一种力–电协同驱动的细胞微流控培养腔理论模型

细胞培养液在微流控生物反应器中受到外界物理场(如压力梯度或者电场)作用流动而产生流体剪应力,并进一步刺激种子细胞调控其内部基因的表达,从而促进细胞的分化和生长,这个过程在自然生命组织内的微管中亦是如此.考虑到细胞培养微腔隙中液体流动行为很难实验量化测定,理论建模分析是目前可行的研究手段.因此建立了矩形截面的细胞微流控培养腔理论模型,将外部的物理驱动场(压力梯度与电场)与培养腔内液体的流速、切应力和流率联系起来,分别得到了压力梯度驱动(pressure gradient driven,PGD)、电场驱动(electric field driven,EFD)及力–电协同驱动(pressure-electricity synergic driven,P-ESD)三种驱动方式下的液体流动理论模型.结果表明该理论模型与现有的实验结果基本一致,即力–电协同作用下的解答为压力梯度驱动和电场驱动结果的叠加.细胞培养腔内的流体流速、剪应力及流率幅值均正比于外部物理场强幅值,但随着压力梯度驱动载荷频率的增大而减小,随着电场驱动频率的变化不明显.在压力梯度驱动作用下,细胞贴壁处的切应力随着腔高的增大而线性增大,流率则随着腔高的增大而非线性增大,而电场驱动下的结果不受腔高的影响.生理范围内的温度场变化对压力和电场驱动的结果影响不大.另外,在引起细胞响应的流体切应力水平,电场驱动能提供较大的切应力幅值而压力梯度驱动则能提供较大的流率幅值.该理论模型的建立为细胞微流控生物反应器实验系统的设计及参数优化提供理论参考,同时也为力–电刺激细胞生长、分化机理的研究的提供基础.     

近红外光谱分析技术识别奶粉中淀粉掺假的研究

将蒙牛、伊利、完达山三个品牌的奶粉样品掺入不同量的淀粉构成32份实验样品。在跨度近两个月时间内,用JDSU微型近红外光谱仪,分五天重复5次采集这些样品的中波近红外漫反射光谱。采用仿生模式识别(BPR)算法对样品进行掺假识别定性分析,并研究了分析的可靠性与模型的稳健性。以90%作为评价分析结果(样品掺杂的正确识别率CAR与正确拒识率CRR)的阈值:将测试结果高于此阈值的所有样品中掺入淀粉的最低含量分别称为样品掺杂的正确识别限与正确拒识限。结果显示:三个品牌奶粉样品分别各自建模时,若用同一天测定的部分光谱数据建立模型,预测该天剩余光谱,样品掺杂的正确识别限与正确拒识限都可以达到0.1%。对于三种品牌奶粉合并后的纯奶粉及其淀粉掺杂样品混合建模时,若用同一天测定的光谱建模与测试,样品掺杂的正确识别限也可以达到0.1%,正确拒识限则为1%;若用不同时间采集的光谱进行交叉测试,正确识别限与正确拒识限都只有5%;若用四天的光谱数据联合建模,测试第五天的数据,正确识别限可以稳定达到1%,正确拒识限可以达到5%。应用两种算法对奶粉中淀粉含量进行定量分析比较,进一步验证了有关定性分析对样品掺杂正确识别限和正确拒识限的可靠性。     

一种骨小管中液体流动产生的流量及切应力模型

骨组织受力变形后其内部液体就会流动,同时在其微观结构——骨单元壁中扩散,并进一步产生一系列与骨液流动相关的物理效应,如流体剪切应力、流动电位等,这些物理效应被细胞感知并做出破骨或成骨等反应,来使骨适应外部载荷环境.鉴于骨组织产生的内部液体流动很难实验测定,理论模拟是目前的主要研究手段.基于骨单元的多孔弹性性质建立了骨小管内部液体的流动模型,该模型将骨单元所受的外部载荷与骨小管内部液体的压力、流速、流量和切应力联系起来,并进一步可以研究其力传导与力电传导机制.骨小管模型的建立分别基于中空和考虑哈弗液体的骨单元模型,并考虑了骨单元外壁的弹性约束和刚性位移约束两种边界条件.最终得到骨单元在外部轴向载荷作用下,骨小管内部液体的流量及流体切应力的解析解.结果表明:骨小管中的液体流量与流体切应力都正比于应变载荷幅值和频率,并由载荷的应变率决定.因此应变率可以作为控制流量和流体切应力的一种生理载荷因素.流量随着骨小管半径的增大而非线性增大,而流体切应力则随着骨小管半径的增大而线性增大.此外,在相同的载荷下,含哈弗液体的骨单元的模型中,骨小管中液体的流量和切应力均大于中空骨单元模型.     

