双谐振压电细胞术实时监测原代心肌细胞搏动力与黏弹性

目的检测心肌细胞的力学性能对研究处于持续收缩和舒张状态的心血管系统生理病理过程具重要意义。然而目前还没有令人满意的动态技术来持续测量心肌细胞的力学特性,特别是尚无技术可同时定量心肌细胞搏动时伴随的力与黏弹性参数,影响了其在临床诊断和药物治疗评估中的实际应用。方法采用本课题组新近开发的双谐振压电细胞术(DRPC)应用于大鼠原代心肌细胞的搏动功能研究。首先,优化了9 MHz AT和BT切割石英芯片上沉积金的厚度、心肌细胞接种密度和表面修饰涂层以测量心肌细胞的搏动功能。在优化条件下,测量了6万个原代心肌细胞在1个搏动周期内的搏动力和储存模量的变化,分别在144500~45000 dyn/cm和36.4~7.8 k Pa之间,首次实现了心肌细胞搏动力和模量的同时测量。采用DRPC法检测正性肌力药物异丙肾上腺素(ISO)和负性肌力药物维拉帕米(VRP)对心肌细胞搏动功能的影响,结果与ISO和VRP已知的药物作用一致。然后用DRPC法根据乌头碱对心肌细胞搏动力学性能的影响来确定乌头碱的毒性。结果与结论乌头碱可导致心肌细胞搏动周期失常,搏动力降低约4倍,细胞变软。此外,建立了H2O2氧化应激对原代心肌细胞的力学损伤模型,并评价抗氧化剂雷公藤甲素对心肌细胞氧化应激损伤的保护作用。

双谐振压电细胞术实时定量植物细胞力与黏弹性

目的植物细胞壁-质膜-细胞骨架连续体是一个高度动态的结构,其中植物细胞壁-质膜-细胞骨架界面力的动态变化在植物生长发育与应答环境胁迫中起了非常重要的作用。可是目前尚无合适的方法实时监测植物细胞力的变化,特别是以无损、动态的方式。方法建立了一种新开发的双谐振压电细胞术(DRPC),用于动物细胞力与黏弹性的同时定量测定。结果本研究将DRPC拓宽用于植物细胞力与黏弹性的定量测定与研究。经植物细胞薄壳模型与应力分析,用杨-拉普拉斯公式根据细胞表面应力求出膨压,结果发现,植物细胞膨压与胞外渗透压值成负相关,但不成反比,表明细胞在不同渗透压下有一定的自我调节能力。在渗透压偏低时,膨压曲线呈现弹性——塑性变形响应,证明了植物细胞生长过程中细胞壁松弛的力学机制。在抗干旱、盐碱的应用中,抗性作物细胞的膨压或表面应力在胁迫下相较于野生型更加稳定、变化较小,发生不可逆塑性胁变的胁迫强度较大。此外,还比较了有壁细胞与去壁原生质体在干旱与渗透胁迫下的力与黏弹性响应,同样胁迫下、有壁细胞的力学参数变化远小于原生质体,抗性较强。结论本研究所建立的植物细胞力学测量技术可用于植物细胞壁-质膜-细胞骨架连续体的动态研究与作物品种抗逆性评估。

血液凝固过程压电响应机理研究及临床应用

血液在压电晶体上的凝固，伴随晶体表面质量、粘弹性应力等性能的变化．由血凝各阶段的压电参数变化规律，和血凝过程的生化变化，并注意到压电传感最敏感部分为其电极表面，阐明了血凝三个阶段的复杂压电响应机理，提出了相应的压电传感方程，及从血凝压电特征曲线上提取血液流变学信息的方法．并初步应用于临床测试．

压电法对血液凝固动态过程监测的研究

研究了在石英晶体电极上微滴血的血凝过程．测定了在血凝过程中压电响应的特征曲线，提出了描述血凝过程的特征压电能参数．系统地研究了温度、湿度、滴加血量、位置、晶体频率等外部条件和红细胞压积、贫、富血小板血浆等血液组成，对血凝压电响应的影响．

压电石英晶体在电解质水溶液中的振荡性能研究(Ⅱ)——频率、频移特性

根据两面电极浸入液体中的压电晶体等效电路模型和Pierce振荡器振荡方程的解,得到晶体在电解质溶液中的振荡频率(F_1)与溶液电导率(x)的关系式:F_1=(1/2π)(1/C_1+1/C_2)(1/X_e)[(R_e^2+X_e^2)x^2+2R_ex+1]。以自行设计的Pierce晶体振荡器。研究了晶体和主振电路参数、输入电压及检测池外壳屏蔽接地对AT切9MHz石英晶体在KCl、Na_2SO_4水溶液中的频率、相对于纯水频移随溶液电导率变化的影响规律,结果与上式相符。

