微生物和含铁矿物之间的电子交换

含铁矿物常见于土壤中和地表下.在那里,它们以多种形式支撑微生物的生长和代谢,如作为微生物厌氧呼吸的电子受体、微生物自养生长的电子供体和能量来源、微生物细胞之间的电子导体和电子储存介质.微生物细胞膜套的物理化学性质决定其既不具有矿物渗透性,也不具备导电性.因此,微生物需要进化出特定的机制同胞外矿物交换电子（即胞外电子传导）.微生物胞外电子传导与常见的,用于有氧呼吸的微生物细胞电子传递链有着诸多本质区别.本文中,我们概述了微生物与胞外含铁矿物之间电子传导的分子机理,以及相关的微生物在生物修复污染物、生产新型纳米材料、生物采矿和生物能源中的应用.     

基于拓扑优化的自发热体冷却用植入式导热路径设计方法

对于具有较低导热系数和较高生热率的热源材料(自发热体),通过优化植入内部的高导热材料的布局以降低内部温度,是实现自发热体冷却的重要措施.如何设计自发热体内部高导热材料的布局,是实现热源内部热量高效收集和温度控制的关键问题.本文研究建立植入式导热路径的拓扑优化设计方法,考虑高导热材料的植入对于热源分布的影响,以实现自发热体冷却的内置导热路径最优设计.基于固体各向同性材料惩罚模型(solid isotropic material with penalization,SIMP)拓扑描述方法,以高导热材料的相对密度为导热路径描述参数,分别选择合适的热传导系数和生热率的插值模型以建立热传导系数和生热率与相对密度的关系,并以结构散热弱度最小为目标,建立了植入式导热路径设计的拓扑优化数学模型和求解方法.该优化模型能够反映高导热材料的布局对热源布局的影响.通过具体算例,给出了贴片式散热路径与植入式散热路径的拓扑优化结果.设计结构表明,两种优化模型获得的最优散热构型存在较大不同,并且考虑植入高导热材料对热源布局影响的设计结果散热性能优于贴片式散热路径的设计结果.数值算例验证了本文所提出方法的正确性和有效性.      

骨的微量元素代谢

雌激素可通过影响骨骼细胞的新陈代谢而促进微量元素在骨骼中的储存,微量元素代谢与骨质疏松的形成发展有密切关系。近年来不少学者对一些必需微量元素如硼(5B)、氟(9F)、钒(23V)、锰(25Mn)、铁(26Fe)、钴(27Co)、铜(29Cu)、锌(30Zn)、硒(34Se)、锶(38Sr)等和一些非必需微量元素如铝(13Al)、镓(31Ga)、锗(32Ge)、镉(48Cd)、铅(82Pb)等与骨质疏松关系的研究取得了令人瞩目的成果。     

显微红外光谱法研究豚鼠膝关节软骨下骨的增龄性改变

应用显微FTIR技术原位分析雌性Hartley豚鼠随月龄增加胫骨关节软骨下骨的化学变化。红外光谱测定三种月龄(1月、2月和3月)豚鼠软骨下3个不同吸收颜色的骨小梁区(a,b,c)和中央骨髓区(d)。结果显示：(1)随月龄增加,骨小梁总面积增加,与正常骨小梁谱图相似的a区减少,d区波形有逐渐向a区发展的趋势。(2)2月龄和3月龄的b和c区AmideⅢ红移以c区红移显著并且变成肩峰,代表核酸和多糖的吸收峰峰强是a区的7倍。(3)三种月龄的c区均出现了β型糖苷键吸收峰。(4)I_AmideⅠ/I_AmideⅡ在2月b区最大,3月各区最小,I_AmideⅢ/I_AmideⅡ 在 2月、3月由a到c依次降低,I_νsPO-₂/I_AmideⅡ在2月、3月的b和c区较相应a区高7倍以上。结果符合骨关节炎不同阶段软骨下骨的组织结构及化学组成的变化规律。初步研究表明,显微光谱成像技术结合FTIR可原位分析不同区域的软骨下骨小梁和骨髓的分子组成,为骨关节炎软骨下骨组织病理学的分子水平研究提供了可靠信息。     

天然聚多糖结构化食品级乳液的制备与表征

以食用玉米油为油相,采用SPG膜(shirasu porous glass)高压均质器制备了稳定的乳球蛋白乳液,并利用界面静电沉积作用制备了乳球蛋白-海藻酸-壳聚糖结构化乳液体系.利用静态光散射和光学显微镜表征了结构化乳液的粒径、电位和微观结构.实验结果显示,SPG膜能制备出均一的乳液颗粒(7.8±0.1)μm;天然聚多糖经过界面静电沉积在乳液颗粒界面形成的复合多层结构改善了蛋白质乳液的稳定性;通过改变天然聚多糖的浓度,可以得到稳定的结构化食品级乳液.     