A density-wave-like transition in the polycrystalline V3Sb2 sample with bilayer kagome lattice

Recently,transition-metal-based kagome metals have aroused much research interest as a novel platform to explore exotic topological quantum phenomena.Here we report on the synthesis,structure,and physical properties of a bilayer kagome lattice compound V₃Sb₂.The polycrystalline V₃Sb₂ samples were synthesized by conventional solid-state-reaction method in a sealed quartz tube at temperatures below 850℃.Measurements of magnetic susceptibility and resistivity revealed consistently a density-wave-like transition at Tdw≈160 K with a large thermal hysteresis,even though some sample-dependent behaviors were observed presumably due to the different preparation conditions.Upon cooling through Tdw,no strong anomaly in lattice parameters and no indication of symmetry lowering were detected in powder x-ray diffraction measurements.This transition can be suppressed completely by applying hydrostatic pressures of about 1.8 GPa,around which no sign of superconductivity was observed down to 1.5 K.Specific-heat measurements revealed a relatively large Sommerfeld coefficientγ=18.5 mJ·mol^-1·K^-2,confirming the metallic ground state with moderate electronic correlations.Density functional theory calculations indicate that V₃Sb₂ shows a non-trivial topological crystalline property.Thus,our study makes V₃Sb₂ a new candidate of metallic kagome compound to study the interplay between density-wave-order,nontrivial band topology,and possible superconductivity.     

丙交酯-乙交酯共聚物的亲水性能研究

以丙交酯和乙交酯为原料,PEG-800为引发剂,采用开环聚合方法合成了具有不同单体比例的共聚物。通过IR、1 H-NMR表征了聚合物的结构,应用GPC技术分析了不同单体组成对共聚物分子量及其分布的影响;通过接触角测定的方法考察了不同单体比例组成对其共聚物的亲水性能影响;通过吸水实验,表明随着乙交酯含量的增强,共聚物的吸水性增强。只要引发剂的含量一定,单体丙交酯、乙交酯摩尔比为3∶1的聚合物膜的吸水性能较好。     

二苯氨基硫脲类索拉菲尼衍生物的合成及抗肿瘤活性评价

以2-吡啶甲酸和取代苯胺为原料,设计合成了17个新型二苯氨基硫脲类索拉菲尼衍生物.目标化合物均经过NMR和HRMS进行结构表征.采用人结肠癌细胞HCT116、人乳腺癌细胞MDA-MB-231、人前列腺癌细胞PC-3和小鼠黑色素瘤细胞B16BL6对目标化合物的体外抗肿瘤活性进行了研究.结果表明1-(4-氯-3-三氟甲基苯基)-3-{4-[2-(异丙氨甲酰基)吡啶-4-氨基]苯基}硫脲(9g)对四种细胞株的抑制活性均优于阳性药物索拉菲尼,1-(3-三氟甲基-4-氯苯基)-3-{4-[2-(甲基氨甲酰基)吡啶-4-氨基]苯基}硫脲(9b)和1-(3-三氟甲基-4-氟苯基)-3-{4-[2-(异丙氨甲酰基)吡啶-4-氨基]苯基}硫脲(9j)对MDA-MB-231细胞株、PC-3细胞株和B16BL6细胞株具有优于索拉菲尼的抑制活性,同时探讨了新化合物9j与B-Raf受体的三维晶体结构(5HI2)活性位点的结合模式,为今后新型索拉菲尼衍生物的设计合成提供了有用参考.     