用石英晶体微天平研究表面活性剂在银固态表面上的动态吸附

吸附是表面活性剂的一个重要特征.迄今用于原位监测表面活性剂在固体表面上吸附重量变化的方法尚不多见.近年来压电石英晶体作为一种高灵敏的质量传感器(石英晶体微天平)已被用于大气和溶液中多种微量成分的监测.用石英晶体微天平研究I^-、Br^-和表面活性剂在金电极上的吸附行为亦有报道.本文研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基磺酸钠(SDSO)、十二烷基硫酸钠(SDS)在银固态表面上的吸附平衡动力学特性及其吸附机制.

压电技术对不同红细胞压积血液粘弹性的研究

利用高频压电石英晶体的粘弹性、质量、应力多种传感功能,首次用于不同 Hct人体抗凝血的研究。测量了石英晶体电极上微量血样干燥固化过程的谐振频率 f_s 和机械阻尼电阻 R_q.随干燥固化进行,f_s 开始降低经极小值后突增转慢变化;R_q 则很快增加达极值后迅降而趋稳定.f_s,R_q 开始突变的时间、峰值大小均随 Hct 增而降.初步探讨了压电响应与血液粘弹性及血块力学性能之间的关系和这种技术的应用潜力.

基于表面质子化聚多巴胺修饰电极用于拟南芥原生质体的黏附与测定

采用自氧化方法将多巴胺(DA)聚合修饰到光透ITO(或金)电极表面上,通过缓冲溶液(pH 3)处理后形成带正电、可与带负电荷原生质体静电相互作用的表面膜。经循环伏安、电化学阻抗方法证明修饰薄膜对拟南芥原生质体黏附的有效性,在一定原生质体数目范围(1000~30 000),质子化聚多巴胺膜界面电荷转移电阻(R_(ct))随原生质体数目(N_(cells))增加而增加,1/R_(ct)与1/N_(cells)呈线性关系。此外,石英晶体微天平动态测试结果亦证明,本方法制备的修饰薄膜对原生质体具良好的黏附效果。本研究提供了一种用于原生质体固定与传感的有效方法,为在细胞层次研究植物结构、功能与行为及植物生命多样性提供参考。

拟南芥与烟草细胞低温胁迫下的粘弹性变化规律与耐冷性比较

研究旨在通过实时监测与比较拟南芥与烟草BY-2细胞在降温过程的粘弹性变化规律以建立衡量植物耐冷性的一种新指标。采用修饰带正电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵石英晶体微天平实时跟踪测定拟南芥悬浮细胞和烟草BY-2细胞在降温过程的粘弹性变化规律。随着温度的降低,拟南芥和烟草细胞的粘弹性指数绝对值均下降,细胞硬度增加。温度降得越低,粘弹性指数绝对值下降越大,细胞越硬。当温度从25℃降到5℃时,拟南芥细胞比BY-2细胞的粘弹性指数变化值要小,这与拟南芥比烟草耐受低温相符。植物细胞在低温下的粘弹性变化规律可以用来研究植物寒冷胁迫和作为衡量植物耐冷性的一种新指标。

QCM实时监测人脐静脉内皮细胞在不同KRGD浓度自组装膜上的动态粘附

采用自组装及化学耦合技术将细胞粘附分子KRGD(Lys-Arg-Gly-Asp)与3-巯基丙酸(MPA)以及防止细胞非特异性粘附的三乙二醇单-11-巯基十一烷基醚(TGME)修饰于石英晶体微天平(QCM)的金电极上,制备了KRGD-MPA/TGME/Au传感界面;采用QCM实时监测人脐静脉内皮细胞(HUVEC)在不同KRGD浓度(0μg·mL^(-1)、25μg·mL^(-1)、50μg·mL^(-1)、75μg·mL^(-1)、100μg·mL^(-1))自组装膜上的动态粘附过程。结果表明,当KRGD浓度为50μg·mL^(-1)时,QCM频率变化Δf、动态电阻变化ΔR、细胞黏弹性指数CVI(ΔR/Δf)最大,表明该条件下HUVEC在QCM表面的粘附最强,显示出最有组织的细胞骨架结构而最硬;当加入肌球蛋白Ⅱ抑制剂blebbistatin后,粘附有细胞的QCM响应信号减弱,细胞粘附变弱,细胞变软。表明QCM可用于监测不同KRGD浓度自组装膜上HUVEC的动态粘附及细胞-药物作用,从而提供有关细胞粘附强度与黏弹性的动态信息。

