GaSe/ZnS异质结的结构和界面性质的第一性原理研究

本文设计了一种GaSe/ZnS范德瓦耳斯异质结构(vdWH),并用第一性原理计算系统地分析了该异质结构的几何、电子、输运性质。通过结合能、声子谱、从头算分子动力学(AIMD)模拟验证了所构建GaSe/ZnS范德瓦耳斯异质结构的稳定性。详细计算了GaSe/ZnS vdWH界面性质中的平面平均电子密度差和平均静电势。结果表明,GaSe/ZnS vdWH是一种直接带隙为2.19 eV,载流子迁移率较高的异质结构。其中,沿x方向的电子迁移率可达1394.63 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),而沿y方向的电子迁移率可达1913.18 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),性能优异,有望应用于电子纳米器件。

富含OPO、OPL和LPL的结构脂质促进C57BL/6小鼠脂质代谢

该研究通过酶法合成一种富含1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(OPO)、1-油酸-2-棕榈酸-3-亚油酸甘油三酯(OPL)和1,3-二亚油酸-2-棕榈酸甘油三酯(LPL)结构脂质(SL),并研究其对小鼠脂质代谢的影响。选取21只健康的C57BL/6J型实验小鼠均分为3组,喂食无脂纯合日粮,并以灌胃形式分别给予小鼠相同剂量的大豆油,InFat CC(一种富含OPO的产品)和SL(富含OPO、OPL和LPL)。喂养期间观察小鼠体重和摄食量的变化,并检测小鼠血清和肝脏中相关的脂质指标。实验表明,喂养富含OPO、OPL和LPL结构脂质(SL)的小鼠平均体重(24.97 g)低于大豆油(27.29 g)和InFat CC组(26.54 g)小鼠,SL组小鼠肝脏中的总胆固醇TC(0.05 mmol/g prot)、总甘油三酯TG(0.14 mmol/g prot)和脂肪酸合成酶(FAS)质量分数(0.13 mg/g肝脏)与大豆油和InFatCC组相比显著降低(P<0.05)。该研究表明SL能够通过促进肝脏脂质代谢来控制小鼠体重增加,为结构脂质的膳食应用提供理论依据。

紫草素纳米结构脂质载体的制备与评价

目的 制备并优化紫草素纳米结构脂质载体(NLC),并对其进行表征、创面刺激性测试及抗炎活性评价。方法 通过饱和溶解度测定、脂质相容性和乳化能力筛选了紫草素NLC的处方。以粒径和多分散系数(PDI)为指标,考察紫草素NLC的制备方法,并采用该方法制备紫草素NLC,单因素法考察固液脂质比、总脂质用量、乳化剂用量和投药量的范围。通过正交试验考察固液脂质比、总脂质用量、投药量对PDI和载药量的影响,得到最优处方,并对其进行验证及表征。通过在大鼠背部表皮造成破损后连续给药,测试紫草素NLC的创面刺激性。采用脂多糖诱导RAW264.7细胞炎症模型,以NO释放率为指标评价紫草素NLC的体外抗炎活性。结果 采用Transcutol P为液体脂质,固体脂质为双硬脂酸甘油酯,乳化剂为BRIJ?O20,采用薄膜水化法制备NLC,最优处方:乳化剂用量为6%,固液脂质比为4∶6,总脂质用量为6%,投药量为20 mg。大鼠背部破损皮肤均未见红斑或水肿,皮肤组织结构均基本正常,同时等剂量下的紫草素NLC抑制RAW264.7释放NO的能力存在比紫草素更强的趋势。结论 制得的紫草素NLC载药量高,粒径均一。紫草素被制成NLC后,对创面无刺激性,细胞毒性有所下降,同时具有较好的抗炎活性。

基于耗散粒子动力学模拟辅助的纳米结构脂质载体优化制备

基于分子模拟能够探究纳米结构脂质载体(nanostructure lipid carriers,NLC)各物质间的结合能、溶解度参数等,预测混合物的相容性,从而用于指导实验前原料种类以及用量选择。该文以姜黄素(curcumin,Cur)为模型营养物,以固体脂质(单硬脂酸甘油酯)和液体脂质(中链甘油三酯、葵花籽油、甜橙油)及表面活性剂(泊洛沙姆188、卵磷脂、吐温-80)作为筛选对象,采用耗散粒子动力学(dissipative particle dynamics,DPD)方法进行模拟筛选,再通过正交试验制备NLC以对模拟结果进行验证,最后对NLC的粒径和微观形态等进行表征。模拟与实验结果均表明,单硬脂酸甘油酯-中链甘油三酯(medium chain triglycerides,MCT)-卵磷脂能形成较好的载体体系,固液脂质比为1∶3(质量比),卵磷脂含量为5%(质量分数),姜黄素含量占总脂质的3%(质量分数)时形成的球壳结构最好。优化后制备的姜黄素NLC平均粒径为(233.8±2.4)nm,电位为(-38.2±0.6)mV,包封率为85.06%,微观形态均匀分散、没有明显聚集现象。

