突触界面曲率及其生理意义

突触界面曲率及其生理意义吴馥梅，杜红燕，章子贵（南京大学生物系神经生物学研究室，南京２１０００８）突触（ｓｙｎａｐｓｅ）是神经信息传递的关键部位，高等哺乳动物的中枢神经系统是以化学突触为主。关于突触结构参数的研究，经典的测定指标有突触前终扣面积、终扣...

界面曲率对超疏水微通道减阻的影响

针对具有横向微槽的超疏水微通道中的流动减阻特性,采用Fluent模拟了微通道中的二维层流流动,分析了气-液界面曲率、流动和结构参数对减阻效果的影响。结果表明:压降比和滑移长度随凸出角增大均呈单驼峰曲线变化;当θ=θ_(opt)时,随自由剪切面积比和周期单元长度增加,压降比和滑移长度均提高,减阻效果显著;当θ>θ_n,尤其是θ≈90°时,横向微槽起增阻作用,且提高自由剪切面积比和周期单元长度将显著降低压降比和滑移长度,增阻作用愈加显著;雷诺数对减阻效果影响很小。

加载面曲率对柔性压磁材料薄片力学性能的影响

在曲率较大的柱形或球形凸、凹接触界面之间的压力测量过程中,一般会将测试前呈平直薄片的柔性传感器敏感元压至与被测表面面型一致,这样就会因敏感元自身面型变化而引入测量误差。这是这类接触界面压力测量传感器研制中必须关注的问题。针对这一背景,以圆柱形接触界面为例,采用作者以前建立的含柔性泡沫元件组合结构的近似数值分析方法,建立凸圆柱面-柔性压磁材料薄片-凹圆柱面的有限元模型,通过数值模拟和相应实验,得到了不同曲率圆柱面加载下柔性压磁敏感材料薄片所受轴向压缩应力与轴向压缩应变之间的关系。结果表明,加载面曲率越小,应力-应变曲线的近似线性段的斜率就越大,在加载面曲率半径大于20 mm时,其影响基本可以忽略。该结果对于将柔性压磁敏感材料薄片作为敏感元开发大曲率柱形或球形接触界面之间的压力测量传感器具有理论指导意义。

视皮层LTP维持阶段的突触形态计量学研究

本实验使用１８～２０ｄ的幼年大鼠视皮层脑片标本，在ＬＴＰ出现后３ｈ取局部微脑片固定进行ＬＴＰ维持阶段超微结构的研究。分别与孵育相同时间而未予任何刺激的脑片和仅给予测试刺激的脑片作比较。运用图像分析仪分别对三组电镜结果进行以下参数的测量：（１）突触间隙的宽度；（２）突触后致密物（ＰＳＤ）的厚度；（３）活性区的长度；和（４）突触界面曲率。用双盲法对突触数目进行计量，并用立体计量学方法对各种突触类型进行定量，所得数据用方差分析进行统计学处理。结果显示：（１）ＬＴＰ形成后１５ｈ左右，其反应达到峰值，然后维持在最高水平一直到３ｈ仍无下降趋势；（２）突触间隙的宽度较两个对照组明显增宽；（３）ＰＳＤ的厚度也明显增厚；（４）活性区的面密度及突触界面曲率明显增加；（５）总突触数目和棘突触数目的数密度较空白对照明显增高；（６）穿孔性突触的数密度与对照组相比明显增加。结果提示：活性区面密度的增加及突触界面曲率的增大可能是ＬＴＰ维持的形态学基础。穿孔性突触的形成与ＬＴＰ的维持密切相关。

血管性痴呆大鼠海马超微结构的变化及药物干预

目的:探讨血管性痴呆病理机制及黄精口服液的作用机制。方法:结扎双侧颈总动脉建立血管性痴呆模型,黄精口服液灌胃,应用透射电镜观测神经细胞、胶质细胞、微血管病理变化和突触结构参数的变化。结果:血管性痴呆大鼠海马CA1区神经组织线粒体肿胀、嵴断裂、模糊或消失,微管断裂、排列紊乱,神经毡中突起肿胀、变性,突触结构参数明显改变;毛细血管内皮细胞局部基膜和星形胶质细胞也有病理改变。黄精口服液干预的大鼠海马组织病理变化明显减轻;海马CA1突触界面曲率增大、突触后致密物增厚、突触活性区增长。结论:(1)突触结构变化是血管性痴呆的病理机制之一;(2)黄精口服液促进突触重建、改善血管性痴呆大鼠学习记忆能力。

