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[硕士论文] 王磊
生物物理学 中南林业科技大学 2017(学位年度)
摘要:纳米尺度下气体在固液界面上的聚集行为被证明对固液界面性质有着重要的影响,并且在流体动力学、表面化学、胶体化学、环境和生命科学等众多领域具有广阔的潜在应用价值,引起了科学工作者极大的关注和重视。关于如何解释界面纳米气泡的稳定存在机理以及相比于宏观尺度下较大的接触角是目前纳米气泡研究的争议中心和亟需解决的核心问题。界面纳米气泡的研究离不开基底。从理论上讲,上述两个关键问题都直接涉及产生纳米气泡的基底,因此基底的性质是影响纳米气泡界面性质不可忽略的关键因素之一。一方面,气泡在不同基底上的形成,稳定性以及界面形貌都可能不同;另一方面,受基底性质的影响,不同的基底得到的纳米气泡的接触角也可能不一样。但目前各个实验组研究的基底都相对单一,生成纳米气泡的大小和数量的可控性和重复性差,所以,迫切需要找到一种通过控制基底的界面结构和性质来控制纳米气泡的大小和数量的方法来进一步研究纳米气泡的基本物理性质,形成机理和稳定机制等关键问题。基于以上目的,本论文利用先进的微纳米加工技术—电子束光刻(EBL)直写技术制备不同尺度、和不同疏水性的纳米周期性结构基底。通过先进的纳米观测技术—原子力显微镜(AFM)技术对纳米气泡在周期性结构基底上的吸附行为和界面特性的研究发现纳米气泡主要吸附于周期性结构上的疏水区域且受限于疏水结构的尺寸进而引起接触角的变化。与此同时,相应的分子动力学模拟也进一步证实了疏水结构对纳米气泡的限制作用,使得实验与模拟能够相互印证,相互支持。这将为实现通过基底的性质来人为调控纳米气泡的生成和界面吸附的目的,为探索纳米气泡在微流体器件方面的应用提供实验基础。
  生理惰性气体进入人体后与一些生物分子或者离子通道结合进而对许多生命过程发挥着重要的作用,如生物麻醉,神经、组织保护等,然而人们对其内在的作用机理却是知之甚少。分子动力学研究发现聚集态的氮气分子可以特异性地与蛋白的活性位点结合,而游离的氮气分子却不具有这一特异性结合效应。随着纳米气泡的发现,这似乎为我们提出了一个新的思路。惰性气体分子能够在蛋白分子的疏水基团发生特异性结合形成气泡从而使得这些基团的生物功能被屏蔽失效,当气体被清除掉后,相应的生物功能可能会恢复。基于这一设想,我们通过上海光源BL15U同步辐射硬X射线荧光吸收谱和荧光成像技术对Xe和Kr在胃蛋白酶上的吸附情况进行了研究,结果表明Xe和Kr在含胃蛋白酶的溶液中的含量都比不含胃蛋白酶的水溶液高。纳米粒子追踪实验结果表明含Xe的胃蛋白酶溶液中的粒子浓度比不含Xe的胃蛋白酶溶液高,这可能是由于Xe分子与胃蛋白酶结合形成较大粒子进而被捕获。分子动力学结果表明,不同的气体分子可以在胃蛋白酶分子上特异性地聚集为气泡。相关的蛋白活性实验也表明加入N2,Xe,Kr的胃蛋白酶溶液,其蛋白活性降低,经脱气处理后,蛋白活性恢复。这就为我们深入理解气体分子的生物效应提供了新的思路。
[硕士论文] 李俊霖
生物医学工程 北京协和医学院;中国医学科学院;清华大学医学部;北京协和医学院中国医学科学院 2017(学位年度)
摘要:磁声成像(Magnetoacoustic tomography,MAT)是一项结合了电磁成像高对比度与超声成像高空间分辨率的新型组织电特性功能成像技术。MAT通过检测组织基于洛伦兹力产生的磁声信号重建电导率分布。分析磁声信号的特性具有重要意义。本文基于优化的MAT系统,针对不同材料不同实验条件下的磁声信号进行了时频特征分析,主要从激励源特性、静磁场条件、声换能器特性、样本特性等方面对磁声信号进行了研究。首先,针对MAT的实验系统平台进行了优化和测试,提高了系统的信噪比,确保了实验的准确性、可靠性和稳定性。其次,通过对不同样本磁声信号的特征分析和研究,发现生物组织和类生物组织在静磁场为零的条件下,仍有与磁声理论不符的声信号产生,说明该类组织信号中包含大量非磁声信号。再次,设计实验对该非磁声信号特性进行了系统的分析,实验得出产生该信号的非洛伦兹力声源为矢量源、且与激励强度二次正相关,与组织电导率和硬度参数线性正相关,结合实验条件及理论模型,推断该非磁声信号为热声信号。基于MAT与TAT(Thermoacoustic tomography,TAT)理论,分别对不同材料的磁声信号及热声信号进行了仿真研究及对比分析,仿真结果进一步验证了实验结论。
  本文通过分析不同材料不同实验条件下声信号的特性,发现了不同类材料样本磁声信号的特点,探究了在生物组织与类生物组织中占优的非洛伦兹力声源特性,为进一步提高MAT重建质量,优化MAT理论及实验方法提供了新思路。
[硕士论文] 周丹
生物物理学 北京协和医学院;中国医学科学院;清华大学医学部;北京协和医学院中国医学科学院 2017(学位年度)
摘要:氨基酸、核苷及脂类等代谢物是构成生物体的重要成分,其共同参与了细胞的代谢调节、信号传导和免疫预防等多种生物学过程,能够有效反映细胞的功能状态。原位分析组织中多种代谢物水平的变化对研究生物体生理和病理状态具有重要指导意义,但是由于脂质等代谢物种类多样、结构复杂并且易受到周围复杂生物基质干扰,该项研究仍面临着巨大的技术挑战。近年来,质谱成像作为一种原位且无需标记的分析技术正飞速发展,该技术可同时分析组织表面多种化合物的空间分布,且无需复杂的样本制备过程。基质辅助激光解吸电离(matrix-assisted laser desorption/ionization,MALDI)作为一种真空条件下高灵敏度的离子化方法,目前在质谱成像中应用最为广泛。该技术检测时需使用基质辅助激光解吸附并离子化组织表面化合物,但采用传统基质时会产生大量基质离子和/或加合离子峰,影响m/z100~1000范围内代谢物的检测。因此,为减少基质抑制效应并提高对生物组织中代谢物检测的灵敏度,我们建立了如下方法:
  1.以氧化石墨烯为基质的生物组织代谢物质谱成像研究
