电磁场对胞内钙振荡的影响

目的 研究细胞钙振荡的周期与IP3受体浓度的关系以及外加电磁场对细胞钙振荡的影响.方法 从单个肝细胞内钙离子振荡的动力学模型出发,以细胞膜上IP3受体浓度作为作用因子,数值分析电磁场频率对胞内钙离子浓度的影响.结果 给出了胞浆内钙离子浓度随时间变化的关系.结论 钙振荡的周期与IP3受体的浓度成非线性关系,外加电磁场频率影响胞内钙振荡的周期.     

2型糖尿病鼠胰腺β细胞中SERCA泵的变化对钙振荡波形影响的建模研究

在原内质网Ca2+-ATP酶(SERCA)模型的基础上建立了2型糖尿病鼠胰腺β细胞的SERCA模型,并将两模型分别应用于钙振荡模型里来模拟SERCA泵的变化对胞质钙浓度([Ca2+])的影响.分析结果发现:(1)病鼠胰腺β细胞中的[Ca2+]升高,并且钙振荡周期和幅值增大;(2)细胞中ATP浓度([ATP])降低,ATP振荡周期增大,但幅值变化不明显;(3)内质网(ER)中钙振荡波形的周期增大, 幅值减小.结论:在2型糖尿病鼠胰腺β细胞中,其[Ca2+]相对于正常大鼠明显升高的现象与细胞中SERCA泵转运钙的能力下降有关.     

ATP对胞内钙信号的调控机制研究

以大鼠胰腺β细胞和INS-1β细胞系为研究对象,采用显微荧光测钙技术,研究了胞外ATP对胞内Ca^2＋信号的影响,初步探讨了其作用机制．实验表明：胞外ATP能够分别使大鼠胰腺β细胞和INS-1细胞内的游离Ca^2＋浓度显著升高,但2种细胞的钙信号来源不同．在大鼠胰腺β细胞中,胞外ATP主要通过动员胞内钙库释放而引起胞浆内Ca^2＋浓度显著增高;而在INS-1细胞内,胞外ATP主要通过引起胞外Ca^2＋内流而引起胞浆内Ca^2＋浓度增加．     

KCl对Hepa1-6细胞胞内钙离子浓度影响的研究

目的：分析Ka是否会引起Hepal-6细胞胞内钙离子浓度的升高,并解释相关机理。方法：KCl的浓度和负载时间可能会引起细胞内钙离子浓度的不同变化。采用比率荧光成像系统检测Hepal-6细胞的胞内钙离子浓度。结果：（1）在即时检测组中,与对照组相比,10、30、50mmol／L的Ka分别引起胞内钙离子浓度的显著升高（p〈0．05）,但各组别之间无显著差异。（2）在0．5h延迟检测组中,与对照组相比,10、30、50mmol／L的KCl分别引起胞内钙离子浓度的显著升高（p〈0．05）并且各组别之间无显著差异。此外,即时检测组与延迟检测组的结果没有显著差异。结论：10mmol／L的KCl足以引起Hepal-6细胞胞内钙离子浓度即时的显著上升。无论在即时检测组还是0．5h延迟检测组,各组别之间无显著差异。这表明当胞内的钙离子浓度上升到一定值,Ka对于胞内钙离子浓度的影响不会随其浓度的变化而发生改变。     

信号与系统课程中对周期信号频谱分析的理解

周期信号频谱分析是信号与系统课程中非常重要的部分,它是利用快速傅里叶变换进行信号分析的理论基础。从分析典型周期脉冲信号的频谱入手,讨论决定时域波形的三个参数对频谱特征的影响,以得到周期信号频谱的共同特点,在频域里对信号与系统的物理意义给出明确的解释,通过对电压波动信号的分析使学生更加深入理解频谱分析的意义。     

超混沌系统的多变量驱动误差反馈控制同步方法

基于Lyapunov稳定性理论,提出实现连续时间超混沌系统同步的多变量驱动误差反馈控制同步定理,确定了控制参数的范围.同步系统的反馈控制器由线性反馈和非线性反馈2部分组成,并受驱动系统的所有变量驱动.提出采用同步稳定性、同步鲁棒性、同步稳态误差、同步精度、同步建立时间、同步化区域和同步动态特性等描述混沌同步系统性能的7项指标,获得控制参数影响同步系统性能的机理,即控制参数通过改变系统的条件Lya-punov指数而影响系统的同步性能.对R6ssler超混沌系统的数值仿真研究表明:多变量驱动误差反馈同步方法具有不需要分解系统、不需要计算响应系统的条件Lyapunov指数和同步收敛快的特点.     

