为了验证基于位形熵的非线性Adam-Gibbs协同松弛模型(AGV)能否用于描述小分子氢键液体的协同松弛行为, 利用差示扫描量热法(DSC)测量了连续升降温条件下1,2-丙二醇及其四种水溶液在115～230 K之间的比热容, 利用曲线拟合技术获得AGV模型参数. 结果表明, AGV模型可以重现体系的实验比热容数据. 1,2-丙二醇表现出与其水溶液明显不同的松弛行为, 但水含量的变化对松弛行为的影响并不明显. 利用AGV方法和Johari方法分别对协同重排活化能(Δμ')和协同重排域(CRR)尺寸(z*)作了分析. 只有选择比聚合物大得多的某一协同重排位形数, 以AGV方法得到的z*才不至于没有物理意义. Johari方法的分析结果表明, T_g温度下1,2-丙二醇的CRR内有约3个分子, 但对应的协同重排位形数(W*)却较聚合物高出很多. Donth的基于热力学温度波动理论的分析表明, 1,2-丙二醇及其水溶液的CRR尺寸随组分的变化趋势可与Δμ'和非指数参数的分析结果相吻合, 但得到的1,2-丙二醇的CRR内有约350个分子, 从而和Johari的分析结果产生巨大差别.     

阳离子交换树脂吸附交联固定鸡肝酯酶的实验研究

研究了基于酶抑制原理的农药残留生物传感器中固定化酶的制备方法.以离子交换树脂作为固定化载体,戊二醛为交联剂,采用吸附交联相结合的方法制备了固定化鸡肝酯酶.在 10℃下吸附75min,以及酶活力浓度固定在6U/ml±2U/ml,在交联过程中戊二醛浓度0.04%,10℃下交联1h的条件下可以获得最佳的固定效果.并且,用吸附交联制得的固定化酶相对于用吸附法制得固定化酶用于流动分析过程,其热稳定性和耐冲刷性更好.同时,在保存阶段也具有更好的稳定性.     

大气对流层水汽对温室效应的影响分析

大气温室效应是地球有别于其他星球具有温暖、适合生命生存特性的直接决定因素,而随着地球由温暖再继续变暖,水汽作为地球上含量最丰富的温室气体,其对温室效应的影响也将进一步增强。文章主要针对对流层水汽,利用逐线模型,分析了不同高度下水汽对地气辐射的吸收特点。结果表明,对流层不同高度处水汽对于工业革命前地球环境的"温暖"和目前所面临的"变暖"贡献有着本质的不同:地球的"温暖"主要来自于近地面3 km以下的丰富水汽对于长波辐射的吸收,其吸收比例占到了整个对流层水汽温室效应的50%;但是,目前近地面处水汽的强吸收带已经趋于饱和,因此,地球当前的"变暖"主要是由于对流层高层水汽含量增加所造成的温室效应显著增强所致。     

低温生物医学与热物理

本文阐述了低温生物学、低温医学与热物理的关系；着重讨论生物体低温保存的问题，细胞和组织的低温损伤是溶液冻结相变过程所引起的冰晶损伤和高浓度溶液的损伤；这个过程和传热传质密切相关；而低温保存的机理则是溶液的非晶态化（玻璃化）。本文还讨论了低温生物医学当前的研究热点，以及其中的热物理问题。     

兔主动脉低温杨氏模量的实验研究

为进一步完善动脉低温保存过程中为解决低温断裂问题而建立的冻结过程的热应力分析物理模型,本文研究家兔主动脉血管从室温到-80℃温度范围内,杨氏模量随温度的变化情况和加抗冻剂CPA的影响。研究发现兔丰动脉低温冻结状态的杨氏模量随温度的降低而增大;加CPA对兔丰动脉血管冻结状态下的杨氏模量有影响,相同温度情况下加CPA试样的杨氏模量比不加CPA试样的要低。     

新型生物医药实验用低温冷冻干燥机的研制

本课题设计的低温冷冻干燥机以液氮为低温冷源,通过电加热器加热液氮使之汽化,通过控制气体的压力,压出液氮。液氮被压出后流入硅油池的换热器同硅油进行充分换热。在硅油池底部布置一个电加热盘,通过调节加热量,精确控制硅油温度。特制的不锈钢搁板浸入硅油池中进行硅油浴,能够实现良好的传热。测控制系统由上位PC机与下位可编程控制器和数据采集模块共同组成,在PC机上可设置控制参数并进行监控,温度曲线可程序控制,数据采集模块能够自动采集、存储、上传各项数据,数据可以在PC机上处理。     

三元溶液共晶DSC实验研究

抑制共晶产生对低温保存非常重要。本文利用差示扫描量热法研究了加低温保护剂(DMSO、乙二醇、 1,2丙二醇、甘油和1,3丁二醇)的NaCl水溶液的共晶行为。得到以5％、10％、15％NaCl水溶液为母液的五种保护剂溶液热流曲线图。研究发现,溶液共晶是过冷、随机过程。低温保护剂有抑制NaCl水溶液共晶的作用。低温保护剂浓度越高, 共晶焓越小,对共晶的抑制作用越大。不同种类保护剂的抑制共晶的能力从强到弱依次是甘油、乙二醇、 DMSO、 1,2 丙二醇和1,3丁二醇。升温过程中,溶液发生共晶反玻璃化现象和玻璃化现象。     

醇类低温保护剂对NaCl水溶液共晶的影响

为了研究低温保护剂对盐水溶液共晶的影响, 利用差示扫描量热法(DSC)对添加不同浓度的甘油、乙二醇、1, 2-丙二醇、1, 3-丙二醇和二甲基亚砜的NaCl 水溶液的共晶现象进行了研究. 发现NaCl 水溶液共晶是一个过冷随机过程,醇类和二甲基亚砜对之有抑制作用.保护剂浓度越高,共晶焓越小, 对共晶的抑制作用越大. 其中4种醇类保护剂的抑制能力从强到弱依次是甘油、乙二醇、1, 2-丙二醇和1, 3-丙二醇.其抑制能力的强弱主要由分子量/羟基数的比值决定, 其次受甲基影响. 二甲基亚砜抑制共晶的能力与乙二醇的接近. 研究发现升温过程中,三元溶液发生共晶体的玻璃化现象和反玻璃化现象.