叶酸-壳聚糖修饰胡椒碱纳米结构脂质载体的制备及其体外释放研究

目的制备叶酸-壳聚糖修饰的胡椒碱纳米结构脂质载体(FA-CS-PIP-NLC),并评价其体外释放性能。方法通过叶酸与壳聚糖反应、纯化后得叶酸-壳聚糖复合物(FA-CS),以胡椒碱为模型药物,采用溶剂注入法制备胡椒碱纳米结构脂质载体(PIP-NLC),采用电荷吸附法制备FA-CS-PIP-NLC,并考察其形态特征、粒径、分散系数、Zeta电位、包封率、载药量,以及在不同pH介质中的体外释药特性。结果制备的FA-CS-PIP-NLC呈球形或近球形,粒径为(130.6±3.7)nm,分散系数为0.26±0.01,Zeta电位为(2.9±1.2)mV,包封率为(89.63±2.07)%,载药量为(1.28±0.33)%,在pH 7.4和pH 5.5磷酸盐缓冲液中48 h的胡椒碱累计释放率分别为65.42%和69.73%。结论所制备的FA-CS-PIP-NLC粒径小,稳定性好,包封率高,缓释性能良好。

白藜芦醇纳米结构脂质载体的制备与体外释放研究

目的 制备白藜芦醇纳米结构脂质载体(Res-NLCs),并对其进行理化性质和体外释放特性的考察。方法 采用乳化蒸发-高压均质法制备Res-NLCs,通过正交试验得出最优处方,并对最优处方制得的Res-NLCs进行理化性质考察;通过HPLC建立白藜芦醇体外释放方法学,采用动态透析法对Res-NLCs的体外释药特性进行考察。结果 Res-NLCs的最优处方为:双硬脂酸甘油酯用量为0.0356 g,大豆磷脂用量为0.3918 g,Tween-80的质量浓度为4.25%,辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯用量为0.0475 g。经透射电镜观察Res-NLCs呈规则圆球状,分散均匀。测得Res-NLCs的平均粒径为(81.87±0.14)nm,多分散系数为(0.099±0.02),Zeta电位为(-8.09±0.75)m V,包封率为(98.43±0.07)%,载药量为(11.04±0.14)%。体外释放结果显示,白藜芦醇溶液在8 h释放97.31%,而Res-NLCs则缓慢持续释放,并在48 h后达到释放平台,累计释放的白藜芦醇为80.69%。结论 通过乳化蒸发-高压均质法制备的Res-NLCs粒径小,分散均匀,具有较高的包封率及载药量,并可显著延长白藜芦醇释放的时间,具有良好的缓释效果。

DAG和LML型结构脂质的热力学及煎炸应用特性研究

以功能性健康油脂甘油二酯(Diacylglycerol,DAG)和长-中-长(Long-Medium-Long,LML)型结构脂质为研究对象,大豆油为对照,研究50%DAG、90%DAG和LML型结构脂质的理化性质、热力学特性及煎炸应用特性。结果表明:50%DAG、90%DAG和LML型结构脂质与大豆油的黏度、密度和过氧化值(POV)基本保持一致,且三者的茴香胺值(AnV)均高于大豆油;与大豆油相比,50%DAG、90%DAG和LML型结构脂质中的甘油酯组成和脂肪酸组成仅有由结构与引入脂肪酸的不同而引起的差异,没有发生其他明显变化;50%DAG和90%DAG中的—OH及LML型结构脂质中的中链脂肪酸均会引起油脂失重起始温度降低,且50%DAG和90%DAG均会出现温度跨度较大的熔融曲线;50%DAG、90%DAG和LML型结构脂质在3470 cm^(-1)、1400~1100 cm^(-1)、722 cm^(-1)等处均出现由结构不同引起的吸收峰差异;连续高温煎炸后,50%DAG、90%DAG和LML型结构脂质的AV、POV、色度、水分含量、AnV和甘油酯组成及被煎炸土豆条的质构特性均体现出良好的稳定性。总之,50%DAG、90%DAG和LML型结构脂质在高温连续煎炸中能保持良好稳定性,满足国家煎炸用油标准,可作为日常煎炸用油使用。