内噪声对细胞体系钙振荡的积极作用

通过构建一个细胞内钙振荡的介观随机模型,采用化学朗之万方程,研究了内噪声对细胞内钙振荡的影响.研究结果发现,当体系处于由宏观确定性方程所确定的Hopf分叉点附近,并且此时体系的确定性动力学行为不发生振荡时,如果考虑内噪声的作用,就会有随机的钙振荡发生,并且这种钙振荡的规则度会随着内噪声强度的变化出现一个极大值,表明了内噪声随机共振的发生.     

半干旱雨养地区春小麦气孔导度和胞间CO2浓度对环境因子的响应

黄土高原半干旱区雨养春小麦(Triticum aestivum L.)产量一直受到当地特殊环境条件制约,气孔导度和胞间CO2浓度的变化对于分析光合作用限制十分重要。因此,在大田自然条件下分析了春小麦气孔导度、胞间CO2浓度对环境因子的响应及其阈值,结果表明:1土壤温度、空气温度对气孔导度和胞间CO2浓度影响显著,温度与两生理指标成二次曲线关系,且在不同生育期、不同生理指标的最适温度不同,黄土高原最适温度较湿润地区低;2土壤湿度与气孔导度和胞间CO2浓度呈正相关,土壤湿度低,变化幅度小,更倾向于是一种气候背景;3空气湿度与气孔导度呈正相关,特别是灌浆期对春小麦具有较大的促进作用。抽穗期空气湿度与胞间CO2浓度呈负相关,灌浆期二者关系不显著;4不同生育期生理特征对环境因子的敏感性有较大差异。     

4种钙离子检测／成像系统检测细胞胞浆钙振荡的比较

胞浆钙离子浓度的规律性增加,已经在动物、植物、微生物等许多重要生命活动中得以证明,如肌肉收缩、细胞分泌、卵子授精、神经传导、个体发育、细胞凋亡以及病原生物（寄生虫、细菌、病毒）对哺乳动物细胞的侵袭过程中的重要性,已经得到广泛认可．因此,活细胞不同微区中钙离子浓度规律性变化的成像研究已受到越来越多的关注．虽然目前多个厂家可以提供钙离子成像系统,但用户在根据需要进行选择时,往往得不到有关设备的足够信息,因此很难做出正确的选择．文中详细比较了4种不同配置的钙离子浓度测量系统在检测胰腺腺泡细胞和肝脏实质细胞胞浆钙离子浓度的振荡样增加时的性能差异,分析了这些差异的原因及解决方法,为钙离子成像系统的使用者和制造商提供参考信息．     

复杂网络系统同步的临界机理研究

针对由稳定系统与非稳定系统耦合而成的复杂系统（混合复杂系统,HCS）的同步稳定性难以确定的问题,采用先分解再合成的思想,将高阶强耦合复杂系统分解为多个简单2阶系统,采用由特殊到一般的推理方法,应用基本稳定理论对HCS系统的临界机理进行深入研究,避免了高阶系统求解特征方程的困难和李雅普诺夫法只能得到保守结论的不足．研究指出混合系统临界同步稳定特性存在且解不唯一,解的范围与系统的耦合强度相关,同时得到该类系统同步稳定的必要条件．     

CHEN系统同步及其在保密通讯中的应用

基于稳定性理论,用自适应控制的方法构造了一个同步系统,实现对任意传输信号的及时准确恢复;用此方法对CHEN系统进行了数值仿真,结果表明系统能很好地达到同步。将该系统应用到保密通讯中,信息信号和混沌信号相加构成混沌传输信号,在接收端信息信号能被有效复原,仿真研究表明该通信方案确实可行。     

异结构超混沌系统的完全同步与反相同步控制

基于Lyapunov稳定性理论和非线性动力学理论,构造出相应的非线性控制器,实现了三维混沌系统与四维超混沌系统之间异结构完全同步与反相同步控制,并对上述2类同步给出了严格的数学证明。以一个新型三维自治系统为例,引入状态反馈变量,构造了一个新的超混沌系统,研究了不同维数混沌系统之间的异结构完全同步与反相同步问题。最后,借助于Runge-Kutta算法进行数值仿真,通过对误差系统的误差进行分析,得到驱动系统和响应系统状态变量误差能在短时间内快速趋于零,表明理论推导的正确性和所提出方案的有效性。     

大鼠肝癌细胞株细胞的同步化及其检测

细胞增殖分裂是细胞最基本的生理活动。影响细胞增殖分裂归根到底是影响细胞周欺遥运行,细胞周期失控的超常快速运行将导细胞癌变;停滞不前则常是细胞衰老,凋亡的前奏,以大鼠肝癌细胞株（ＨＴＣ）的细胞为研究对象,探讨了ＨＴＣ细胞的同步化方法,并经流式细胞仪测定同步率,结果表明：在ＨＴＣ细胞对数生长期,以胸腺嘧啶核苷和秋水仙碱顺序阻断法及胸腺嘧啶核苷双阻断法可分别获得同步率为７２．１０％的Ｇ１期和９８．９４％     

