氦气等离子体改性技术对壳聚糖材料结构与抗菌性能的影响

考虑到微生物污染引起的相关安全性问题,为了改善壳聚糖材料的抗菌性能,提高壳聚糖基抗菌材料的进一步应用,本文利用等离子体技术,在氦气氛围下对壳聚糖材料进行改性处理,设计得到改性壳聚糖抗菌材料,并通过抗菌实验、游离蛋白/核酸等的测定,探讨改性壳聚糖材料的抗菌性能与作用机制。通过改性壳聚糖结构分析,壳聚糖材料经氦气等离子体改性后,光斑区和非光斑区表面均变得粗糙,但光斑区的粗糙程度更加明显,材料表面的-NH2比例下降(83.32%下降到72.10%),而-CONH2的比例上升(16.68%上升到27.90%),这与改性过程中带电粒子的碰撞及壳聚糖材料中化学键的断裂有关。抗菌实验结果表明,相比于未改性材料,等离子体改性壳聚糖材料显著提高大肠杆菌的抗菌性能(P<0.05),而对于金黄色葡萄球菌,改性前后并没有显著性差异(P>0.05)。改性壳聚糖材料表面的化学基团变化,其与细菌接触时,能明显改变细菌细胞膜通透性,并局部形成不利于细菌生长的环境,从而达到抗菌的效果。

基于稀疏和低秩结构的层析SAR成像方法

该文提出了一种基于稀疏和低秩结构的层析SAR三维成像方法。传统基于压缩感知的层析SAR成像方法仅仅对给定方位-距离单元的高程向进行稀疏表征和重建。考虑城市和森林等区域中各自的布局分布较为类似,目标在相邻方位-距离单元的高程向分布具有较强相关性。该方法通过引入Karhunen Loeve变换来表征相邻方位-距离单元的高程向的低秩结构特性,构建稀疏和低秩结构相结合的目标区域层析SAR成像模型,采用ADMM算法对层析SAR成像模型进行求解,将复杂的原优化问题分解为若干相对简单的子问题,通过优化变量交替投影的方式进行算法求解,得到层析SAR成像结果。该方法提高了低航过数或低通道数情况下的重建精度,拥有更好的成像性能。仿真和实测数据实验表明,该重建方法能够有效分离散射体并保证重建能量的精度,且在降低航过数或通道数的情况下保持良好的成像效果,有效抑制伪影现象。

等离子体改性壳聚糖材料的分子结构变化及其对致泻大肠杆菌O78的抗菌性能研究

为避免有害食源性微生物所带来的影响,利用等离子体技术,在氮气氛围下对壳聚糖材料表面进行改性,并通过衰减全反射傅立叶红外光谱、X射线光电子能谱等对材料表面的分子结构变化进行表征。同时,以致泻大肠杆菌O78为测试菌,探讨改性壳聚糖材料的抗菌性能。实验结果显示,等离子体改性过程中带电粒子在壳聚糖材料表面碰撞,使得材料表面–NH_(2)的比例增加。而–NH;基团可发生质子化生成–NH_(3)^(+),进而与大肠杆菌质膜结构中带负电荷的脂蛋白和脂多糖发生静电相互作用,改变其细胞膜的通透性,最终导致大肠杆菌死亡。而通过改变等离体子作用时间以及壳聚糖材料分子质量,可调控改性壳聚糖材料表面-NH_(2)的比例,最终影响材料的抗菌性能。该结果可为等离子体改性技术及壳聚糖基抗菌材料定向设计提供一定的参考。