  氧化石墨烯(graphene oxide,GO)是一种只有单原予层厚度的二维纳米材料,具有优良的物理、化学、光学和机械性能。本研究采用GO作为基质,在负离子模式下对小鼠脑组织切片表面的代谢物进行MALDI质谱成像分析。该方法实现了对组织中212个化合物的有效检测和成像分析,包括190个脂质分子和22个小分子代谢物,其中对69个脂质分子在组织原位进行了二级质谱结构鉴定。相比于传统有机化合物基质9-氨基吖啶(9-aminoacridine,9AA)和N-(1-萘基)乙二胺二盐酸盐(N-(1-naphthyl)ethylenediamine dihydrochloride,NEDC),GO基质对多种代谢物的检测灵敏度更高,且无基质峰干扰,小鼠脑组织中检测到代谢物的数量更多而且成像效果更好。此外,该方法被用于乳腺癌移植瘤样本的质谱成像分析,结果发现多种脂类和核苷等小分子代谢物的水平在肿瘤组织内部呈现差异性变化,揭示了肿瘤异质性。
  2.常压敞开式质谱成像研究胃癌组织中代谢物的分布
  常压敞开式离子化技术近年来不断发展,相比于传统的MALDI技术,该方法样本前处理简单、无需喷涂基质、并且可在大气压条件下实现对组织的快速原位分析。本课题组前期建立了一种基于液体萃取电超声离子化(liquid extraction electrosonic spray ionization,LEESSI)技术的新型常压离子源,该技术结合高分辨的傅里叶变换离子回旋共振质谱(Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer,FTICR MS)可实现对生物组织的高质量分辨率和高空间分辨率的快速质谱成像分析。本研究中,我们采用LEESSI质谱成像技术结合多元统计分析胃癌组织中代谢物的分布及变化情况。
  结果发现多种代谢物分子水平在胃癌组织和癌旁正常组织出现差异性变化,其中脂肪酸(FA(18∶1)、FA(18∶2)、FA(20∶4))、磷脂酰甘油(PG(16∶0/18∶1)、PG(16∶0/20∶3)、PG(16∶0/20∶4))、脂肪酸酯(PAHSA、OAHSA、POHSA)及磷脂酰肌醇(PI(16∶0/18∶1)、PI(18∶1/18∶1))在癌组织中显著上调,而肌苷和磷脂酰乙醇胺PE(20∶1/22∶6)则在癌旁正常组织中上调。该结果说明组织中脂类及肌苷等小分子代谢物的水平与肿瘤的发生发展密切相关,并且该常压离子源是研究肿瘤组织中代谢物变化的有力手段。
[硕士论文] 于新磊
生物医学工程 大连理工大学 2016(学位年度)
摘要:目的:血流剪切应力对肿瘤细胞的定向作用可能是引起肿瘤细胞转移的重要原因之一。剪切应力作用于细胞膜上表面,首先引起细胞膜表面张力的改变,这种物理改变可能是肿瘤细胞定向迁移的基础,但目前尚未有针对剪切应力作用下肿瘤细胞膜表面张力的分布模式的研究。本文将采用荧光共振能量转移(Fluorescence Resonance EnergyTransfer,FRET)技术对剪切应力引起的细胞膜表面张力变化模式及其相关机制进行探究。
  方法:本文首先采用常规亚克隆技术,利用具备分子弹簧功能的蜘蛛丝蛋白序列(GPGGA)8及一对可以发生FRET的荧光蛋白ECFP/YPet设计制备可以可视化检测细胞膜表面张力变化的FRET探针,并通过人为改变细胞膜表面张力对该探针进行了验证。其次采用平行平板流动腔对HeLa细胞施加不同大小的定常层流剪切应力,并且利用多种试剂作用于细胞膜和细胞骨架,在FRET荧光显微镜下动态记录单个细胞的表面荧光FRET变化。然后通过MetaFluor软件处理荧光照片,得到细胞FRET ratio图像的整体趋势,而后采用MATLAB软件编程,把细胞图像沿着力的方向分成50等份,得到细胞膜上表面张力的局部变化数据,并采用Hill方程拟合沿流体方向的FRET数据,探究剪切应力作用下细胞膜表面张力的局部分布变化规律。
  结果:探针的FRET ratio变化可以反映细胞膜表面张力的动态变化;在层流剪切应力的作用下,细胞膜表面张力沿流体方向呈现中游高、上下游低的分布模式,细胞膜表面张力整体水平增高,其幅度与剪切应力大小呈现正相关,且最高点所在位置随力的增大向细胞上游偏移,上游增高幅度大于下游;加载剪切应力之前人为改变细胞膜流动性,苯甲醇处理会使得细胞膜表面张力升高更显著,而胆固醇作用后细胞膜表面张力整体下降明显,但仍然呈现与对照组类似的上下游非均匀性分布变化。采用Nocodazole、Cytochalasin-D及ML7分别破坏细胞骨架微管、微丝或抑制微丝收缩,细胞膜表面张力在剪切应力作用下仍呈现中间高而上下游偏低的模式;破坏微管使剪切应力作用下细胞膜表面张力的整体增高受到明显抑制,并且局部分布发生了明显变化,最高值幅度有所下降而且向上游侧偏移,而且上下游的变化幅度趋于一致;微丝解聚后对整体表面张力的增高没有显著影响,但却导致上下游表面张力增高幅度的反转;而抑制微丝收缩也在一定程度上抑制了剪切应力作用下细胞膜表面张力的增高,而且对上下游非均匀性分布变化也有显著影响。
  结论:本文成功构建了可用于可视化检测细胞膜表面张力变化的FRET生物探针,为细胞膜生物物理相关研究提供了一种有力的工具。剪切应力作用下,肿瘤HeLa细胞膜表面张力变化出现了上下游非均匀的分布,可能是流体作用下肿瘤细胞定向迁移的基础。细胞膜流动性的改变对细胞膜表面张力大小存在显著影响,但并不能显著改变剪切应力作用下细胞膜表面张力非均匀分布的规律。细胞骨架的完整性对剪切应力作用下细胞膜表面张力的非均匀分布起着决定性作用,其中微管系统起着主导作用,而微丝系统相对影响较弱。
[硕士论文] 王卓霄
药物化学 大连理工大学 2016(学位年度)
摘要:生物膜干涉(Biolayer interferometry,BLI)技术是一种基于光干涉现象的无标记生物传感技术。入射光在传感器表面生物膜两端的反射光形成的干涉光谱随着生物膜有效厚度的变化发生漂移,通过监测干涉光谱的变化,可以反映出传感器表面生物分子吸附量的变化。由于其灵敏度高,样品需求量少和快速定量的特性,近年来BLI技术在生物大分子相互作用方面取得了越来越多的应用。
  本文利用BLI技术,在疾病诊断和抗体纯化工艺方面开展了以下研究:
