多介质流体力学计算的谱体积方法

针对高维及多物理耦合计算耗费大等困难,设计适合多介质流动模拟的模板紧致、易于并行、高阶精度、计算耗费小的谱体积方法。该方法是求解双曲型守恒率谱体积方法的直接推广,针对多介质流动物质界面捕捉的困难,利用拟守恒格式的思想避免物质界面处的非物理振荡。数值模拟结果表明,本方法具有高阶精度、高分辨率,且节约计算量,并且可以有效避免物质界面处非物理振荡。

一种MWENO谱体积(SVMWENO5)格式

构造一种新的谱体积(spectral volume)格式来求解双曲型守恒律,记为SVMWENO5(Spectral Volume method byMulti-Weighted Essentially Non-Oscillatory)格式。其主要思想是:第一步,将空间计算区域划分为一系列单元,称为谱体积,等分每个谱体积为一些子单元,称为控制体积(control volume)。第二步,在谱体积内部采用类似MWENO5(Multi-Weighted Essentially Non-Oscillatory)的格式进行重构,而在谱体积的边界处采用传统WENO5格式进行处理。第三步,利用Runge-Kutta TVD离散方法对半离散格式进行时间离散,得到时空一致高精度全离散格式。最后,在文中给出几个经典数值算例用以验证本格式的计算能力。

谱体积方法单元分割与问题单元标记方法的改进研究

谱体积方法是一种本质上解决网格依赖性的高精度CFD计算方法,本文研究了二维Euler方程的谱体积方法,提出一种基于切比雪夫多项式的单元分割方法,建立了基于WENO的变量限制器方法,并发展了结合谱体积和控制体的问题单元标记方法。采用15°超声速压缩拐角和NACA0012跨声速流动两个典型算例进行验证,结果表明,该分区方法具有更好的计算精度,标记方法可有效识别不连续区域,在较少的网格下即可获得与密网格传统有限体积法相当的计算精度。

超滤、三维荧光光谱与高效体积排阻色谱联合表征地表水环境中溶解有机质的性质

超滤、三维荧光光谱以及高效体积排阻色谱3种研究方法的结合可以表征不同类型荧光物质的相对分子质量分布规律,进而揭示它们的来源以及组分差异.用截留相对分子质量为1 000的再生纤维素超滤膜对几种不同类型地表水体中的溶解有机质进行分离后,利用三维荧光光谱以及相对分子质量分布特征谱图表征超滤完成后滞留液中相对分子质量较高的组分和渗透液中相对分子质量较低的组分中溶解有机质的性质.结果发现,湖北神农架大九湖沼泽水中原先被强腐殖酸荧光吸收峰E(Ex/Em:360 nm/462 nm)掩盖的类富里酸荧光吸收峰A(Ex/Em:260 nm/450 nm)和C(Ex/Em:320 nm/439 nm)以及类蛋白荧光吸收峰B(Ex/Em:275 nm/312 nm)和D(Ex/Em:220 nm/308 nm)因其相对分子质量较小而被分离进入渗透液中,可被荧光检测;贵州红枫湖南湖内源产生的类蛋白荧光吸收峰B(Ex/Em:280 nm/334 nm)和D(Ex/Em:225 nm/328 nm)在原水中含量太低,即使采用灵敏度高的荧光检测手段也很难从原水中直接鉴别出来,但超滤后却因其相对分子质量大而被保存在超滤滞留液中.此外,研究还发现不同来源的类富里酸荧光物质和类蛋白荧光物质其相对分子质量大小也存在差异.如红枫湖南湖内源产生的类蛋白荧光物质具有较大的相对分子质量分布,被保存在超滤滞留液中;而贵州阿哈湖外源输入的类蛋白荧光物质相对分子质量则较小,易通过超滤膜进入渗透液中.因此,3种研究方法的联合可以为研究地表水体中溶解有机质的性质提供方便直接的定性信息.