沥青质、胶质分子结构构型推测分析工具SSxAA

对稠油沥青质、胶质化学结构的预测和分析有助于石油的炼制和加工。笔者通过Microsoft Visual Studio 2022软件开发的沥青质推测结构工具(SSxAA,Structure speculation and analysis of asphaltenes)是一套可以自动预测稠油沥青质、胶质分子构型的软件。SSxAA借助已有的Brown-Ladner方法,通过软件中设定的结构参数计算、分子构型生成以及合适构型筛选3部分,可以实现仅需输入实验数据便可得到与实验数据相符的稠油沥青质、胶质分子结构构型,再通过分子动力学模拟计算对筛选的结果进行分析,可获得最佳的分子结构。SSxAA已应用于稠油沥青质和胶质平均分子构型的推测,并有望通过后续的更新应用到其他合适的结构分析中。

新型轻质结构一体化复合墙板抗弯试验研究

以有无边框龙骨、面板厚度、加载方向、横龙骨数量、有无洞口、跨度和宽度为基本参数,对7组共11个复合墙板足尺试件进行抗弯试验研究并给出了优化建议,得到了各试件的破坏模式及其荷载-位移曲线、变形分布曲线和钢龙骨荷载-应变曲线。结果表明:有无边框龙骨、面板厚度、横龙骨数量、跨度和宽度对试件的极限抗弯承载力影响显著;加载方向不同,试件破坏模式区别较大;试件开洞对其极限承载力有一定影响但仍能满足使用要求;在正常使用极限荷载作用下,试件承载力及变形均可满足使用要求且有较大安全余量。

基于均匀化拓扑优化的轻质多孔结构等效方法

通过拓扑优化设计得到的孔洞结构,往往不规则,甚至过于复杂、难于加工、多数需要进行二次设计,为了避免二次拓扑优化求解过程复杂、效率低、耗时长,甚至出现不收敛、棋盘格、灰色单元等情况,提出一种基于均匀化拓扑优化的轻质多孔结构等效方法。该方法首先需对研究结构进行初次拓扑优化,提取拓扑优化后的关键性能参数如应变能、最大应力、最大位移等。然后依据上述提取的参数作为后续寻求结构等效的条件。基于能量均匀化方法求解出与拓扑优化后等效的微结构。将等效微结构阵列得到的周期排列结构即为轻质多孔等效结构。最后对拓扑优化结构和轻质多孔等效结构进行有限元分析对比,验证此方法的可行性。结果表明:轻质多孔等效结构与初始拓扑结构相比,其综合性能基本不变,但因轻质多孔结构的规则性使得加工难度大大降低。

结构脂质的酶法合成及应用酶工程提高其合成效果的研究进展

基于利用脂肪酶对天然油脂进行改性生成结构脂质(Structured Lipids,SLs)可赋予油脂额外的健康属性,有效提高产品附加值,对近期报道的各类SLs酶法合成及通过酶工程技术(结构设计和固定化)提升合成效果的研究进行综述,认为,使用sn-1,3位置专一性脂肪酶可精准合成SLs,利用分段变温反应、超临界流体反应、真空反应、超声波辅助等途径可有效抑制酰基转移,从而提高产物得率;脂肪酶的结构设计可提高其催化效率、稳定性和底物专一性,使SLs的合成效率和得率有所提升;固定化脂肪酶技术也能提高脂肪酶的反应活性和稳定性,增强其重复利用性,降低SLs酶法合成的成本。未来应针对不同SLs的结构特点,通过结构设计获得高活性、高稳定性和专一性的酶分子,结合新型固定化技术创制高性能酶制剂,以期为高效、精准的SLs酶法合成工艺的创新发展提供参考。