ITO石英晶体电极上不同内皮细胞浓度的粘弹性研究及药物作用评估

用石英晶体微天平(quartz crystal microbalance,QCM)和活细胞成像技术实时监测人脐静脉内皮细胞(HUVEC)在ITO石英晶体电极上的动态粘附响应过程。在ITO晶体电极上加入不同浓度的HUVEC,测定细胞在QCM上谐振频率以及耗散的实时变化。通过ITO电极与光学显微镜的联用,监测了HUVEC在药物处理前后的动态变化过程。用细胞粘弹性指数(QCM的动态电阻变化与频移变化之比,CVI=ΔR/Δf)表征细胞的粘弹性变化,同时通过活细胞成像技术的联用,实时监测细胞的形态变化。结果表明:细胞浓度为10万个/m L时,细胞在ITO电极上铺展完全且粘弹性最大。抑制剂y-27632和激动剂凝血酶thrombin药物处理细胞前后,在显微镜的实时监测下细胞形态变化不明显,但CVI粘弹性指数变化较大,说明QCM信号比光学信号更为敏感,且在药物筛选方面有有很大的应用前景。

QCM实时监测五价砷胁迫对水稻悬浮细胞粘弹性的影响

本文通过QCM技术实时监测水稻悬浮细胞在不同浓度五价砷连续及单独胁迫下的粘弹性变化,从细胞整体水平评估了重金属对水稻悬浮细胞力学性质的影响。结果表明:1)在2~10 mmol/L范围内,五价砷对水稻悬浮细胞的连续和单独胁迫的影响均随着浓度增加而增强;2)在连续胁迫和单独胁迫下,随着五价砷浓度的增加,水稻悬浮细胞粘弹性指数均下降,细胞软硬度减小即细胞变软;3)在五价砷连续梯度浓度胁迫下,水稻悬浮细胞粘弹性指数呈梯度下降;4)在五价砷不同浓度单独胁迫下,随着五价砷浓度的增加,水稻悬浮细胞粘弹性指数变化逐渐平缓,即水稻悬浮细胞随着五价砷浓度升高,敏感程度降低。以期建立一种用来衡量重金属胁迫对植物影响的一种新方法。

QCM与光学显微镜联用实时定量研究组胺对人脐静脉内皮细胞黏弹性及铺展面积的影响

通过QCM技术和光学显微镜技术联用实时监测了不同浓度组胺对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)黏弹性与形态的影响。结果表明,组胺刺激细胞后,细胞存储模量、损耗模量和铺展面积均增加,损耗角下降;在25～75μmol·L^(-1)范围内,组胺对HUVEC的作用随着浓度增加而增强;细胞存储模量和损耗模量都与铺展面积之间存在线性关系,通过对比加药前后细胞模量-铺展面积曲线发现,组胺对细胞模量的影响大于对铺展面积的影响。表明QCM用于细胞力学连续定量研究存在可行性,这对进行细胞黏附力学性能定量研究及进一步发展成药物评估工具具有积极意义。

QCM监测不同浓度肌力药物作用下乳鼠原代心肌细胞的粘弹性响应

采用石英晶体微天平(QCM)非侵入式实时监测乳鼠原代心肌细胞于金晶体电极上的动态黏附响应与不同浓度肌力药物下的粘弹性响应。在乳鼠原代心肌细胞黏附铺展于金晶体电极表面后,加入不同浓度的正性肌力药物异丙肾上腺素与负性肌力药物维拉帕米,监测QCM频率(F)以及动态电阻(R)的实时变化,采用粘弹性指数CVI(CVI=ΔR/ΔF)表征细胞的粘弹性变化,并通过光学显微镜观察药物作用下细胞的形态变化。结果表明:随着异丙肾上腺素浓度的增加,药物引起的QCM频率下降、电阻增加与CVI增大的幅度均增大;光学显微镜下观测到细胞收缩,符合CVI变大、细胞变硬的响应;随着维拉帕米浓度的增加,药物引起的QCM频率升高、电阻下降与CVI减小的幅度均增大;光学显微镜下观测到细胞舒张,符合CVI变小、细胞变软的响应。说明QCM与原代心肌细胞结合作为心血管药物筛选细胞模型与工具有很大的应用前景。