北京市大气气溶胶体积谱特性分析

本文利用AERONET的气溶胶月平均数据,分析了北京市大气气溶胶体积谱的季节性变化,并对气溶胶体积谱与光学厚度、Angstrom指数、小颗粒比例以及单次散射反照率的关系进行分析。分析结果表明:在春季北京市气溶胶体积谱中粗模态粒子占的比重较大,峰值半径约为3μm;在夏季北京市气溶胶体积谱中细模态粒子占的比重较大,峰值半径约为0.25μm;影响粗模态峰值异常增大的主要因素是沙尘,影响细模态峰值异常增大的主要因素是温度和湿度;在吸收性粒子浓度较低情况下,细模态粒子占主导地位时,单次散射反照率随波长的增大而减小,粗模态粒子占主导地位时,单次散射反照率率波长的增大而增大。

高效体积排阻色谱法测定改性柑橘果胶的分子质量

改性柑橘果胶(MCP)是一种具有抗肿瘤细胞生长、侵袭和转移活性的多糖。由于多糖的分子质量对其活性有很大的影响,因而需要测定其分子质量。选择的色谱条件为:TSKG3000PWXL色谱柱,以50mmol/L醋酸铵缓冲液为流动相,流速为0.5mL/min,柱温为40℃,样品质量浓度为10g/L,进样体积为20μL,示差折光检测器检测。采用Pullulan糖标准品,经校正获得回归方程,通过回归方程计算得到的MCP平均相对分子质量为:Mn为21000,Mp为46000,Mw为43000,Mz为66000。MCP的多分散性指数(PD)为2。该方法具有良好的重现性,而且简便、快速,为MCP的生产工艺、质量控制和组效关系等的研究提供了实用的分析检测手段。

从反射太阳光谱反演大气气溶胶体积谱分布的理论研究

由大气顶射出太阳辐射的形式解出发,结合球形粒子的米散射理论,由反射太阳光谱推导获得了反演整层大气气溶胶粒子体积谱分布的权重函数。在权重函数特征分析的基础上,根据一个简单的线性反演算法,利用大气辐射传输计算模拟的大气顶反射太阳光谱,反演获得了不同气溶胶浓度和复折射率条件下的气溶胶粒子体积谱。结果表明,初步建立了一套自洽的大气气溶胶体积谱分布的反演方法。通过米散射计算获得的反演参数考虑了波长对粒子半径的权重特征,使气溶胶体积谱的反演具有了明确的物理依据;同目前常用的查算表方法相比,简化了反演方案中参数化的复杂程度。

杜氏盐藻多糖的高效体积排阻色谱的保留特性及其分析方法的研究

通过对从杜氏盐藻中提取出的不同多糖级分在高效体积排阻色谱柱(Waters Ultrahydragel Linear,7.8 mmi.d.×300 mm,2根串联)上的保留特性的考察及其分离分析条件的优化,建立了高效体积排阻色谱分析盐藻多糖平均相对分子质量及其分布的方法。结果表明:流动相中盐的种类及其浓度、pH值对3种酸性多糖级分(特别是硫酸化多糖级分PD4a)的保留行为有显著影响;在柱温为45℃,流速为0.9 mL/min条件下,使用0.1 mol/L的NaAc水溶液作流动相基本上能消除非特异性吸附作用及分子间缔合等因素的干扰,使各多糖级分基本以非缔合状态按立体排除机制保留和分离。在优化的色谱条件下,测得的盐藻多糖5个级分的重均相对分子质量(Mw)分别为1 548 000,33 000,67 000,424 000,10 000;测得的硫酸化多糖级分PD4a的Mw和峰面积的相对标准偏差分别为1.7%和0.88%(n=5)。

示差折光和光散射双检测体积排除色谱的绝对定量化

讨论了示差折光和光散射联用双检测体积排除色谱的绝对定量化的原理,强调指出了试样注入量在数据处理中的重要作用.测量注入试样的这两种检测器的检测常数,可以同时得到试样的折光指数增量和重均分子量的绝对值.这一方法除了适用于各种均聚物外,还可以应用于高分子混合物的分析.此时,如将混合物看作为单一溶质,从所得折光指数增量和重均分子量,可对它们的组成作出定量分析,还可以判断共混物两个组分之间有无分子缔合等现象的产生.这一方法应用于聚甲基丙烯酸甲酯/聚苯乙烯(PMMA/PS)混合物的溶液,指明在四氢呋喃中两者产生缔合而形成了复合物.

体积排阻色谱和激光光散射对大豆蛋白热诱导聚集体的研究

采用体积排阻色谱(SEC-HPLC)和激光光散射(LLS)研究了不同浓度和离子强度下大豆蛋白热诱导聚集体的分子量分布和粒径分布。在离子强度为0时,SEC-HPLC的结果表明,热处理后的蛋白溶液主要由3部分组成,即聚集体、中间体和未聚集部分。聚集体部分随着浓度增加而逐渐增加;LLS的结果表明:体系有不均一的粒径分布,且浓度增加时体系的平均粒径增加。上述样品在较高离子强度下加热时,SEC-HPLC和LLS的结果都证明溶液中的中间体部分逐渐消失。因此,控制浓度和离子强度可以制备不同性质的大豆蛋白聚集体。