固体脂质纳米粒与纳米结构脂质载体的制备和质量评估研究进展

为促进固体脂质纳米粒与纳米结构脂质载体的综合利用,介绍了固体脂质纳米粒与纳米结构脂质载体的结构、组成,并对其生产技术及质量评估进行了详细阐述。固体脂质纳米粒和纳米结构脂质载体是分别以固体脂质或混合脂质为结构核心并伴有表面活性剂稳定水包油结构的脂溶性物质的纳米输送载体。固体脂质纳米粒和纳米结构脂质载体由脂类、乳化剂及其他成分组成,可采用高能制备工艺(高压均质法、微射流法和超声法)和低能制备工艺(变温相转变法、微乳液法、膜接触法和恒温相反转法)制备,其质量评估指标有粒径、Zeta电位、活性分子的负载能力和包封率及脂质基质的结晶行为等。固体脂质纳米粒和纳米结构脂质载体具有低毒性、低生物降解性、高效生物相容性和利于大规模生产的优势,可作为递送载体保护食品或医药中的活性物质。

轻质隔声夹层板结构声振耦合拓扑优化

为了满足夹层板结构轻质及隔声性能优化需求,提出了一种基于线性材料插值模型的三场浮动投影动力学拓扑优化方法,进行夹层板结构声振耦合拓扑优化设计。首先,结合混合位移/声压(u/p)有限元格式和线性材料插值模型,解决多场耦合界面依赖性问题和低密度区域局部模态问题;其次,面向三维轻质夹层板结构声振耦合特性,建立以隔声性能最大化为目标,轻量化体积分数为约束的优化范式;第三,依托阻抗管隔声性能试验场景,对三维夹层板结构有限元数值模型进行拓扑优化设计,并结合阻抗管试验验证方法的准确性和有效性;最后,将所得优化构型与常见夹层板构型的隔声性能进行对比。研究结果表明:采用所提方法可获得性能优越的新颖拓扑构型,1100~1300 Hz优化目标频段对应的优化目标隔声性能即传声损失总值从197.62 dB提升到205.09 dB,且数值仿真结果与试验结果吻合良好。在结构同等质量下,优化目标频段拓扑构型的隔声量性能优于常见开孔/闭孔矩形蜂窝状、蜘蛛网状夹层板结构的隔声量性能。

羟基频哪酮视黄酸酯纳米结构脂质载体的体外透皮效果

采用微乳法制备羟基频哪酮视黄酸酯(hydroxypinacol retinoate,HPR)纳米结构脂质载体(nanostructured lipid carrier,NLC),简称HPR-NLC。利用离体猪皮和Franz扩散池渗透装置对该脂质载体进行体外透皮试验,并与HPR非包裹体做透皮效果比较。在不同时间收集接收液样本,用液相色谱法测定接收液中HPR的质量浓度,计算其累积透过量,通过累计透过量-时间曲线评估2种不同工艺HPR样品的透皮吸收效果,同时检测猪皮中HPR的滞留量。结果表明,NLC更有助于HPR的透皮渗透,24 h时NLC中HPR的累积透过量为26.48μg/cm2,是非包裹体的9倍;猪皮中HPR的平均滞留量为4.32μg/cm2,是非包裹体的6.5倍。

槲皮素纳米结构脂质载体的处方与制备工艺优化

目的:对槲皮素纳米结构脂质载体(Q-NLC)的处方与制备工艺进行优化和评价。方法:以粒径大小、多分散指数和Zeta电位等作为质量评价指标,采用单因素试验优化槲皮素纳米结构脂质载体的制备工艺;采用透射电子显微镜观察槲皮素固体脂质纳米粒的微观形态;采用紫外分光光度法测定槲皮素的药物包封率。结果:所制备的Q-NLC为白色乳光的透明乳液,在透射电镜下呈圆形或圆球形状。最优的制备条件为采用溶剂乳化超声法,药物用量为5.0 mg的槲皮素粉末,0.975 g单硬脂酸甘油酯、0.150 g聚乙二醇单硬脂酸酯、0.300 g辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯,泊洛沙姆188质量分数为1.0%,纳米结构脂质载体质量浓度为1 mg/mL,制备条件为在400 r/min以及70℃水浴条件下磁力搅拌时间15 min,超声搅拌时间为5 min。槲皮素在0.056~3.12μg/mL范围内线性关系良好,经测定槲皮素固体脂质纳米粒中药物含量为3.12μg/mL,包封率为39.42%±1.12%。结论:经优化制备的Q-NLC分散性好,包封率高,具有良好的稳定性,有望为槲皮素纳米药物的开发和应用提供实验基础。