  (1)以二乙烯基砜(DVS)作为偶联剂,将天然氨基酸键合在传感器探头表面,制备了一类新型抗垢涂层;在含有抗垢涂层的传感器表面固定森林脑炎重组抗原,对森林脑炎患者血清进行检测。通过蛋白吸附实验对抗垢涂层的氨基酸进行了筛选,并结合接触角的变化对键合条件进行了优化。结果表明,使用赖氨酸(50 mM)在pH9.5的条件下制备的抗垢涂层具有最优的抗蛋白非特异性吸附能力。对森林脑炎患者血清的检测结果与临床ELISA检测结果相吻合,表明文中建立的传感器表面抗垢涂层制备方法可以应用于血清等生化复杂样品的快速定量检测。
  (2)以DVS为偶联剂,将疏水性电荷诱导层析(Hydrophobic Charge-InductionChromatography,HCIC)配基固定于BLI传感器探头表面,初步探索了一种对层析配基快速评价和抗体纯化工艺优化的方法。以HCIC配基4一巯乙基吡啶(MEP)为例,采用BLI传感器对多物种抗体蛋白和白蛋白进行吸附实验,并结合蛋白A结果,验证了采用BLI传感器评价抗体层析配基的可行性。并将该方法应用于其他配基,对其性能进行了评价。证明采用BLI传感器能够实时监测蛋白在配基表面的吸附/解离过程,该方法可以评价配基性能和抗体纯化工艺,在抗体层析工艺方面有着潜在的应用和推广价值。
  此外,本论文还开展了人工金属酶催化不对称氢转移反应的初步探索。文中构建了基于链霉亲和素一生物素体系的人工金属酶:以对甲基苯磺酰氯、生物素为原料,合成了生物素化金属钌配合物;在不含链霉亲和素的情况下,以苯乙酮不对称氢转移反应为例,对反应时间、底物/催化剂比、pH、甲酸浓度等因素进行了优化;采用链霉亲和素一生物素体系考察上述催化反应,初步研究了催化反应的产率和立体选择性。结果表明构筑的人工金属酶催化剂具有较好的手性选择性(ee42.5%),验证了该人工金属酶体系的有效性。
[硕士论文] 呼思乐
生物物理学 内蒙古大学 2016(学位年度)
摘要:分子马达是一种将ATP水解产生的化学能量转换为机械能的“纳米机器”,参与细胞内的物质运输等多项功能。分子马达的持续和定向运动是实现这些功能的基本条件,虽然人们已经对分子马达做了深入的研究,但分子马达进行持续和定向运动的机制尚不明确。
  研究分子马达运动特性的理论模型主要有两类,一是机械化学循环模型,另一类是随机动力学模型,早期的研究主要采用二态随机模型,过去的十几年中,主要采用多态的机械化学循环模型,近年来,将上述两种模型结合起来,建立多态的随机动力学模型成为新的趋势
  在对驱动蛋白的随机模型进行讨论的时候,我们发现通过随机模型所建立的动力学主方程可以通过一系列计算得出机械化学循环所没有关注到的一个机械化学循环所花费的时间,并且由于肌球蛋白Ⅴ的步长是以一个定值略微发散分布的,利用这个循环所计算出的驻留时间也可以在一定程度上反映出肌球蛋白Ⅴ运动的特性。
  动力蛋白,肌球蛋白Ⅴ和驱动蛋白是三种典型的做持续性运动的分子马达,本文总结了上述三类马达分子持续性运动的动力学模型,建立了肌球蛋白Ⅴ在随机运动模型下的四态模型,着重利用概率密度的主方程结合傅里叶变化进行分析和定量计算,将ATP浓度所对应的化学反应速率作为模型的自变量时,肌球蛋白Ⅴ的驻留时间,其结果显示为当化学反应速率逐渐增大的情形下,处于较少驻留时间的概率密度在增加,而驻留时间的逆就是肌球蛋白Ⅴ的运动速度,所以可以得出结论当化学反应速率在一定范围内增加时,肌球蛋白Ⅴ的运动速率随化学反应速率的增加而增加的结论。
  本文包含四章内容,第一章是动力蛋白的持续性运动的机械化学模型,第二章是肌球蛋白Ⅴ持续性运动的机械化学模型,第三章是驱动蛋白的随机运动模型,第四章是本文的重点,依据随机运动模型,建立驻留时间的概率密度分布,并将得到的结果与实验数据相比较。
[硕士论文] 吴超
生物物理学 大连海事大学 2016(学位年度)
摘要:微流控芯片(Microfluidic chip)是一种微型化、集成化的技术平台。它能把整个生物或化学过程整合到一个只有几平方厘米的芯片上,并且易于自动化操控。应用微流控技术进行实时现场生物标志物监测是作为健康评估的一个有前景的技术。γ-H2AX荧光标记技术能够检测T淋巴细胞的辐射损伤,可以为实施现场评估辐射损伤提供重要的监测靶目标。本研究为实现在芯片上自动化操控T淋巴细胞进行γ-H2AX免疫荧光标记的过程,研究了免疫磁珠结合淋巴细胞在芯片上的驱动作用、γ-H2AX免疫荧光标记芯片的设计和优化、利用人CD4细胞进行UVC紫外线辐射产生DNA的γ-H2AX荧光标记及其在芯片上实现特异性标记反应。
  研究表明,利用永久磁铁带动2.8μm磁珠既满足磁铁带动CD4淋巴细胞在芯片上的拖动,又不影响辐照产生的γ-H2AX相对荧光强度与辐照剂量的线性关系。本研究优化了在芯片上实现CD4淋巴细胞γ-H2AX免疫的反应池和间隔池的数量分别为6个和5个,确立了各个反应池的反应试剂量,确立了细胞与磁珠结合比为1/10,细胞上样量为2×105。在芯片上通过永久磁铁拖动结合了磁珠的淋巴细胞实现了对CD4淋巴细胞γ-H2AX免疫特异性荧光标记。通过对不同剂量(0、16、32、64J/m2)的UVC紫外辐照后的淋巴细胞的γ-H2AX相对荧光强度分析,获得的相关系数为0.9517,证实利用该技术可以监测到辐射损伤与辐照剂量的线性关系。
  本研究可以为微流控芯片自动免疫荧光染色装置以及便携式细胞生物学实验仪器的开发提供基础参数。
[硕士论文] 胡北
生物物理学 大连海事大学 2016(学位年度)
摘要:随机定位仪是模拟微重力效应的一种重要装置,而其双轴的转速设置对于能否模拟微重力的效应至关重要。应用上,目前主要是基于经验对其转速进行设置。本文分别从理论、模拟和实验等不同方面对随机定位仪模拟微重力效应的条件进行了研究,得到了用随机定位仪模拟微重力效应的一种转速设置方法。
  在理论上,通过分析受试样品在随机定位仪上的受力和运动情况,确定了为满足模拟微重力的生物学效应所需的转速范围;基于随机定位仪双转动框的结构建立了模型,求得了重力矢量在不同坐标轴上的分量与时间的关系,并用求平均值的方法确定了模拟微重力效应所需的最小运行时间。