烟草悬浮细胞在镉胁迫下微丝形态与黏弹性变化的实时监测

本文利用增强型绿色荧光蛋白标记微丝(Lifeact-EGFP)的烟草为供试材料,在LumascopeTM720全自动活细胞成像系统下观察了10-4~10-8mol·L^(-1)镉离子胁迫下及空白对照的Lifeact-EGFP烟草悬浮细胞的微丝聚合-解聚情况的实时变化。使用石英晶体微天平技术监测了10-4~10-8mol·L^(-1)镉离子胁迫下及空白对照的烟草悬浮细胞黏弹性实时变化。进而测定了10-4~10-8mol·L^(-1)镉离子胁迫下及空白对照的烟草悬浮细胞的过氧化氢酶活力变化情况。研究发现,在镉逆境胁迫早期,烟草悬浮细胞的微丝结构、细胞黏弹性指数变化和逆境相关酶活力变化存在一定程度的关联。本研究尝试从细胞层面探索镉毒害对烟草细胞生理特征的影响,为镉胁迫下植物细胞生理生化研究提供了新证据。

γ射线对传统特色发酵食品腐乳挥发性物质的影响

为改善传统特色发酵食品腐乳的卫生品质,试验使用吸收剂量为3、8、11、21 kGy的γ射线处理腐乳样品,以不经辐照处理的腐乳样品为对照,考察γ射线吸收剂量与腐乳挥发性风味物质之间的关系。结果表明:辐照处理后,腐乳含水量与CK组相比下降约7.9%,差异极显著,但不同吸收剂量处理间差异不显著;当γ射线吸收剂量为3~11 kGy时,腐乳的pH值极显著升高,但当吸收剂量达21 kGy时,腐乳的pH值又回落至与对照相当的水平;腐乳中挥发性风味物质的酯类物质占比最大,各处理样品中均超过52%,是腐乳气味风味的主要来源;酯类化合物的相对含量随γ射线吸收剂量的增加先增加后缓慢降低,吸收剂量为8 kGy时到达峰值(84.97%);萜烯类化合物对腐乳的气味风味有一定贡献,其相对含量随吸收剂量的增加呈下降趋势;醇类化合物的相对含量较稳定,在吸收剂量为3 kGy时最高,推测有部分烃类化合物被γ射线氧化生成醇类化合物;酚类化合物如吲哚、苯酚等的相对含量随吸收剂量的增加而降低,而该类化合物会产生令人不快的气味,说明γ射线处理对提升腐乳的风味有一定的作用。

染料废水的铁碳微电解法处理研究

用自制的铁碳微电解材料对染料废水进行了处理,探讨了pH、反应时间、铁碳投加量等试验条件对处理效果的影响。试验表明:当pH值为4、铁炭投加量为0.45 kg/L及反应时间1.5小时,在静态条件下,COD去除率可达77%,脱色率达79%;在动态条件下,铁炭投加量为0.7 kg/L及反应时间100 min,COD去除率可达89%,脱色率达98.7%。

镁铝复合氢氧化物去除水体中铅离子的研究

近些年,铅污染已成为威胁人类健康的十大类污染物之一,越来越引起公众的关注,本文主要通过p H影响实验、Al投加量实验、Mg2+浓度影响实验及Pb离子表征实验,研究镁铝复合氢氧化物对于水体中铅的去除情况。研究发现:p H是镁铝复合氢氧化物去除Pb离子的关键影响因素,聚合度较高的Al13是一种高效絮凝剂,在去除效果上Al13优于Al Cl3,实验溶液中Mg^2+含量为24.0 mg/L时,达到较好的去除Pb离子效果,镁铝复合沉淀物呈无定形形态,有较大的比表面积,结晶度较好,使去除重金属离子的效率得到进一步提高。

处理不同废水厌氧颗粒污泥特性及微生物动态变化研究

作为生物法处理的主体,污泥是影响水处理效率的核心。本文旨在相同水平下综合考察处理不同废水的厌氧颗粒污泥,在不同运行阶段下污泥性质及其内部微生物的动态变化,以期获得颗粒污泥内部宏观和微观的变化规律,为揭示厌氧颗粒污泥处理实际工业废水中出现的问题及反应器运行调控做理论指导。3种处理废水分别为模拟葡萄糖废水、实际造纸废水和实际印染废水,主要考察的污泥性能指标有比产甲烷活性、污泥机械强度及微生物菌群多样性等。

江苏天音化工有限公司开展“安全教育日”活动

4月28日，江苏天音化工有限公司组织全厂200多名职工，在南厂区开展了安全教育一日活动。周铁镇副镇长带领12家重大危险源监控企业的安全负责人到现场进行观摩。活动共分三个环节：一是10位职工就如何立足本职，搞好安全生产进行了交流发言。二是各种灭火器材的应用和火灾扑救演练。三是环氧乙烷管道泄漏的应急处置和救援。