用于检测潜水减压气泡的超声多普勒仪

本文叙述了超声多普勒检测潜水减压气泡的意义,讨论了超声检测气泡的原理,介绍了作者及其同事们研制的检测仪.     

一类二维单个守恒律方程的Riemann问题

本文研究一类二维单个守恒律方程的Riemann问题.用广义特征分析方法研究了这类方程,给出了基本波的分类,解决了初值为两片常数的二维Riemann问题,给出了Riemann解.     

Coupling Effect of Ion Channel Clusters on Calcium Signalling

Based on a modified intracellular Ca^2＋ model involving diffusive coupling of two calcium ion channel dusters, the effects of coupling on calcium signalling are numerically investigated. The simulation results indicate that the diffusive coupling of dusters together with internal noise determine the calcium dynamics of single duster, and for either homogeneous or heterogeneous coupled dusters, the synchronization of dusters, which is important to calcium signalling, is enhanced by the coupling effect.     

一类正则化参数自由的线性约束凸优化问题的预测-校正算法

我们对文章的结构做这样的安排:第二节给出本文需要的预备知识;第三节简述单个目标函数问题(1.1)的己有算法和求解可能遇到的困难,第四节给出解决问题的预测-校正方法;第五节和第六节对问题(1.2)分别陈述己有方法的固有困难和我们提出的解决方案.最后,在第七节中,我们为提出的方法给出统一的算法框架,证明这类算法的收敛性和遍历意义下的收敛速率,同时给出我们的一些结论.     

Content

This work is supported by the National Basic Research Program of China, the National Natural Science Foundation of China, and Chinese Academy of Sciences.     

二极管器件SPICE电路模型对锥形离子通道I-V特性曲线的模拟

离子整流性是纳米离子通道的一个重要特征,具有整流性的离子通道体系也被称为纳米流体二极管.本文比较了离子通道的泊松-能斯特-普朗克(PNP)方程组模型和固体半导体的扩散-漂移模型,提出可以使用二极管器件的仿真电路模拟器(SPICE)电路模型对离子通道体系的电流-电压(I-V)曲线进行模拟.以锥形离子通道的PNP数值模型的计算结果为基础,通过对这一体系进行讨论,给出一个锥形离子通道的SPICE电路模型,它可以较好地模拟I-V特性曲线.离子通道SPICE电路模型的建立可用于研究纳米流体二极管作为一个器件在电路中的应用.     

单细胞拉曼光谱分析地中海贫血红细胞的氧合态和去氧态

应用光镊拉曼光谱系统俘获单个红细胞并收集其拉曼光谱,选择I1638/I1547比值为区分红细胞氧合及去氧态指标,比较分析地中海贫血HbH-CS和健康个体单个红细胞的氧循环过程的氧合和去氧能力及去氧态群体红细胞.结果发现,在氧循环的去氧态中,地中海贫血HbH-CS的I1638/I1547显著高于正常对照;氧合态的I1638/I1547也略高于正常对照.群体统计中,若以小于正常对照I1638/I1547的平均值为去氧态基准,则正常对照46%的红细胞达到去氧态.而地中海贫血HbH-CS仅有15%,表明地中海贫血HbH-CS红细胞的氧合能力较强,但去氧能力显著低于正常对照,而且地中海贫血HbH-CS红细胞个体差异较大.该研究在单细胞水平上,揭示了地中海贫血HbH-CS红细胞氧合,去氧能力以及细胞个体差异性,以评价其携氧功能,为诊断治疗提供一定的理论依据.     

基于仿生膜的功能化单纳米通道在分析化学中的应用

灵感来源于蛋白质离子通道的仿生功能化单纳米通道,已逐渐成为一种成熟的单分子检测技术和离子整流器。功能化纳米通道包括两种:基因改造的蛋白质纳米通道和固体加工的纳米通道。常用的固体纳米通道有三种:在纳米氮化硅或石墨烯上用聚焦离子束(FIB)或电子束(FEB)轰击得到的纳米通道,化学腐蚀聚合物薄膜中的重金属离子轨迹得到的锥形纳米通道和拉制毛细管或激光刻蚀得到的玻璃纳米孔。相对于蛋白质纳米通道,固态的人工纳米通道具有更优越的机械稳定性,并可用于各种功能基团的修饰。经过近十年的发展,包括蛋白质纳米通道在内的各种仿生的纳米通道已广泛用于对小分子、蛋白质和聚合物等其他一些对象的定性和定量检测。本综述详细介绍了近年来国内外该领域的发展,并对未来的发展方向作了简要的展望。     

pH和钙离子协同控制的纳米流体门控器件

生命体内的钙离子通道在各种生物功能调节过程及生命活动中起着至关重要的作用. 模仿生物体中钙离子通道的各种功能性, 构建人工智能通道, 并研究通道中的钙离子输运性能成为一项非常重要的研究课题. 通过重粒子轰击技术及径迹刻蚀方法在高分子聚合物薄膜上设计并制备了一种非对称的锥形多孔纳米通道. 并且通过在锥形纳米通道内壁修饰功能分子O-磷酸基L-络氨酸(OPLT)使纳米通道具有pH与钙离子协同响应的功能. 此体系模仿了生物体中钙离子响应的离子通道的离子输运行为, 及类似二极管的离子整流特性, 并表现出了稳定的离子门控特性及可逆性. 当pH为5时, 通道内壁修饰的OPLT中的氨基使通道内壁显正电性, 通道表现为选择阴离子, 而排斥阳离子的离子选择输运性能, 加入钙离子后离子电流并无明显变化, 此时纳米通道不具有钙离子响应性质; 当pH为9时, OPLT中的磷酸根基团使通道内壁呈现负电性, 通道表现出选择阳离子, 而排斥阴离子的离子选择输运性能, 此时向纳米系统中加入钙离子, 钙离子与磷酸根离子络合, 离子电流改变. 即OPLT修饰的纳米通道具有pH与钙离子协同响应的性能.     

Au纳米颗粒作用下的仿生纳米通道

在自然界的生物体系中,各种各样的离子通道对物质交换、能量输运等生理过程起着重要作用.用人工制备的仿生纳米器件模仿生物孔道的离子输运性质是一项非常具有挑战性的课题.通过在对称柱形聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）聚合物孔道中引入非对称结构,获得了一种具有高整流比的人工纳米孔道体系.通过带正电荷的2-十一烷基-1-二硫脲乙基咪唑啉季铵盐（SUDEI）在柱形纳米孔道的单面吸附,使体系具有了非对称的电荷分布和几何结构,从而具有非线性的离子输运性质,表现出较好的门控性能.Au纳米颗粒可以与SUDEI以Au-S键稳定结合,有效地减小柱孔一端的孔径,进一步提高体系的门控比,且该纳米通道体系非对称响应离子输运有很好的稳定性.