  借助Matlab软件模拟了受试样品的运动轨迹,计算了运动轨迹的覆盖率,进而对理论转速设置范围进行优化。另外,给出了生物表现出微重力效应的最小运行时间,确定了最小重力响应变化角度与最小重力响应时间的关系。
  实验方面,本文以黄豆为受试样品,观测其在不同的转速下根在宏观方面(根的位移距离与位移角度)和微观方面(根细胞中淀粉粒分布情况)的变化,并结合分析确定了随机定位仪模拟微重力效应的最佳转速。
  希望本文提出的随机定位仪模拟微重力效应的最佳转速设置方法,以及确定受试生物表现出微重力效应的最小运行时间的方法能为使用随机定位仪模拟微重力效应的生物学工作者提供有益的启示。
[硕士论文] 李文思
生物医学工程 西安电子科技大学 2015(学位年度)
摘要:功能磁共振成像(fMRI)技术在大脑功能成像领域的广泛应用,为越来越多的学者探求人体静息态下所隐藏的生理和心理意义提供了有力技术支持。大脑静息态血氧水平依赖(BOLD)信号的变化能够反映其自发的神经活动,而且有可靠研究表明大脑神经活动在一天内的波动存在一定规律性。但目前对于静息状态下人体一天内节律性研究只是建立在一个假设基础上,研究结果不完善,因此本文基于大量正常被试静息态fMRI数据,对一天中人体节律性进行了系统的研究和证明。
  本文主要通过大脑各脑区同步性、功能节律网络内一致性及各网络间相关性对该问题进行研究。本文运用大脑功能连接和脑网络划分方法来研究静息状态下大脑中低频自发信号是否与人体日常表现出的节律性有关等问题。且有研究表明低频振荡振幅(amplitude of low frequency,ALFF)具有反映大脑自发神经活动在一段时间内变化情况的作用,因此利用ALFF作为衡量大脑自发神经信号变化规律的指标。参考之前大脑网络研究,首先在基于大尺度(脑区域)方法中,分析AAL模板下90个脑区间统计关系,观察单脑区一天变化规律。其次基于层次聚类算法对所有脑区分类,探讨划分脑网络内脑区间同步性问题及各网络一天变化情况。然后选择划分网络中呈显著相关的两脑网络,根据二者一个周期内的平均时序值绘制波动图像,判断节律性及同步性与人体节律性的关联。经过分析发现,单个脑区在一天中都会呈现一定波动性,而负责日常躯体运动的中央前回脑区、作为听觉中枢的额中回脑区、负责学习与记忆的海马脑区、产生情绪并识别调节情绪的杏仁核脑区以及主管视觉的枕上回脑区在一天内出现节律性最强的波动变化。同时相比低频振幅,基于标准化低频振幅的波动图像与日常每个脑区功能活跃时间段更相符,这也证明了单脑区中存在节律性。另外通过分裂层次聚类算法得到七个功能节律网络,即视觉网络、注意力网络、默认网络、执行控制网络、感觉运动网络、听觉网络和认知执行网络。各网络在一天中同样出现有规则的波动,并且各脑网络波动与人体日常昼夜活动规律一致,每个网络内各脑区在一天变化中也呈高度的同步性。最后通过分析网络间相关性,对显著相关的执行控制网络与感觉运动网络做波动图像对比,证明两网络具有高度同步性,且与人体一天活动周期相符。因此本研究通过大脑自发原始信号证明了人体节律性的存在并为临床中相关大脑疾病的及早诊断和监控提供了新的研究思路。
[硕士论文] 张官胜
生物医学工程 西安电子科技大学 2015(学位年度)
摘要:随着我国经济的飞速发展,人民生活水平的不断提高,饮食结构发生了巨大改变,高热量、低纤维食物成为主流。此外,人们劳动和运动量的减少,均导致了能量摄入和消耗的不平衡,进而造成我国肥胖人口迅速的上升。我国目前总人口数量成为继美国之后的全球第二大国,这些都给人民健康造成严重损伤,同时也给社会经济的发展和社会的进步带来阻碍。针对肥胖的影像学研究表明,肥胖造成大脑结构的损伤和功能的改变,主要集中在负责饮食控制和情绪调节的区域。针对肥胖的干预治疗表明,在众多的肥胖治疗方法中,以袖套式胃(LSG)减肥手术等为主的外科手术成为治疗肥胖长期有效的方式。研究表明手术减肥在减轻体重的同时,通过脑肠互动调节大脑负责饮食控制和情绪控制区域,使肥胖患者大脑功能得到改善。但是减肥手术是否能够修复或者逆转肥胖造成的大脑结构损伤,目前还没有研究报道。
  本研究中借助功能磁共振3D成像技术,选择肥胖被试和正常人,对肥胖被试跟踪随访,获得肥胖被试术前术后和正常人3D结构像。一方面,采用T1加权3D结构像研究手术前后大脑结构的变化,主要包括大脑灰质、白质密度,皮层表面积、体积、厚度;另一方面,结合图论方法,研究手术减肥对大脑拓扑结构的影响。结果表明,肥胖造成大脑负责饮食控制和认知情绪调节区域灰白质密度、皮层厚度的降低,皮层体积和表面积的增加;手术减肥增加了灰白质密度、皮层厚度,降低了皮层体积和表面积,修复了肥胖造成的损伤;肥胖造成大脑拓扑结构稳定性降低,使大脑各区域之间相互制约性降低,手术减肥后大脑拓扑稳定性增强,各大脑区域之间相互制约性加强,这就使大脑关于驱动和控制等脑区活动趋于正常。总之,长期肥胖会导致患者大脑结构异常,同时手术减肥起到一定的神经修复作用恢复,逆转了肥胖造成的损伤。这些研究结果,为揭示手术减肥的脑肠互动作用机制提供了一些影像学证据。同时为其他大脑结构损伤类疾病的治疗提供了一种技术手段。
[博士论文] 万敏
生物物理学 华中科技大学 2015(学位年度)
摘要:G-蛋白偶联受体(GPCR)的内吞和内吞后的转运对于细胞表面受体含量及信号的控制是十分重要的。在激动剂刺激条件下,大多数的GPCR通过网格蛋白依赖的内吞(CDE)途径进入细胞内部,它们被募集到网格蛋白包被小泡(CCP)中,CCP成熟后形成网格蛋白包被囊泡(CCV)并运送GPCR分子进入到早期内涵体(EEs)中,在此被分选进入降解或者回收的途径。然而,有些 GPCR可以通过非网格蛋白依赖的内吞(CIE)途径进入细胞内部。CIE内吞途径包括依赖驱动蛋白(dynamin)的小窝(caveolae)和一些不依赖dynamin的途径。与CDE途径的机制不同,调控GPCR信号的CIE途径机制仍然存在许多空白。