非均质结构含量对煤岩组合体强度及破坏特征的影响

为研究非均质结构含量对煤岩组合体强度及破坏演化特征的影响,基于离散元软件,建立了不同非均质结构含量的煤岩组合体模型,考虑非均质结构含量为10%、30%、50%、70%和90%这5种方案,对煤岩组合体的强度特征、裂纹发育扩展过程进行了研究,分析了其影响机理。结果表明:随非均质结构含量的增加,煤岩组合体强度参数整体呈下降趋势,煤岩组合体声发射平静期范围呈先减小后增大趋势,声发射骤增期呈上升趋势;非均质结构与煤岩颗粒的属性差异导致了局部应力集中;非均质结构含量变化决定了试样强度特征和最终破坏模式,随非均质结构含量增加,煤岩和非均质结构中的主要承载结构由煤岩转变为非均质结构。

自由基化学-串联质谱用于脂质精细结构解析的研究进展

脂质作为六大营养素之一,与细胞膜构建、信号传导和能量代谢等多种生物学过程密切相关。然而,脂质分子结构多样性给分析带来了挑战。基于碰撞诱导解离(collision-induced dissociation,CID)的传统串联质谱(tandem mass spectrometry,MS/MS)技术仅可以鉴定分子种类和脂肪酰基链组成,难以分析C C位置、sn-位置、官能团取代及位置等精细结构。近年来,在多种结构层次上分辨脂质异构体的质谱方法迅速发展,其中,自由基的引入在脂质气相离子活化和引发化学反应等方面发挥着独特作用。本文综述了近10年来自由基化学结合串联质谱技术在脂质精细结构解析方面的应用进展,主要包括气相的自由基诱导解离(radical-induced dissociation,RID)和自由基参与反应的衍生化-串联质谱技术。

轻质装配式建筑结构设计与工程实践

随着现代建筑技术的不断发展,装配式建筑作为一种新兴的建筑方式,逐渐受到广泛关注。轻质装配式建筑结构设计作为其核心环节,对于提高建筑质量、节约资源、保护环境具有重要意义。本文介绍了装配式建筑的概念、特点及其优势,然后详细阐述了轻质装配式建筑结构设计的原则、方法和注意事项,并结合实际工程案例进行分析,并对轻质装配式建筑的未来发展进行了展望。

易攀藤在城市硬质护面结构生态修复中的应用研究

论述了易攀藤生态修复设计的原理与实施工艺,重点探讨了易攀藤在城市硬质护面结构应用设计的要点及其在野外应用项目的设计应用效果,阐述了攀援植物品种设计与景观效果的配置关系,为城市生态修复设计工程提供了基础性研究依据。随着我国城市化建设规模的不断发展,城市圈建设辐射范围越来越广,建设区域范围内支挡结构形式也变化多样,挡墙、护面墙、喷浆坡面、框架锚杆梁防护等硬质护面结构为节省土地资源起到关键作用,同时也给城市绿化美化带来更高要求。这些结构带来的灰色质感十分强烈,生态修复难度大,是城市生态修复中十分重要的一部分。

非均质结构堰塞坝溃决机理模型试验

堰塞坝是由滑坡等失稳地质体快速堆积并阻塞河道而形成的天然坝体,溃决后会对下游人民生命财产安全造成严重威胁。深入开展非均质结构对堰塞坝溃决过程的影响研究,可为堰塞坝灾害的风险评估和应急处置提供重要参考。依托自主研发的水槽试验装置,通过开展不同结构类型堰塞坝的溃决模型试验,分析了均质、竖向非均质和水平非均质结构对坝体溃决的影响。研究发现:1)堰塞坝侵蚀过程受局部区域材料性质影响严重。2)均质坝中,随着中值粒径增大,材料抗侵蚀能力增强,溃决特征先由层状冲刷变为陡坎侵蚀,再变为多级陡坎侵蚀,峰值流量逐渐减小,峰现时间逐渐推迟。3)竖向非均质坝中,坝体上部材料主要影响溃口形成阶段历时和坝前水位;中部材料主要影响溃口发展阶段的溃口下切速率;底部材料主要影响下游坡脚稳定性和残留坝体形态。受溃口加速下切和溃决流量增加彼此间相互叠加影响作用,中部及底部材料分布对峰值流量的影响最为显著。4)水平非均质坝中,坝体内部4个区域对溃口发展的影响不同。过流侧上方材料影响溃决前期的溃口下切速率;过流侧下方、对岸侧上方材料分别影响溃决中后期的溃口下切、展宽速率;对岸侧下方材料对溃口发展影响最小。泄流槽设计时,应考虑非均质结构的影响,基于坝体结构特征采用工程措施限制溃口深切、促进溃口展宽,以降低峰值流量。