Au纳米标记物增强电化学免疫分析大肠杆菌的研究

通过在Au纳米颗粒表面修饰辣根过氧化酶(HRP)标记的大肠杆菌抗体制备了一种新型的Au纳米标记物, 并将该纳米标记物应用于增强电化学免疫分析大肠杆菌. 经过酶联免疫反应后, Au纳米标记物、免疫磁性颗粒(IMB)和大肠杆菌形成了IMB/抗体-大肠杆菌-Au纳米标记物的三明治式免疫复合物. 以3,3,5,5-四甲基联苯二胺(TMB)溶液作为底物, 采用电化学与流动注射检测(FIA)相结合的技术测定HRP的活性. 检测到的电流大小与免疫复合物上HRP的量成正比, 从而与大肠杆菌的浓度成正比. Au纳米颗粒增加了HRP的负载量, 增强了电化学信号, 大大提高了大肠杆菌的检测灵敏度. 实验结果表明, 大肠杆菌浓度在 1.0×102～5.0×104 cfu•mL－1范围内与电流大小成线性相关, 最低检测限达50 cfu•mL－1, 若对大肠杆菌样品溶液进行预浓缩, 将得到更宽的检测范围和更低的检测限. 本方法总的分析时间比其他方法短, 在1 h内就能完成对大肠杆菌样品的快速检测.     

正多边形基多胞薄壁管的吸能特性

多胞薄壁结构具有轻量化、高比吸能的特点,在汽车、轮船、航空航天等领域得到了广泛的应用。已有研究表明结构的耐撞性与结构的拓扑方式及胞元数量密切相关。为了研究结构形状和拓扑优化对其吸能效果的影响,基于正多边形结构,通过内嵌多边形和外接圆管的方式设计了两类新型多胞薄壁结构,并对这两类多胞薄壁结构进行准静态和落锤冲击实验,利用高速相机记录结构的变形模式,并定量分析了结构的吸能特性。实验结果表明:除正三角形二级内嵌四边形所得结构在准静态加载实验后期出现了局部失稳现象外,其余结构在准静态和落锤冲击实验过程中均保持垂直受压,结构变形模式与吸能效果较好。通过比较两类结构的实验结果得出:不论是在准静态加载还是在落锤冲击的情况下,内嵌多边形结构的各项吸能指标都明显优于外接圆管的结构;同等质量的情况下,内嵌四边形结构的吸能效果明显优于内嵌三角形的结构。     

基于油液光谱数据的离合器剩余寿命随机过程预测

基于油液光谱数据的湿式离合器剩余寿命预测对于综合传动装置的状态监测及可靠性具有显著影响。针对油液光谱数据随机性较高以及现有方法的性能指标单一且误差偏大的问题,利用二元Wiener过程的预测实时性和准确的优点,开展离合器剩余寿命预测研究。首先,结合湿式离合器寿命试验,通过对全寿命周期光谱数据的补换油修正处理,提取出离合器剩余寿命预测的指示元素Cu和Pb及失效阈值;其次,通过Matlab Copula函数分析指示元素的相关关系特性,由此推导出剩余寿命的关联函数;再次,根据Inverse Gaussian原理,建立上述两种指示元素的一元、二元wiener过程的性能退化数学模型;最后,利用极大似然估计法进行参数估计,并采用一元、二元性能退化数学模型分别对被试离合器的剩余寿命开展了随机过程预测研究。通过预测结果与试验结果的对比,在150～240 h范围内,二元wiener过程剩余寿命预测的偏差为6%～22%;相较一元wiener过程,剩余寿命预测的准确率提升9%以上。研究结果表明,二元wiener过程模型及其预测方法用于湿式离合器的剩余寿命预测,具有预测实时性强且预测精度高的优点。同时,该方法可...     

萤火虫生物发光中加氧反应机理的理论研究

萤火虫生物发光是最常见的生物发光,在生物和医药等领域已得到重要应用.发光过程涉及到其活体内的一系列复杂的化学反应.引起发光的起始反应是单重态荧光素分子与三重态氧气的加成反应.这是一个自旋禁阻的酶催化反应,通常效率很低,但萤火虫是目前将化学能转化为光能最高效的系统.这个自旋禁阻的反应为什么能高效率发生?实验研究认为该反应由单电子转移(SET)诱发而发生,但对反应的详细过程和机理并没有完整的描述.本工作通过理论计算,描述了该反应的完整过程,解释了这个自旋禁阻反应高效发生的原因.     