  毒蕈碱型乙酰胆碱受体(mAChRs)属于A家族GPCR。其中结构和功能都类似的两种亚型M2和M4,它们的内吞途径和胞内转运机制都不相同:M4经由CDE途径进入到循含内涵体中(REs)并循环上膜;而M2经由CIE途径进入到溶酶体(lysosomes)中并被降解。本文中通过比较 M2和 M4的第三个胞内环状区域(i3 loop)的序列差异,在HKE293细胞中研究M2和M4的内吞和转运机制,取得了如下结果:
  (1)发现了CIE途径内吞也可以是序列依赖的过程。mAChRs含有较短的C-尾部,但具有特别长的第三段胞内环(i3 loop)。I3 loop中含有mAChRs的G-蛋白结合位点和磷酸化位点,同时对于受体的内吞和内吞后转运是至关重要的。据报道,V373-A393序列的切除能够阻止M4的内吞,而将含有21个氨基酸的该段序列进一步缩短,发现其中8个氨基酸的序列R396-A393足以决定M4的内吞。同时,在M2受体中,切除了与V373-A393同一位置的20个氨基酸序列V361-S380,发现M2不能内吞。基于此结果,第一次发现了决定M2的CIE途径的短序列374KKKPPPS380。将374KKKPPPS380置换M4的对应序列,发现M4的内吞由 CDE转变为 CIE模式。同时鉴定了在此序列上游的序列361VARKIVKMTKQPA373能够引导 M2进入 CDE模式,但是该内吞途径被374KKKPPPS380所屏蔽。
  (2)发现的决定CIE内吞方式的序列可能参与了mAChR的溶酶体定位和降解。据报道,V373-A393对于M4的循环上膜是必须的。基于以上的发现,设计实验来验证374KKKPPPS380是否影响M2的降解。M2受体切除掉序列374KKKPPPS380导致内吞方式由CIE转变为CDE,但是并不能影响M2被转运到溶酶体的命运。在激动剂刺激下,该缺失突变体显示出与溶酶体标记分子 LAMP-1明显的共定位,而并不与循环内涵体标记分子Rab11共定位。而且,将374KKKPPPS380置换M4的对应序列,发现M4也会定位于LAMP-1标记的溶酶体中。综合上述,揭示了GPCR的内吞和降解都是可能依赖自身序列的。
  (3)发现了内吞方式的改变对mAChR的活性可能没有影响。在激动剂的刺激下,ERK1/2在表达有mAChR的细胞中会被磷酸化。在研究中,系统地考察了激动剂刺激5 min的ERK1/2磷酸化水平。构建的一系列基于M2和M4的缺失突变体引起的细胞信号是正常的,表明删除i3 loop的C末端并没有影响受体的活性。同样的检测M2和M4受体及其嵌合体的ERK1/2磷酸化随时间过程变化,我们的数据表明通过序列置换导致M2和M4受体内吞方式的改变并不影响受体的活性,推测其原因可能是M2和M4的内吞动力学特征非常类似的缘故。
[硕士论文] 刘欢
生物医学工程 大连理工大学 2015(学位年度)
摘要:光学探测单个不发光的微纳米粒子在生物医药与纳米光电子学等领域具有重要研究价值,例如重大疾病的早期诊断中可作为分子探针在细胞层面上实现分子水平的生物靶标探测。但是利用光学方法探测微纳米级的粒子具有很大挑战性如同大海捞针,因为极其微弱的信号已经淹没在强大的背景噪声中。本课题组在前期的工作中设计了正交显微偏振成像系统实现了小到5nm的单个金纳米粒子的探测。本文利用该系统研究光与高分子聚合物相互作用下散射光场的振幅和相位变化规律,在该成像系统高灵敏度探测的支持下旨在研究在生物环境中无须标记的生物靶标的直接成像与尺寸识别方法。
  聚苯乙烯微球具有与生物环境相似的光学性质,常用于模拟生物系统。本文以其为生物靶标,研究了:1)高会聚光照射下粒子与光相互作用后的散射光场的振幅与相位分布:主要利用正交偏振和外差干涉原理进行研究,x方向线偏振光经过高数值孔径物镜后变为高会聚光,该会聚光与粒子发生相互作用并产生散射光场,经物镜收集后与y方向偏振的参考光进行干涉,进而得到y方向的粒子的散射光场振幅和相位分布;2)基于粒子散射光场的振幅和相位图像分布特征的粒子尺寸确定方法:利用米氏散射和FDTD算法进行模拟仿真,对比分析了单微纳米球散射光场振幅和相位图像分布特征对单个微纳米粒子尺寸大小的影响,同时利用本课题组设计的正交显微偏振成像系统进行实验验证,确定了一种通过振幅和相位图案区分识别不同尺寸的粒子的方法;3)直径分布在50 nm~1μm粒子对会聚光的去偏振贡献:主要通过计算不同大小的粒子散射光场的去偏振转换率与会聚光源本身的去偏振转换率的相对比值进行分析。
  本文通过数值仿真与实验数据的对比,实现了直径分布在50nm~1μm高分子聚合物微纳米球的无标记探测和尺寸确定方法。本论文的创新之处如下:1)分析了高数值孔径物镜下会聚光场的米氏散射,发现随着粒子直径增加,粒子振幅图像分布由四瓣结构变为壳状结构,粒子相位图像分布在粒子中心位置的变化趋势由几乎不变、缓慢变化到快速变化;2)确定了一种通过振幅和相位图案区分识别不同尺寸的粒子的方法:当粒子振幅分布图案为四个花瓣结构,且粒子中心位置处相位分布基本不变时,粒子一般小于200nm;当粒子振幅分布图案为微弱壳状结构,且粒子中心位置处有缓慢相位变化时,粒子一般小于600nm;当粒子振幅分布图案为明显壳状结构,且粒子中心位置处有明显相位跳跃时,粒子一般介于600nm~1μm;3)确定了高数值孔径物镜(NA=1.2)下产生去偏振的最小临界入射角为37°,可应用于FDTD仿真中加快仿真效率。
[硕士论文] 罗敬
分析化学 湖南师范大学 2015(学位年度)
摘要:磷是一种常见的化学元素,它参与核酸、酶、生物膜等的构成,也是组成骨骼、牙齿等的成分,在生长发育、能量代谢方面起着至关重要的作用。含磷化合物广泛的存在于食品、药品、环境等样品中,与人们的生活息息相关。因此,建立一种快速、有效的分析含磷化合物的方法将有着十分重要的意义。
  31P NMR谱只对磷原子有响应,无其它元素的干扰,快速、准确,是一种应用广泛的分析含磷化合物的方法。本文利用31P NMR谱对食品、药品、农药以及土壤中的含磷化合物进行了定性定量分析,实验结果表明该方法重现性好、准确度高,而且无需前处理、操作简单,是一种全新、可靠的分析含磷化合物的方法。具体内容如下:
  1.利用31P NMR谱对同一样品中ATP、ADP、AMP以及磷酸钠和焦磷酸钠等含磷物质进行了定性定量分析,得到ATP、ADP、AMP在0.004 mol·L-1~0.080 mol·L-1, NaH2PO4、 Na4P2O7在0.005mol·L-1~0.100 mol·L-1范围内具有很好的线性关系。该方法精密度为0.40%~1.30%,添加回收率为96.9%~105.2%。把该方法应用于ATP注射液的测定,测得ATP注射液中的杂质为ADP和磷酸盐,ATP的含量符合药典要求。
  2.利用31P NMR谱,通过内标法测定杀扑磷、甲基嘧啶磷、丙溴磷和草铵膦的含量,该方法精密度为0.18%~0.34%,加标回收率为97.1%~106.5%,磷谱的测定结果与氢谱的测定结果十分相近。
  3.利用31P NMR谱对样品溶液中的三聚磷酸钠、偏磷酸钠、焦磷酸钠和磷酸二氢钠进行了定性定量分析,实验表明该方法的精密度为0.17%~0.39%,添加回收率为98.8%~105.4%,具有很好的重现性和准确度。将该方法应用于实际样品的测定,测得三聚磷酸钠样品中的杂质为偏磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸二氢钠,偏磷酸钠样品中的杂质为焦磷酸钠和磷酸二氢钠。
  4.按照国标推荐测定总磷的方法对面条、方便面以及土壤进行了前处理,用31P NMR谱测定了样品中总磷的含量,方法的精密度和回收率结果较好。
[博士论文] 高英杰
生物物理学 南京农业大学 2014(学位年度)
摘要:国内外的大学和研究机构大多用计算机来进行对生物体的模拟仿真,针对实际模型,通过数值仿真方法可得到人体特定部位对检测信号的响应,以获得需要的数据,接着再开展成像算法及信号处理研究。电磁检测技术在生物领域的研究还主要局限在生物医学领域,针对人体的某个器官进行监护,如早期乳腺癌探测及热疗,肠癌检测,人体心脏监测等方面,在等离子体生物光子晶体这样的生物光子学领域,胎儿等人体的生物电磁防护研究领域等方面,还鲜有人做详细的电磁仿真模拟研究。
  因为是对生物组织进行电磁数值仿真,检测结果需要非常地准确和可靠。但是其数值仿真计算多是采用传统的FDTD算法或是采用成熟的电磁仿真计算软件,然而传统的FDTD算法有两个缺点:首先,它不能准确地模拟复杂曲面,在模拟不连续的材料方面有困难。第二,随着长时间的仿真,它在数值稳定性,色散性和各向异性方面具有显著的累积误差。因为这些缺点会导致电磁仿真计算的精度大大降低,然而电磁仿真计算工作在成像工作之前,如果处理不好,会大大影响最终的计算结果,所以需要一种改进的FDTD算法来解决上述问题。
  相对于传统的FDTD算法,高阶FDTD算法可以有效地减少数值色散误差。但是这些高阶FDTD算法的效果并不是非常理想,因为其差分格式破坏了Maxwell方程的辛结构,所以引入辛算子到高阶FDTD算法中显得非常地必要。Maxwell方程组可以被看作一个具有无穷维的Hamilton系统,而关于Hamilton系统的算法应该是在辛几何框架内产生的,且其随时间的演化永远是辛结构变换,这样的算法被称之为Hamilton算法或着辛算法。对Maxwell方程进行离散求解的时候,需要很好地保持其辛结构。而传统的FDTD算法基本上都是非辛的,为了保证数值计算的稳定性,都不可避免地引入了人为耗散性,使得Hamilton系统的总能量随时间会呈线性变化,结果导致误差会线性累积,最终的计算结果出现严重失真。所以采用高阶辛时域有限差分算法(SFDTD)可以解决上述的问题,保证了整个仿真计算的准确性和稳定性。虽然辛算法已经被用来解决各种物理、化学方面的问题,但针对辛算法在电磁场中的应用研究,即高阶SFDTD算法,也仅限于处理波导问题以及电磁散散问题等,只不过才是起步阶段,有很多方面需要去研究和完善,很少有研究者将此算法引入到生物电磁计算中。
  然而SFDTD算法由于计算时需要做高阶差分,计算时间相对较长,消耗内存较多,所以考虑将不完全乔列斯基共扼梯度法(Incomplete Cholesky Conjugate GradientMethod,ICCG)法在解大型稀疏矩阵中的优势应用在对SFDTD差分方程的求解中,形成ICCG-SFDTD算法,使其加速迭代,从而减少内存开销。
  在第二章,介绍了SFDTD算法的理论,包括Hamilton系统,基于分解算子法的辛传播子理论以及空间方向上的高阶差分方程。
  在第三章,研究了在Maxwell方程中的SFDTD差分格式,高阶PML边界条件和数值色散性分析,并将ICCG算法应用到对SFDTD差分方程的求解中,并验证了ICCG-SFDTD算法的一些优势。
  在第四章,推导了静态以及运动状态下的一维Maxwell方程组ICCG-SFDTD算法的差分格式,并利用ICCG-SFDTD算法,结合等离子体的特性,对一维非磁化等离子体生物光子晶体进行了数值模拟。PBPC的带隙结构会受到等离子体频率、生物介质介电常数以及等离子体-生物介质厚度比等参数的影响。
  最后,在第五章,推导了静态以及运动状态下的二维和三维Maxwell方程组ICCG-SFDTD算法的差分格式,并将ICCG-SFDTD算法引入到对孕妇/胎儿模型的生物电磁数值仿真计算中。由于胎儿的电磁防护安全问题,所以在整个电磁建模和仿真过程中,算法需要有高的精度和好的数值稳定性,而ICCG-SFDTD算法正好符合这个要求。虽然有许多学者采用传统的FDTD算法来计算孕妇/胎儿模型的电磁辐射比吸收率SAR(Specific Absorption Rate)值,但是还没有学者采用改进的ICCG-SFDTD算法来解决此类问题。有很多文献只研究如何将胎儿的SAR值限定在安全线内以保证安全,但很少有文献研究如何去对电磁辐射做一些保护措施,很少有这方面的计算机模拟仿真实验。因此,我们采用ICCG-SFDTD算法,在64MHz辐射频率的1.5T MRI系统下,添加一个等离子体防护层,通过对孕妇/胎儿模型的SAR值仿真分析,找到一个最好的覆盖角度以达到防护效果的最优化以及防护材料的最经济化。并且发现当等离子体防护层的厚度增大,等离子体频率增加后,防护效果会越来越好,呈线性增长趋势。