α因子调控酿酒酵母细胞同步化

利用α因子可以使MATa酵母细胞的生长停滞在细胞周期的G1期,获得同步化的YKN-10酵母菌细胞,主要研究在25~200μg·mL-1浓度下的α因子对酿酒酵母YKN-10对数早期细胞作用0~5h的同步化影响,每隔0.5h在荧光倒置显微镜下观察酵母细胞的出芽形态,记录细胞的出芽率,然后用SPSS 17.0对酵母细胞的出芽率进行统计分析,α因子的浓度、α因子作用时间及二者的交互效应均对酵母细胞的平均出芽率有显著影响;α因子浓度在175~200μg·mL-1下培养酵母细胞约3.5~4h时,酵母细胞基本上达到了同步化状态,运用α因子停滞细胞生长法获得了同步化的YKN-10酵母菌群体,为非Δbar1突变菌株的同步化研究提供了参考.     

咖啡因对大鼠肾上腺嗜铬细胞钙信号调节作用

在单个大鼠肾上腺嗜铬细胞上，采用钙显微荧光测量方法，测量了咖啡因对胞内游离钙浓度的影响．实验结果表明，在２Ｃａ２＋外液中，咖啡因（１ｍｍｏｌ／Ｌ，１０ｍｍｏｌ／Ｌ，４０ｍｍｏｌ／Ｌ）对细胞的自发振荡表现出明显的抑制作用；对不表现自发振荡的细胞，咖啡因能引起钙浓度的升高或钙振荡．在无外钙条件下研究连续咖啡因刺激引起的钙浓度变化，发现胞内钙库易排空，但随后的含钙咖啡因刺激仍可引起钙升高．同时，在无外钙条件下施加咖啡因可检测到激素的分泌，表明由咖啡因导致的钙库释放可以独立地触发分泌     

Rucklidge系统的同步及其在保密通讯中的应用

分析Rucklidge系统的稳定性,采用非线性反馈的方法构造了一个同步系统．用Lyapunov方法从理论上证明了误差系统的零点稳定性,在Matlab上进行了数值仿真,给出了系统的同步误差图,结果表明驱动系统和响应系统能够很好地达到同步．对系统的第二变量Y（t）进行扰动,数值仿真表明在扰动下系统仍能很好地同步,说明同步系统具有抗干扰性．然后把该同步系统应用到保密通讯中,信息信号m（t）和混沌变量Y（t）相加成为混沌传输信号s（t）,在接收端信息信号被有效地复原出来,数值仿真结果表明通信方案是可行有效的．     

血清饥饿法诱导人角质细胞HaCaT细胞周期同步化的研究

探讨血清饥饿法对人表皮细胞HacaT细胞周期的影响．采用无血清和低血清浓度的DMEM培养基饥饿HaCaT细胞,分别培养6h,12h,22h时,用倒置显微镜观察细胞形态,并且收集各组细胞,用流式细胞仪分析细胞周期各个时相细胞百分比．结果发现HaCaT细胞系在含0．2％FBS的DMEM培养基中培养12h,细胞仍然贴壁生长,并且可以使G0／G1期细胞百分率达到66．5％．因此,血清饥饿法可以应用于人表皮细胞HaCaT同步于G0／G1期,从而为后期药物筛选打下基础．     

胰岛素介导的脉冲电场对细胞信号传递的影响

使用胞间信号分子介导方式探究了电磁场生物效应的机制.运用含有脉冲电场处理的胰岛素的培养液培养细胞,使用免疫标记法检测了细胞内的酪氨酸磷酸化水平,并用基因芯片检测了细胞基因表达水平.结果发现,含有电场处理的胰岛素的培养液培育细胞30min以后,该组细胞的酪氨酸磷酸化水平比对照组低10.33%,表明胰岛素携带的脉冲电场的信息跨膜传入了细胞内.用该培养液培育细胞68h后,发现在人类已知的12000个基因中,有55个基因表达发生极其明显的变化.其中某些基因与胰岛素的胞内信号通路密切相关,另一些基因表达的变化与已经发现的胰岛素介导的脉冲电场对细胞增殖的抑制作用相吻合.     

耦合混沌时滞系统的同步

利用单项耦合研究了一类时滞混沌系统的同步,给出一种估计同步控制参数值的新方法.对Mackey-Glass模型给出了估计,同时利用数值法验证了其正确性.