黑芥子苷生物合成中酶催化机理的QM/MM研究

黑芥子苷作为植物中硫代葡萄糖苷最为主要且丰富的类型,在促进健康和昆虫防御方面具有潜在的功能. 黑芥子苷核心结构生物合成的最后一步在硫代葡萄糖苷化合物中具有高度的代表性. 这一步是在硫转移酶的催化作用下,从3-(甲基硫代)丙基脱硫葡萄糖苷转化为3-(甲基硫代)丙基葡萄糖苷的过程. 由于硫转移酶与3-(甲基硫代)丙基葡萄糖苷复合物的晶体结构还未见报道,因此一直以来人们对该磺化反应的细节知之甚少. 幸运的是,黑芥子苷与3-(甲基硫代)丙基葡萄糖苷的结构十分相似,而且结合有黑芥子苷的拟南芥硫转移酶18的晶体结构已经确定. 为了了解此酶的作用机理,本文采用分子动力学模拟以及组合的量子力学和分子力学方法研究了拟南芥硫转移酶18催化脱硫-黑芥子苷转化为黑芥子苷的过程. 计算结果表明,该反应是通过协同解离机理发生的,而且在反应过程中,赖氨酸93、苏氨酸96、苏氨酸97、酪氨酸130、组氨酸155和酶的两条肽链(脯氨酸92-赖氨酸93肽链和谷氨酰胺95-苏氨酸96-苏氨酸97肽链)稳定了过渡态的结构,在定位底物和促进催化反应中发挥了重要的作用,其中,组氨酸155在反应过程中充当催化碱,赖氨酸93充当催化酸. 目前提出的协同解离机理解释了拟南芥硫转移酶18在黑芥子苷生物合成中的作用,并对其他硫转移酶催化葡萄糖苷生物合成的研究具有指导意义.     

同系能级因子的三个新形式及其与以往各因子间的关系

用差分方程法推导并得到同系能级因子的三个新的形式 :xk =2n +8n+4.5sink-122n+1 π ,xk =2n +8n+4.5sin kπ2n+1 ,xk =sin kπ2n+1 ,k =1 ,2 ,… ,n .(n为同系序数 ,k为能级序数 ) ,并探讨了它们与以往各因子之间的关系。     

已烯自由基阳离子的密度泛函理论研究

使用密度泛函理论B3LYP方法和6-31G(d,p),6-31+G(d,p),6-311G(d,p)及6- 311+G(d,p)基组，分别对1-C_6H_(12)~+,2-C_6H_(12)~+和3-C_6H_(12)~+的各种构 象进行了几何构型优化，并在B3LYP/6-311G(d,p)水平上进行了频率分析计算，在 各优化构型上，使用B3LYP和MP2(full)方法进行了超精细结构的计算。计算的3- C_6H_(12)~+的超精细偶合常数比以往的计算结果更好；1-C_6H_(12)~+和2-C_6H_ (12)~+的超精细偶合常数目前尚无实验数据报道，本计算预言了它们的超精细偶合 常数和最稳定构型。     

关于同系线性规律判据的讨论

从数学角度阐述了关于同系线性规律的两个判据 ,即相关系数判据与相对相关系数判据的关系 ,并从实际情况探讨了在何种情况采用哪种标准更合理     

丁烯和丁烷自由基阳离子的分子结构和超精细结构的 理论研究

用密度函数理论B3LYP方法和6-31G(d,p),6-311G(d,p)及6-311+G(d,p)基组，分别对1-C4H^+~8,2-C4H^+~8和C4H^+~10进行了构型优化和频率分析计算，预言1-C4H^+~8具有非平面构型，与以往报道的从头算和密度函数理论计算结果不同。在各自由基阳离子的B3LYP构型上，进行了B3LYP、MP2及MRSDCI方法的超精细偶合常数计算，得到了比以往更好的结果，特别是MP2/B3LYP计算值是至今与实验值符合得最好的理论计算结果。     

流固耦合作用下真实人体上呼吸道呼吸流涡结构演化的数值仿真

通过构建真实人体上呼吸道三维规范模型,运用大涡模拟数值方法,对考虑流固耦合作用的低强度循环呼吸模式下人体上呼吸道内的呼吸流进行了数值仿真,研究分析了人体口喉模型及气管支气管内的气流涡结构及其演化过程。结果表明,循环吸气过程中,气流在口腔中部以及舌苔上部形成多个涡管,在声门部位形成强烈的射流,在气管前壁出现马蹄涡,到气管中部大尺度涡结构逐步消失,支气管中只剩下一系列小尺度涡结构;循环呼气过程中,气流在气管底部产生较为复杂的涡结构,随着气流在气管内的融合,涡强度逐步减弱,在咽喉后壁形成拱状涡,气流进入口腔后,涡结构破裂,涡量扩散,没有较大的涡结构产生。