PNIPAM温敏微凝胶在生物医学领域中的应用研究

水凝胶因其良好的生物相容性及环境刺激响应性而在生物医学领域有着广泛的用途,但仍存在机械强度差、响应速度慢、不能生物降解等缺点。针对这些问题,特别是宏观水凝胶响应慢的问题,我们近年来以具有温度敏感性的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)微凝胶为基础,设计制备了一系列生物材料,分别应用于药物控释、生物传感以及组织工程等生物医学领域。我们设计制备了具有良好葡萄糖敏感性的PNIPAM微凝胶,实现了可自我调控的胰岛素可控释放。以PNIPAM微凝胶为基础,提出了新的聚合胶态晶体阵列光学传感方法,设计制备了多种可快速响应的新型生物光学传感器。实现了PNIPAM微凝胶的实时凝胶化,并将其发展成为一种新型的可注射细胞支架材料。进一步利用该体系的可逆性,提出了制备在药物筛选、肿瘤研究以及组织工程等领域有重要用途的多细胞球的新方法。     

苯乙烯在Ag(111)和Ag(110)表面环氧化反应结构敏感性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)对苯乙烯在Ag(110)表面和Ag(111)表面的环氧化反应进行了计算研究. 经计算, 在Ag(110)表面预吸附氧原子更易吸附在3 重穴位(3h), 吸附能为-3.59 eV; 在Ag(111)表面预吸附氧原子的最稳定吸附位是fcc 位, 吸附能为-3.69 eV. 苯乙烯的环氧化反应过程首先经过一个金属中间体, 然后再进一步反应变为产物, 其中经过直链中间体较支链中间体更加有利. Ag(110)面的反应活化能一般大于Ag(111)面的, 并且微观动力学模拟结果表明, Ag(111)表面生成环氧苯乙烷的选择性要明显高于Ag(110)表面(0.38 与 0.003), 原因是Ag(111)面环氧化反应活化能小于苯乙醛及燃烧中间体的活化能, 而在Ag(110)上正相反.     

6-O-磺丁基-β-环糊精的合成及在非水毛细管电泳拆分碱性手性药物中的应用

合成了新型环糊精衍生物6-O-磺丁基-β-环糊精(SB-β-CD),并以其作为手性选择剂,对扑尔敏、多西拉敏、美克洛嗪和米安舍林4种碱性手性药物进行非水毛细管电泳拆分。考察了有机溶剂、电解质、手性选择剂浓度以及pH对分离度的影响。研究结果表明:扑尔敏、多西拉敏、美克洛嗪和米安舍林4种碱性手性药物全部达到基线分离。可见SB-β-CD在碱性药物拆分方面具有特殊能力,为碱性手性药物的拆分提供了一种准确、简便的分析方法。     

湛江湾红树林湿地土壤重金属含量分析及污染评价

采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)和电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对湛江湾红树林湿地土壤中8种重金属(As、Cu、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Zn)含量进行测定,采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和地累积指数法进行污染评价,并结合相关性分析和因子分析方法探讨重金属来源。结果表明:除Ni外,其余7种重金属元素含量平均值均未超过国家土壤环境质量标准(GB15618-2018);但Ni、Zn、Cu、Hg、As和Cd元素均超过广东砖红壤环境背景值,其中As、Ni、Hg和Zn元素超标情况严重。8种重金属元素内梅罗综合污染指数评价结果为0.373~22.576,平均值为3.378,整体处于重度污染;单因子污染指数依次为Ni>Hg>Zn>Cd>As>Cu>Pb>Cr。单个重金属元素地累积指数评价结果与内梅罗综合污染评价相一致,均显示红树林土壤中Hg、Zn和Ni元素污染严重,是影响研究区土壤环境质量的重要因素。从站位看,位于湾内北部的北涯村、观海长廊以及西部的世乔村站位污染较严重,高污染站位约占总站位数的33%,主要为Cd、Hg和Zn。统计分析结果显示,除Ni外,湛江湾红树林土壤中7种重金属元素之间显著相关;结合实地调查结果推测重金属污染主要来自工业污染、船舶排污、养殖排污、生活排污及农业面源污染等人为活动的输入,其次为自然因子的输入。     