子午线轮胎接地特性和应变能分析试验与仿真研究

利用轮胎综合试验机对径向刚度下子午线轮胎进行性能试验,采用正交试验法针对不同胎压、垂向载荷下轮胎的接地特性进行分析,结合仿真软件ABAQUS与试验进行对比。结果表明,橡胶材料Mooney–Rivli模型也具有一定的适用性,胎压增大时径向刚度发生线性变化,胎面印痕由椭圆形转变成近似矩形,印痕面积略微增大;随着胎压的不断增大,胎面印痕的面积显著减小,接触面的压力主要集中在胎肩,胎冠处也有所增加;胎压一定时,垂向载荷逐渐增大时,整个印痕面的应力呈对称分布,印痕面应力由内高外低逐渐向外高内低变化。建立数学模型与有限元软件同时对轮胎进行应变能分析,发现在低胎压150 kPa下受载荷时轮胎容易发生微小侧向位移同时发生变形,此时极易引起迟滞损失并造成应变能急剧增加。     

基于格子Boltzmann方法的液液不混溶两相流动数值模拟

具有介观特性的格子Boltzmann方法能够准确方便地捕捉相界面细节,在两相流动领域具有广泛的应用前景.本文在简要介绍格子Boltzmann方法的基础上,利用格子Boltzmann方法的颜色模型对四类经典两相流动问题进行了模拟,界面张力的Laplace定律验证、单液滴松弛过程、两个液滴融合过程、水平通道内不混溶液液两相流动.结果表明,液滴界面张力符合Laplace定律;黏性越大,液滴松弛过程越稳定;界面张力越大,液滴融合速度越快;格子Boltzmann方法能够有效描述液液两相流动的界而信息。研究工作为应用格子Boltzmann方法分析两相流动问题奠定了理论基础.     

一种力-电协同驱动的细胞微流控培养腔理论模型

细胞培养液在微流控生物反应器中受到外界物理场（如压力梯度或者电场）作用流动而产生流体剪应力,并进一步刺激种子细胞调控其内部基因的表达,从而促进细胞的分化和生长,这个过程在自然生命组织内的微管中亦是如此。考虑到细胞培养微腔隙中液体流动行为很难实验量化测定,理论建模分析是目前可行的研究手段。因此建立了矩形截面的细胞微流控培养腔理论模型,将外部的物理驱动场（压力梯度与电场）与培养腔内液体的流速、切应力和流率联系起来,分别得到了压力梯度驱动（Pressure gradient driven,PGD）、电场驱动（Electric field driven,EFD）及力-电协同驱动（Pressure-electricity synergic driven,P-ESD）三种驱动方式下的液体流动理论模型。结果表明该理论模型与现有的实验结果基本一致,具体地:力-电协同作用下的解答为压力梯度驱动和电场驱动结果的叠加。细胞培养腔内的流体流速、剪应力及流率幅值均正比于外部物理场强幅值,但随着压力梯度驱动载荷频率的增大而减小,随着电场驱动频率的变化不明显。在压力梯度驱动作用下,细胞贴壁处的切应力随着腔高的增大而线性增大,流率则随着腔高的增大而非线性增大,而电场驱动下的结果不受腔高的影响。生理范围内的温度场变化对压力和电场驱动的结果影响不大。另外,在引起细胞响应的流体切应力水平,电场驱动能提供较大的切应力幅值而压力梯度驱动则能提供较大的流率幅值。该理论模型的建立为细胞微流控生物反应器实验系统的设计及参数优化提供理论参考,同时也为力-电刺激细胞生长、分化机理的研究的提供基础。      

超高效液相色谱-串联质谱法测定纺织品中4种长链全氟烷酸的含量

样品0.500g于50℃用甲醇10mL超声萃取30min。取萃取液4mL,加入5mmol·L-1乙酸铵溶液6mL,摇匀、过滤。采用超高效液相色谱-串联质谱法对所得溶液中的全氟十一烷酸、全氟十二烷酸、全氟十三烷酸和全氟十四烷酸等4种长链全氟烷酸进行测定。以ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱为固定相,以不同体积比的5mmol·L-1乙酸铵溶液和甲醇的混合液为流动相进行梯度洗脱。质谱分析中采用电喷雾负离子源和多反应监测模式,锥孔电压分别为50,20,28,24V。结果表明,4种长链全氟烷酸的质量浓度在1.00~100μg·L-1内与峰面积呈线性关系,检出限(3S/N)为0.4~0.6μg·L-1。按标准加入法进行回收试验,回收率为86.8%~96.4%,相对标准偏差(n=7)为3.7%~9.7%。