微电极系统在海洋地球化学课程教学实践中的应用

海洋地球化学是海洋地质学、海洋化学相结合的一门边缘交叉科学,主要研究海洋中化学物质的含量、分布、形态、转移和通量的学科。海洋地球化学课程教学中涉及海洋沉积物-水界面化学元素的分布、迁移等知识内容,往往因为空间分辨率要求高、内容抽象、不容易观测等问题,使课堂教学效果受到很大的影响。该文进行相关教学方法改革与探索,利用课程课堂教学与先进的微电极现场观测系统相结合,再加课后小组讨论、分析、总结等教学手段。实现对海洋沉积物-水界面进行实时高精度微米级的观测,使学生了解海洋沉积物-水界面位置处微米尺度的碳循环过程观测及其矿化降解通量的计算方法,强化学生对碳循环和碳减排等课程思政要素的了解,营造良好教学氛围,取得良好的教学效果。教学方法的探索表明将先进的科研仪器投入到本科教学中,可以极大地调动学生的学习积极性,保证课程教学的效果。

导电岛微电极系统中纳米线介电组装行为研究

为了获得导电岛微电极系统中纳米线的介电组装特性,基于平面微电极对和导电岛微电极系统,进行了两种系统中纳米线操控的对比实验。分别建立了平面微电极对和导电岛微电极系统的纳米线介电组装模型,探究了两种模型下的纳米线从初始位置到最终桥接上微间隙过程中的运动轨迹;分析了导电岛微电极系统中纳米线所受的介电泳力、交流电热流以及两者合作用的电动力学行为。导电岛微电极系统对纳米线有着较强的介电俘获作用,导电岛的加入能够让纳米线更好地俘获到微间隙;同时纳米线的介电组装会受到频率的影响,当频率达到翻转频率,在微间隙上方产生的微流体漩涡能够把远场区域纳米线输送到组装区,使得纳米线受到正介电泳力的作用而被组装至微间隙。

基于导电岛系统的敏感元件制造方法研究

本文基于特征角度为60°的导电岛微电极系统,探究低频条件下交流介电泳驱动金纳米粒子形成。首先,利用剥离(lift-off)方法制作了特征角度为60°的导电岛微电极系统,并基于该系统进行了纳米粒子介电组装实验,发现纳米粒子在低频范围内会形成纳米粒子短链或短簇结构;然后,基于电双层理论,分析了低频时交流电渗流(ACEO)对介电流动的影响,发现低频时电双层现象能够在一定程度上削弱流体中的电场和介电流动;最后,针对驱动频率为100 kHz的粒子轨迹分析发现该情况更易产生纳米粒子簇,较好地符合实验现象。

两种给氢方法对心肌缺血再灌注损伤兔血液及心肌氢代谢的影响

目的探讨两种给氢量和方式对心肌缺血再灌损伤动物血液和心肌氢代谢的影响,为氢疗提供依据。方法建立20只新西兰白兔心肌缺血再灌损伤模型后随机分为腹腔氢气10 ml/kg一次性注入和静脉饱和氢盐水10 ml/kg10 min泵入;利用针型氢电极分别于给氢前10 min、给氢后10 min每1分钟测定1次,10~30 min每5分钟测定1次,30到300 min每30分钟等时间点测各部位的氢浓度。结果 （1）作为自身对照的基线值：两组血液和非缺血区氢值高于缺血区,差异有统计学意义（P〈0.05）,而两组各相同测部位两两对比较差异无统计学意义（P〉0.05）;（2）两组最大氢浓度组间和组内虽有差异,但均未达到统计学意义（P〉0.05）;（3）两组组内Tmax在各不同测点比较,差异无统计学意义（P〉0.05）,而两组间相对比静脉氢盐水达峰时间明显短于腹腔氢气组（IHG）[18.4±2.68,18.3±4.61,19.3±5.65（P〈0.01）],及静脉氢盐水组（IVHS）[8.65±2.56,9.81±3.13,10.5±3.54（P〈0.01）];（4）两组组内各测部位氢浓度持续时间和半衰期虽有差异但无统计学意义（P〉0.05）,但组间相比较腹腔氢气组氢半衰期和持续时间更长,IHG分别为248.45±61.86,251.15±78.51,218.13±59.89;IVHS分别为21.54±6.78,20.59±7.25,19.68±5.58（P〈0.001）。结论静脉氢盐水和腹腔氢气两种给氢途径均简单安全可靠,静脉氢盐水虽给氢量少,但达峰快。而腹腔氢气达峰慢,氢半衰期和持续时间长,两组组内给氢后心肌缺血区和非缺血区达峰浓度及时间和持续时间差异不大,也间接说明氢的强大穿透能力,这一点可能对心肌缺血再灌损伤具有重要意义。

老年小鼠海马离体脑片长时程增强方法的建立

老年小鼠离体电生理技术的一个难点是保证实验动物脑片神经元的活性。该研究参考国内外相关文献并进行优化,摸索出能制备高质量活性的老年小鼠急性脑片的实验体系。在搭配无创的64通道平面微电极阵列记录系统的基础上,建立了一套适合记录老年小鼠离体海马脑片长时程增强的方法和平台,为老年学习记忆能力的研究提供了一个强有力的实验工具。该方法操作简便、成功率高,制备的急性脑片也适用于膜片钳记录的研究。