体积排阻色谱法测定低分子量肝素抗凝血因子Xa的活性

发展了一种基于体积排阻色谱测定低分子量肝素(LMWH)抗凝血活性的方法。利用肝素与抗凝血酶Ⅲ(ATⅢ)结合后可增强ATⅢ对凝血因子Xa(FXa)抑制作用的原理,通过测定加入LMWH后FXa水解其生色底物产生对硝基苯胺(pNA)这一反应的抑制程度确定LMWH的活性。首先将含有一定浓度LMWH的缓冲溶液与ATⅢ溶液混合,然后依次加入FXa和生色底物,分别孵育一段时间。底物被FXa水解,产生游离的pNA。体积排阻色谱可将小分子产物pNA与其他大分子分离开,因而可以在pNA的最大吸收波长下得到高灵敏度的测定,并且不再受其他成分的干扰。该方法重复性好,灵敏度高,极大地减少了样品的消耗量,降低了成本,并且还可进行各种复杂样品(如血浆)中LMWH抗FXa活性的监测。

体积排阻色谱与电感耦合等离子体质谱联用技术在富硒金针菇硒多糖形态分析中的应用研究

提取含硒7.97μg/g的富硒金针菇硒多糖,采用体积排阻色谱与电感耦合等离子体质谱(SE-HPLC-ICP-MS)联用技术进行在线分离分析,确定富硒金针菇中至少含有三种硒多糖,其分子量分别为4.27 kDa1、.868 kDa和1.54 kDa,含硒量分别占可溶性硒多糖中硒含量的14.95%、40.39%和44.66%。进一步研究证明:在金针菇的富硒培养过程中,硒不仅参与了生物大分子的合成,而且在富硒金针菇体内存在大量的具有生物活性的硒多糖。从分子生物学角度对新的补硒资源和生物活性因子进行有益的探索,为研究人类硒源的生物安全性和高效可利用性提供科学的理论依据。

体积排阻色谱-电感耦合等离子体质谱分析富硒大米含硒蛋白组成

建立体积排阻色谱-电感耦合等离子体质谱(SEC-HPLC-ICP-MS)联用技术分析富硒大米含硒蛋白组成方法。通过水提、盐提、碱提和醇提方法提取,并用丙酮沉淀蛋白,硒的回收率分别为9.6%,16.8%,48.2%和14.9%,纯化后的蛋白结合硒的量由大到小依次为碱溶谷蛋白>球蛋白>醇溶蛋白>清蛋白。蛋白液经SEC-HPLC-ICP-MS检测,通过蛋白色谱峰(λ=280 nm)和ICP-MS硒峰(78Se)对比分析,利用分子量标准曲线测定出4类蛋白中含硒蛋白的分子量。结果表明,富硒大米中清蛋白和醇溶蛋白并不是硒的主要存在蛋白。硒主要存在于>7 kDa的碱溶谷蛋白和球蛋白,其中碱溶含硒蛋白主要组分F1分子量为199.8 kDa。

单检测器体积排除色谱法测定共聚物的组成分布

体积排除色谱测定共聚物组成分布一般需双检测器。本文提出用示差折光仪单一检测器选择多种溶剂作多次测定可获得共聚物的组成分布。应用这种新方法测定了硅氧烷-苯乙烯双组分和硅氧烷-苯乙烯-丙烯酸丁酯三组分接枝共聚物的组成分布,获得了满意的结果。

共聚产物的体积排除色谱定量组成分析

本文给出了一种测定共聚产物组成的一般性体积排除色谱定量方法。共聚产物中存在的均聚物和未反应单体的含量以及共聚物本身的单体组成,可以结合用溶解度分离均聚物以处理试样,从体积排除色谱的试样注入量和实验谱图的面积计算得到。这一方法在聚二甲基硅氧烷-g-聚苯乙烯接枝共聚产物的组成分析上获得成功应用。

应用高效体积排阻色谱法测定市场抽检口蹄疫灭活疫苗中的抗原(146S)含量

应用高效体积排阻色谱法对5批市场抽检口蹄疫灭活疫苗中有效抗原(146S)含量进行检测,并使用口蹄疫O型、A型和亚洲1型抗原测试卡对5批疫苗中的抗原进行鉴别。结果显示高效体积排阻色谱法测定146S标准品浓度与峰面积线性关系良好,5批疫苗均检测到146S特征吸收峰(R2=0.9937,n=7),经计算得到灭活疫苗中有效抗原含量分别为2.05、3.73、2.03、4.87、3.41μg/m L;使用抗原测试卡鉴别了5批疫苗中的抗原类型。结果表明,高效体积排阻色谱法简便、高效,准确度较高,有望在口蹄疫灭活疫苗的质量控制中发挥重要作用。