[硕士论文] 柯为惠
凝聚态物理 东北大学 2014(学位年度)
摘要:核磁共振是射频电磁场与有磁原子核相互作用产生的一种能量吸收和发射现象。利用核磁共振这一物理现象可进行成像研究,在此基础上发展了磁共振成像学和磁共振显微学。商用谱仪十分昂贵,不便于在实验室使用,设计性能优良的、价格低廉、用于中低强度磁场的磁共振谱仪,具有经济前景和实用意义,对用于中低强度磁场的谱仪的应用和推广具有十分重要的意义。
  本论文开展对核磁共振显微技术的研究,主要研究的是其中的磁体技术和谱仪技术。做了以下三方面的工作:
  一是设计并制作了一个钕铁硼N52磁体。通过阅读文献,利用Ansoft12软件,设计了一个以永磁材料钕铁硼N52为磁极的磁体模型,进行模拟计算磁场,然后不断改变其各项参数,寻找其最佳尺寸,得到了所需的磁场强度大小为0.6T的磁场。而后又购买了一些钕铁硼N52,通过打磨、拼接、切割,并给它充磁,实际制作出一个磁体,并用特斯拉计测量磁场,与理论值进行验证。
  二是设计和制作了一个基于一次上变频技术的数字发射单元。发射单元采用的是直接数字合成技术,由多功能数据采集卡PCIe-6323控制,实现了基于AD9857的全数字化的一次上变频和正交调制,避免了二次上变频技术中模拟混频会带来的误差,同时也解决了模拟发射单元的相位控制不准。
  三是设计和制作了一个基于一次下变频技术的数字接收单元。接收单元采用的是数字直接下变频技术,由多功能数据采集卡PCI-7200控制,实现了基于正交下变频器AD6620和高速模数转换器AD9244的全数字化的一次下变频,避免了二次下变频技术中模拟混频会带来的误差,同时避免了模拟技术中对两路正交信号需要进行相位校正的复杂处理。
[硕士论文] 宗慎言
生物医学工程 东北大学 2014(学位年度)
摘要:核磁共振是电磁波与既有角动量又有磁矩的原子核在外磁场中相互作用所表现出的一种共振特性,它的本质是原子核吸收电磁波能量发生能级跃迁的一种现象。随着近代量子物理学的发展,人们已经能够利用核磁共振技术来的研究物质的微观结构,出现了固体核磁共振、液体核磁共振和磁共振成像等技术。
  射频电路是发生核磁共振的基础,它能提供电磁波所需的射频信号。随着核磁共振的应用不断扩展,要求射频信号具有频率稳定度高、相位噪声低、频率分辨率高等特性;射频电路具有集成度高、体积小、成本低等特征。本课题射频电路的研究目的在于设计实现数字化集成的射频电路,产生频率分辨率高,相位噪声低的核磁共振的射频信号,为数字化微型核磁共振系统的研制提供主要的硬件基础。
  实际应用中,核磁共振射频信号主要包括一个高频激励信号和一个选层包络信号。本课题中,采用了直接数字频率合成方法来实现,主要分为三部分来完成。采用单片机控制Analog公司提供的数字化集成直接数字频率合成器件AD9854产生了正交的高频信号;采用单片机、波形存储器ROM、DAC转换器等产生了选层包络信号;将两个信号进行混频,这样就可以得到核磁共振的射频信号。
  利用AD985的产生的高频激励信号的频率分辨率高,频率切换速度快,输出的正交信号相位差精确,选层包络信号的产生方法灵活多变,适应了不同的应用需求,混频电路简单,减小了射频电路的体积。可以看出,本课题的研究顺应了核磁共振技术朝着数字化、微型化发展的重要趋势。
  通过设计的射频电路,本课题中初步得到了核磁共振的射频信号,与仿真信号对比,信号质量还需要从电路设计和器件选择上进一步不断改进。
[硕士论文] 熊婷
信号与信息处理 中国计量学院 2014(学位年度)
摘要:水果中的糖分是合成维生素和类胡萝卜素等营养成分的基础原料,能够影响果实的甜味和色泽,准确测得水果的含糖量能够指导人们选择适用的水果;水果的机械损伤是评价水果内部品质的标准之一,也是无损检测技术的重要研究对象,对水果进行机械损伤检测能够减少水果储存和销售过程中的经济损失。
  本文介绍了低场核磁共振技术的检测原理,对低场核磁共振中的基于信号幅值的分析检测、基于弛豫时间的分析检测和基于图像的分析检测技术进行了详细介绍;提出应用低场核磁共振技术来检测水果的含糖量和机械损伤:以圣女果和苹果为研究对象,首先,从圣女果的核磁共振特性出发,研究了样品含糖量对核磁共振信号及横向弛豫时间的影响,结合手持糖度计,得到圣女果含糖量与其单位质量信号幅值的线性关系,相关系数达到0.875;其次,对苹果正常部位和机械损伤部位的弛豫特性进行分析比较,根据苹果损伤后弛豫时间的变化情况来选择 T2加权像对苹果进行机械损伤检测,通过对T2加权像进行参数优化,设置重复时间TR为1500ms、回波时间 TE为200ms来得到苹果的 T2加权像,并对加权像进行伪彩色处理,从而实现了苹果的机械损伤检测。最后,总结了论文的主要创新性工作如下:
  1.磁共振技术主要有成分分析和成像两大应用,本文通过对低场核磁共振技术进行二次开发,实现了水果含糖量和机械损伤的综合检测。
  2.基于低场核磁共振技术的水果含糖量检测---分析蔗糖、葡萄糖和果糖溶液的核磁共振特性,通过探讨糖溶液中含糖量与单位质量 NMR信号的关系及含糖量与 T2弛豫时间的关系来研究圣女果的含糖量。
  3.应用低场核磁共振成像技术完成水果机械损伤的无损检测---采集苹果的 T2加权像,通过对加权像进行伪彩色处理来检测苹果的机械损伤。
[硕士论文] 管琛琛
生物医学工程 东南大学 2014(学位年度)
摘要:小动物CT系统在现代疾病以及药物研究中发挥着重要作用,三维可视化交互手段越来越多地被应用到小动物CT图像的数据分析和结果展示中。
  本文基于小动物CT图像的可视化要求,对常用的体绘制方法进行了分析和比较,兼顾绘制效率和开发潜力,选用纹理映射体绘制为基础进行小动物CT图像的三维可视化工作。论文完成了二维与三维混合纹理映射体绘制应用,实现绘制速度与图像质量的平衡;引入预积分方法解决纹理映射中采样率不足的问题;对于图像数据量大的问题,采用降采样的方法克服纹理内存大小的限制,实现了小动物图像的整体载入和显示。