快速皂化-气相色谱-串联质谱法同时测定乳粉中胆固醇和维生素E 4种异构体

胆固醇和生育酚都是人体所必需的重要营养元素,是乳粉中的重要质量指标。现行国家食品安全标准对胆固醇和维生素E 4种异构体（α -生育酚、β -生育酚、γ -生育酚和δ -生育酚）的检测前处理复杂繁琐、耗时长,且不能同时测定,因此,开发简单、快速且可同时测定胆固醇和4种生育酚的检测方法具有重要的现实意义。该研究采用气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）建立了乳粉中胆固醇和4种生育酚的定性定量测定方法。样品经脂肪酶酶解,采用快速的碳酸钾-乙醇皂化法,同时对酶解时间、皂化温度、萃取溶剂的种类、萃取溶剂的体积、萃取时间等前处理进行优化,从而确定出最优的前处理方法。结果表明,样品在37℃下酶解4 h,然后室温（25℃）下振荡10 min皂化,最后使用5 mL正己烷萃取10 min,4000 r/min离心6 min,取上层正己烷过膜,经TG-5MS Sil色谱柱分离,GC-MS/MS多反应监测离子模式扫描分析,同时获得定性和定量结果。实验结果表明,胆固醇在0.5~50.0 mg/L、4种生育酚在0.25~25.0 mg/L范围内具有较好的线性关系,相关系数（r ² ）大于0.99,加标回收率为76.6%~93.1%,相对标准偏差为0.9%~3.3%,胆固醇定量限为10.0 μg/100 g,4种生育酚的定量限均为5.0 μg/100 g。随机抽取市面上出售的20种婴幼儿配方奶粉及4种低脂乳粉,对其胆固醇和4种生育酚含量进行了分析测试,结果显示,婴幼儿配方乳粉中胆固醇、4种生育酚的含量高于低脂乳粉,其中婴幼儿乳粉的4种生育酚中α -生育酚和β -生育酚含量较高。该方法简便、快速、灵敏、准确,可满足乳粉中胆固醇和4种生育酚生育酚的检测要求,为乳粉品质的快速检测奠定了理论基础。     

量子点抗体偶联技术研究进展

量子点是一种半导体纳米晶体,其具有激发光谱宽、发射光谱窄,光稳定性好,良好的生物相容性等各种优越的性能,目前广泛应用于生物标记、生物传感和生物成像的研究中。量子点生物学应用中最为关键的一步,是如何将抗体等生物大分子有效的偶联于量子点表面并保持其生物活性。近年来,尽管对量子点的制备方法和生物学应用进行了较为深入的研究,但量子点和生物分子之间偶联技术的综述还少见报道。本文从非共价偶联技术和共价偶联技术两个方面对各种量子点抗体偶联技术的特性进行分析,也对未来量子点生物学应用中将会遇到的挑战和发展趋势进行展望。     

Density Functional Theory Study of the Adsorption of C2H2 on the Cu/Pt(111) Bimetallic Surfaces

We applied periodic density-functional theory to investigate the adsorption of C2H2 on the Cu/Pt bimetallic and monometallic surfaces, including Cu-Pt-Pt and Pt-Cu-Pt representing the monolayer Cu on the Pt surface and subsurface Cu in the Pt surface, respectively. For the Pt(111) and Pt-Cu-Pt surfaces, C2H2 is preferentially a 3-fold "parallel-bridge" configuration, and a "μ-bridge" structure exists above the Cu(111) and Cu-Pt-Pt surfaces. The adsorption energy of C2H2 on these surfaces decreases in the order Pt(111) > Cu-Pt-Pt > Pt-Cu-Pt > Cu(111). The analysis of density of states, charge, and vibrational frequencies showed obviously weakening of the adsorbed C-C bond and high sp2 character on the carbon atom. Furthermore, when the top-layer compositions are equal, the nearer the EF d-band center is, the larger the C2H2 adsorption energy will be.     

沙特减压渣油临氮热反应过程中沥青质聚集体尺寸变化研究

将沙特轻质原油的减压渣油在395℃临氮条件下进行热反应,利用在线取样装置得到不同热反应时间的样品,借助小角X射线散射(SAXS)技术,测定了各液相残渣油中沥青质聚集体尺寸。结果表明,热反应生焦诱导期的初期沥青质聚集体的尺寸逐渐减小,为29~21 nm;在生焦诱导期后期,其尺寸急剧增大,在热反应进行到150 min时达到43 nm;达到生焦诱导期后,沥青质聚集体尺寸变化较小,在46~42 nm变化。在渣油热反应过程中沥青质聚集体的尺寸受沥青质热裂解、沥青质解缔和缔合等过程的共同影响,与沥青质含量无明显关系。     

Non-invasive Measurement of Simulated Burn Depth Using Intensity Fluctuations of Diffusion Light

The determination of burn depth is an important problem for surgeons to remedy severe skin burns. The burn can be simplified as a two-layer media model: a static layer and a dynamic layer. In this paper, the relative fluctuation of backscattering light intensity was used to determine the simulated burn depth. The experimental results show that the relative fluctuation of light intensity increases with the simulated burn depth and the depth less than 0.1 mm can be resolved. This new method may be useful for burn diagnosis.     

超音速汽液两相流激波的理论研究

建立了超音速汽液两相流激波过程的数学模型,得到了激波前后的流动关系,并对激波后的流动规律进行了初步分析,建立了两相扩压段的优化模型。研究结果表明,在激波后,流体压力上升,速度下降,与单相气体的正激波特性相似;其对应的音速与汽液两相流体的空泡率、压力及液相密度等因素有关。