明胶溶液中沉淀法制备纯相β-磷酸三钙

本文以明胶、硝酸钙Ca(NO₃)₂和磷酸氢二铵(NH₄)₂HPO₄为前驱体,初始Ca/P为1.5,制备了纯相的β-磷酸三钙.红外谱图和X射线晶体衍射结果表明,溶液中直接沉淀得到的产物为缺钙磷灰石,该产物在明胶浓度≥0.22 %(质量分数)时热转化为纯相的β-磷酸三钙.通过晶体尺寸计算和比表面积测定,缺钙磷灰石的晶体大小随着明胶用量的增加而变小.透射电镜结果显示溶液中直接沉淀的缺钙磷灰石呈针状形貌,经过高温煅烧后,针状的缺钙磷灰石将相互融合形成葡萄状的β-磷酸三钙.差热/热重结果表明,明胶与生成的缺钙磷灰石形成了化学键合,这将有助于吸附较多的水分子,随后水分子与缺钙磷灰石发生化学反应生成羟基磷灰石,羟基磷灰石继续与沉淀中的偏磷酸钙反应生成β-磷酸三钙.本文还研究了明胶对纯相β-磷酸三钙的生成机理.     

Computational study of combined effects of conduction-radiation and hydromagnetics on natural convection flow past magnetized permeable plate

The computational study of the combined effects of radiation and hydromagnetics on the natural convection flow of a viscous,incompressible,and electrically conducting fluid past a magnetized permeable vertical plate is presented.The governing non-similar equations are numerically solved by using a finite difference method for all values of the suction parameter ξ and the asymptotic solution for small and large values of ξ.The effects of varying the Prandtl number P r,the magnetic Prandtl number P r m,the magnetic force parameter S,the radiation parameter R d,and the surface temperature θ w on the coefficients of the skin friction,the rate of heat transfer,and the current density are shown graphically and in tables.An attempt is made to examine the effects of the above mentioned physical parameters on the velocity profile,the temperature distribution,and the transverse component of the magnetic field.     

骨螺紫及其铜配合物与人血清白蛋白相互作用的光谱学研究

采用荧光光谱法、紫外光谱法和傅里叶红外光谱法(FTIR)研究了模拟生理条件下人血清白蛋白(HSA)与骨螺紫(Mx)及其铜配合物(Mx-Cu²⁺)的相互作用. 根据荧光猝灭数据, 二元体系与三元体系中的作用机制均为静态猝灭, 在Cu²⁺存在下, HSA与Mx之间的结合常数与结合位点数明显加大, 结合两个体系的紫外吸收光谱可知, 在三元体系中, Cu²⁺与Mx形成配合物后再与HSA发生作用; 根据Förster能量转移理论, 求得Mx及Mx-Cu²⁺与HSA上氨基酸残基间的距离分别为r=2.82 nm和r=2.53 nm, 三元体系能量转移效率E′大于二元体系E, 说明Cu²⁺在结合作用中可能起到了能量转移介质的作用; 对Δλ=60 nm时的同步荧光光谱的分析表明, 在Mx及Mx-Cu²⁺作用下, HSA色氨酸残基的微区构象发生了变化, 色氨酸残基所处环境的极性增加; 运用FTIR技术定量测定了HSA与Mx及Mx-Cu²⁺作用后二级结构的变化, 发现2个体系中HSA二级结构变化情况基本一致, α-螺旋结构明显减少约8%, β-折叠也减少约1%, 而β-转角和无规卷曲分别增加了约6%和4%. 说明对HSA二级结构造成影响的主要因素是Mx, 它与HSA的结合使蛋白质分子中的肽链部分展开, 二级结构从α-螺旋和β-折叠向β-转角和无规卷曲结构转变, 分子结构的松散程度增加.     

固态阴极射线发光亮度的提高

为提高固态阴极射线发光亮度,以碰撞激发为核心,采取了两个方面的措施：第一是增大初电子的密度及过热电子的能量;第二是采用固态阴极射线发光和有机电致发光的混合或级联激发．固态阴极射线发光中的初电子来源包括从电极隧穿的电子和从界面态及材料陷阱中获释的电子．这些电子在电场的作用下在固体薄膜中加速获得能量,成为过热电子．它们碰撞激发有机材料发光后,本身并没有湮灭,而和传导电子及倍增电子一道与注入的空穴复合,产生发光．     

采用骨导语音自适应的语句分割方法*

为了解决含噪语句分割问题,也为了解决某些低信噪比环境下传统气导语句分割算法分割效果差、分割准确度低且算法自适应性弱等问题,提出一种基于骨导语音自适应的分段双门限语音分割方法。将骨导语音和气导语音同步采集,获取抗噪性能更好的骨导语音,然后在融合过零率与短时能量中引入随机动态阈值的自适应方法进行端点检测,最后利用分段双门限和语音聚类等手段实现语音分割,提高语音分割算法的鲁棒性。通过实验验证了所提算法的有效性和可行性,同时与其他语音分割算法进行了对比,证明该文所提分割算法精度更高,效果更好。