  为提高三维可视化的显示效率,论文对硬件优化的体绘制方法进行了研究。采用OpenGL着色语言GLSL,完成片段处理器的设定,实现绘制的硬件加速,图像显示帧率有明显提高;同时在片段处理器中实现多种光照效果,整体三维可视化结果更富有真实性。
  以上述体绘制的工作为基础,通过基于选择拾取机制的三维裁剪框实现可视化效果的三维裁剪,引入OpenGL动画效果来实现自动裁剪和自动视频保存,以及开发三维表面测量功能等,进一步提升了三维可视化的交互能力。
  上述工作作为小动物CT系统研发的一部分,已在实际小动物CT系统中使用。三维可视化效果逼真、交互性能良好,较好地起到辅助科学研究的作用。
[硕士论文] 崔郁洁
生物物理学 复旦大学 2014(学位年度)
摘要:电磁场是一种以光子为传播介质的场,从地球本身的电磁场到日常生活中用电设备产生的电磁场,从广播到X射线、伽玛射线和宇宙射线,都是电磁场的存在形式。随着越来越多的用电设备投入使用,如手机、Wi-Fi、可穿戴设备如Google眼镜等,人们已经实际意义上被电磁辐照包围,公众对于电磁辐照是否存在负面效应尤其是对健康的影响的担忧也日益增加。目前公认的电磁场的生物学效应包括热效应和非热效应,学界已经对电磁辐照的热效应及其机制有了较为透彻的了解和应用,微波炉的普及就是最好的例证。但是对于非热效应的机制依然存在广泛的争议,尤其是对于极低频电磁场来说,如何利用能量较弱的光子来实现其非热效应,仍然是一个困扰众多科学家的谜题,但是随着研究手段的越来越先进和多样化,科学家们正在接近极低频电磁辐照影响生物学功能现象背后的本质。
  近年来,钙稳态成为极低频电磁场生物学效应研究的焦点。有研究表明电压门控型钙通道可能是极低频电磁场的直接靶点之一。以往对极低频电磁场对电压门控型钙通道的作用研究主要集中在L型钙通道,如L型钙通道抑制剂之一尼福地平,可以抑制由极低频电磁场引起的大鼠嗜铬细胞的轴突状生长,又如通过增加L型和N型钙通道蛋白的表达,极低频电磁场促进了人神经瘤IMR32和大鼠垂体GH3细胞的增殖。另外,N型钙通道也参与极低频电磁场引起的生物学效应。尽管有以上诸多发现,目前还没有关于极低频电磁场辐照对T型钙通道作用的报道。
  本文中我们首先研究了极低频电磁场辐照(50Hz,0.2mT)对于表达在HEK293细胞系中的人T型钙通道(Cav3.1/3.2/3.3)的作用。与其对高电压激活钙通道的激发作用相反,极低频电磁场辐照抑制了T型钙通道的三种亚型,其中对Cav3.2通道的抑制效果最大,而且该抑制效应呈现出时间依赖性,在1小时达到峰值,在二小时后消失。辐照1小时后,Western blot结果显示,与对照组相比,Cav3.2通道蛋白的表达量没有显著变化,T型钙通道的稳态激活失活特性也没有发生显著改变。极低频电磁场辐照促进了花生四烯酸和白三烯E4从HEK293胞内的释放。分别阻断AA和LTE4释放的阻断剂CAY10502和bestatin能够高效地抵消极低频电磁场辐照对于Cav3.2通道的抑制作用。外源LTE4灌流给药亦可以模拟极低频电磁场辐照对于T型钙通道型的抑制作用,且同样偏好抑制Cav3.2通道。1小时极低频电磁场辐照还抑制了小鼠皮层神经元上内源表达的T型钙通道,外源LTE4灌流给药后,T型钙通道的电流也被抑制,且通道的激活失活特性也没有被改变。根据以上数据我们得出结论,1小时、50Hz极低频电磁场辐照通过花生四烯酸/白三烯E4信号通路抑制T型钙通道。
[硕士论文] 高志亮
食品加工与安全 集美大学 2013(学位年度)
摘要:自从燕窝“亚硝酸盐”事件发生以来,燕窝的安全性越来越受到消费者的关注。本论文重点开展了燕窝中亚硝酸盐和多聚磷酸盐检测方法研究,以便建立一种灵敏度和重现性高,抗干扰能力强,结果准确,操作方便快速,能适用于燕窝中亚硝酸盐和多聚磷酸盐等添加剂的日常检测。而燕窝的真伪鉴别一直是一个难点,本文主要通过测定燕窝特征成分-燕窝糖蛋白酸解得到的特征成分唾液酸含量以及通过高分辨率核磁共振图谱来辨别燕窝的真伪。主要内容及研究结果如下:
  (1)在优化离子色谱参数、流动相组成及样品前处理方法的基础上,研究建立了燕窝中多聚磷酸盐和亚硝酸盐的离子色谱检测方法。研究结果表明:多聚磷酸盐在1~500mg/L范围内有良好的线性关系,相关系数均大于0.9996,在添加实验中,方法的回收率在89.5%~106.3%之间,相对标准偏差为0.9%~7.3%。正磷酸盐、焦磷酸盐、三聚磷酸盐和三偏磷酸盐的方法检测限分别为10、2.5、2.5、5mg/kg。精密度相对标准偏差<3%;亚硝酸盐在1~50mg/L范围内有良好的线性关系,相关系数大于0.9999,在添加实验中,检出限为0.3mg/kg,定量限为1mg/kg,方法的回收率在94.3%~98.6%之间,相对标准偏差为0.59%~6.27%。
  (2)建立了高效液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)测定燕窝中唾液酸的方法。研究结果表明:高效液相色谱法在5~300mg/L范围内有良好的线性关系,相关系数为0.9998,在添加实验中,检出限为1mg/kg,定量限为5mg/kg,回收率在92.3~105.0%,相对标准偏差<8%,说明方法的回收率和精密度良好;高效液相色谱串联质谱法通过酸水解燕窝然后经HYPERCARB色谱柱(2.1×150mm,5μm)分离,在ESI负离子模式下经LC-MS/MS测定。1~100mg/L线性范围内,检出限为0.03mg/kg,平均回收率为87.50%-97.15%,相对标准偏差为3.98%-8.11%。说明该方法简便、快速、准确、能够适用于燕窝中唾液酸的检测。
  (3)通过不同产地燕窝和常用掺假物品(猪皮、琼脂和白木耳)的核磁共振图谱的比较,来鉴别燕窝的真伪。
  本文在燕窝安全性方面,建立了离子色谱测定燕窝中的亚硝酸盐和多聚磷酸盐的方法;在真伪鉴定上,主要通过高效液相色谱串联质谱法测定燕窝中的特征物质唾液酸的含量以及通过比较燕窝的1HNMR谱图来鉴定燕窝的真伪。
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