高效体积排阻色谱测定油脂中氧化甘油三酯聚合物

为了分析甘油三酯氧化产物——氧化甘油三酯及其聚合物的组分分布,研究了高效体积排阻色谱检测高相对分子质量聚合物的方法,建立了采用正相硅胶制备色谱预分离油脂中极性组分,极性组分以高效体积排阻色谱-示差折光检测器测定,标准相对分子质量聚苯乙烯定性,峰面积归一化法定量的检测方法。油脂中极性组分的典型色谱峰构成是:氧化甘油三酯寡聚合体、氧化甘油三酯二聚体、氧化甘油三酯单体、甘油二酯、游离脂肪酸等。以氧化甘油三酯聚合物鉴别地沟油等深度氧化劣变食用油具有良好的应用前景。

体积排阻高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱测定印度芥菜中镉的形态

建立了体积排阻高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法(SEC-HPLC-ICP-MS)测定镉超积累植物印度芥菜中镉的形态分析方法。在镉胁迫下,诱导产生植物螯合肽(PCs)。因此,在叶片和根部均检测到植物螯合肽(PC)3-Cd、植物螯合肽(PC)2-Cd、谷胱甘肽(GSH)-Cd,及半胱胺酸(Cys)-Cd4种形态。研究结果证明,植物螯合肽的合成机制为先形成GSH-Cd而后形成植物螯合肽。在植物不同部位,Cd存在形态不同。叶片中主要以GSH-Cd存在,而在根部主要以PC2-Cd为主,结合不同镉刺激浓度条件下植物体内镉分布规律初步推断:根部PC2-Cd除了自身合成产生外,还有部分为叶部转移。为了防止巯基化合物氧化反应的发生,样品采取液氮保护并于-70℃保存,样品分析全流程用氮吹防氧化措施。

体积排阻色谱法(SEC)对重组人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子的复性并同时纯化

采用体积色谱法对由E.coli表达的重组人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(rhGM-CSF)复性与同时纯化工艺进行了研究。分别讨论了不同浓度的脲、流动相pH以及在流动相中添加不同比例的GSSG/GSH对rhGM-CSF复性与同时纯化的影响。结果表明:三者对其复性效率和质量回收率均有较大的影响,GSSG/GSH可有效提高rhGM-CSF二硫键的正确对接和复性效率,而低浓度的脲则可有效抑制蛋白沉淀,可大大提高质量回收率。在最优化条件下,SEC可在30 min内使rhGM-CSF在分离纯化的同时进行复性,其比活为1.31×107 IU/mg,质量回收率为42.3%,纯度可达到86.4%。

三酰甘油氧化聚合物的制备型快速柱层析-体积排阻色谱测定法

建立了一种简便、灵敏、无需内标的检测油脂中三酰甘油氧化聚合物(TGP)的分析方法。以制备型快速层析柱(PFC)(flash硅胶柱,20 g,40～60μm,6 nm)分离1 g油脂样品中极性组分(PC),经高效体积排阻色谱(HPSEC)(GPC柱,Ф7.8 mm×300 mm,粒径5μm,孔径10 nm)将PC细分为氧化三酰甘油寡聚物(TGO)、氧化三酰甘油二聚物(TGD)、氧化三酰甘油单体(ox-TGM)、二酰甘油(DG)、游离脂肪酸(FFA)。结合重量法测定油脂中PC、面积归一法测定PC中TGP,可准确定量油脂中的TGP含量。结果表明,TGO、TGD分别在28～1 800、11～2 800 mg/L范围内线性关系良好,相关系数(r2)分别为0.998 2、0.998 7,TGO及TGD的检出限(LOD)分别为28、11 mg/L,定量下限(LOQ)分别为113、44 mg/L;相当于油脂中TGP的LOD为0.01%。PFC-HPSEC法检测油脂TGP的相对标准偏差(RSD)均小于10%。PFC对3个PC加标水平(2.27%、8.47%、30.94%)的平均回收率为95%～98%,相对标准偏差(RSD)均低于4%。PFC-HPSEC方法与经典的硅胶柱-HPSEC方法定量油脂TGP的结果吻合度高,相对误差为0～8.9%。该方法能够在2 h内实现各种油脂中TGP含量的定量检测,包括使用过的废弃油脂与未使用的食用油脂,尤其适用于低含量TGP的初榨油和精炼油脂。