视皮层LTP形成后的突触形态特征

本文对产生ＬＴＰ的幼年大鼠视皮层脑片标本进行了电镜观察。研究发现，产生ＬＴＰ的实验组标本中有大的“Ｕ”形突触形成。这种Ｕ型突触的界面曲率可大于２，多有两个以上的活性区。活性区部位的曲率变化更为明显。而对照组未见到这种变化。提示Ｕ型突触可能是ＬＴＰ发生的结构基础。

流动拓扑对液体射流失稳与雾化的影响

在大推力液体火箭发动机燃烧过程中,推进剂射流失稳与雾化是起始环节,会对后续蒸发与燃烧等过程产生显著影响。尽管前人做过很多研究,但对湍流射流雾化机理的认知还存在盲区。基于此通过流动拓扑理论来揭示湍流液体平面射流的雾化机理。采用直接数值模拟方法对静止空气环境下的液体平面射流雾化过程进行了高分辨率数值模拟,分析了流场中不同拓扑结构与气液界面曲率的相互影响,阐明了流动拓扑对液体平面射流雾化的影响机制。研究发现,所有流动拓扑结构都有助于产生压缩应变率和拉伸应变率,其中不稳定焦点结构(UFC)拓扑结构对流场应变率的影响最大;在流动拓扑结构影响下,液体体积分数等值面的曲率与应变呈现负相关关系。另外,UFC主要产生拉伸应变率,而其余流动拓扑结构主要产生压缩应变率。研究结果表明:射流雾化过程主要受到UFC拓扑结构的影响,UFC会促进气液界面产生较大的拉伸应变率,进而促进片状或管状结构液体结构生成,从而引起液体射流破碎。

Kelvin公式适用于微小气泡吗?

考虑到气泡要在液体中稳定地存在,必须充入其他气体,据此导得液体在气泡中的饱和蒸气压与在平面液体中相同,仅随温度而变,而与气泡的曲率半径无关。因此,Kelvin公式不适用于微小气泡。

复乳液在延展流中流变行为研究

为了探究复乳液内部子液滴的大小和位置分布对其流变行为的影响,采用二维波谱边界元素法数值模拟了延展流中同心复乳液和非对称复乳液的流变行为.通过改变子液滴的大小和位置得到复乳液不同的流变行为,并深入分析其变形和移动机理.研究结果表明:在不同的毛细管数下,同心复乳液内部子液滴的存在对复乳液的变形有正反双重作用;双子液滴的不对称分布导致非对称复乳液两侧界面变形和曲率不对称,界面曲率差驱使母液滴在延展流中发生移动.

幼年大鼠视皮层脑片标本LTP形成后的电镜观察

选取电生理实验中出现较大ＬＴＰ的脑片标本即时固定、切片、电镜观察。发现凹型突触增多，特别是有Ｕ型突触的形成，使突触界面曲率明显增大。本文就突触曲率变化与ＬＴＰ的关系进行了讨论。

粗化过程中颗粒界面形状演化的三维多相场法研究

利用多相场模型对液-固两相体系中固相颗粒的粗化过程进行了三维模拟,对粗化过程中的界面形状分布进行了统计分析,研究了不同固相体积分数下颗粒连接状态对界面形状演化及粗化速率的影响.模拟结果表明:当颗粒间存在大量连接时,粗化速率随固相分数的变化速率比颗粒无连接时变缓,且随着粗化进行,高曲率的双曲形界面所占比例不断降低,低曲率的椭球形界面所占比例逐渐增多;无论固相颗粒间是否发生连接,界面形状演化经历一定阶段后,三维界面形状分布均呈现自相似性,但随着固相体积分数的增加,界面形状分布呈现自相似性所需的时间延长.