关于膜蛋白侧向限制扩散的讨论

讨论了膜骨架栅栏模型和系链模型解释膜蛋白侧向限制扩散时的困难。在蛋白质一维约束扩散实验现象的基础上，提出了膜蛋白的两维约束扩散模型，并用这个模型讨论了膜蛋白的多种运动模式。

环境筛选和扩散限制对长江流域湖北段湿地植物群落构建的共同影响

湿地植物群落构建机制的研究可为湿地生态系统管理和受损湿地生态恢复与重建提供重要理论依据。地处长江流域的湖北省是我国湿地资源最为丰富的地区之一,通过野外调查研究了长江流域湖北段内不同类型湿地中的主要湿地植物群落类型,分析了研究区内湿地植物群落物种β多样性格局;利用相关性检验(Mantel test)方法和基于相似或相异度矩阵的多元回归模型(MRM)分析了环境差异和地理距离与湿地植物群落的物种相异性的相关性,及其对该区域湿地植物群落构建的相对贡献率。结果表明长江流域湖北段8个不同类型湿地内的湿地植物群落物种相异性指数差异显著,群落间物种相异性指数与地理距离和环境距离均呈显著正相关关系;MRM分析表明环境筛选和扩散限制共同解释了研究区内群落物种变异指数的54.72%;其中,环境距离独立解释率为22.03%,地理距离独立解释率为9.98%,二者联合解释率为22.71%。结果表明环境筛选和扩散限制共同影响了长江流域湖北段湿地植物群落构建过程,且环境筛选贡献更大。建议除了考虑空间尺度、环境因子、植被类型外,未来需进一步研究时间尺度及人类干扰等因子对该区域湿地植物群落构建的影响。

大豆光合限制作用的土壤水-氮交互响应及其与叶片水分利用效率的关系

本文以我国北方旱地大豆(Glycine max(L.)Merr.)为材料,以光合限制作用为研究对象,设计土壤水-氮交互实验,探究其光合限制作用的水-氮交互响应及其与叶片瞬时水分利用效率(WUEins)和内在水分利用效率(WUEint)的相关性。结果显示:(1)大豆叶内CO_(2)扩散性限制作用(叶肉限制,l_(m);气孔限制,l_(sc))随水分胁迫逐渐增大,生化限制(l_(b))逐渐减小;(2)土壤水-氮交互后,植株l_(m)和l_(sc)均减小,而l_(b)显著增大;(3)l_(m)和l_(b)分别与WUEins及WUEint呈显著的负、正相关(P<0.05),而l_(sc)与二者的相关性不显著;(4)相较l_(sc)和l_(b),l_(m)对植株光合碳同化与叶片水分利用效率的贡献率最大,为大豆光合与水分利用能力变化的主导限制因子。研究结果旨在揭示土壤干旱与大气氮沉降双因子交互调控作物光合碳同化的生态效应,并分析该效应与作物水分利用能力的内在关系。

基于扩散的MR成像技术在前列腺癌诊断中的应用进展

前列腺癌(prostate cancer,PCa)的发病率居全球男性恶性肿瘤第二位,致死率居第五位,对老年男性健康构成极大威胁。多参数磁共振成像结合形态、功能学信息,在PCa的诊断中发挥关键作用。在不同成像技术中,扩散加权成像能够在活体细胞水平提供水分子扩散信息,在PCa的检出中显示出很高的精确度,由此衍生的表观扩散系数与肿瘤侵袭性高度相关,显著提高了前列腺癌诊断的敏感性和特异性。与此同时,基于扩散原理的新技术的发展,使MR在PCa诊断、侵袭性评估中发挥更大作用。

利用限制扩散湿法刻蚀法制作GaAs微透镜

采用微透镜作为输出耦合镜,与垂直腔面发射激光器(VCSEL)的p-DBR和n-DBR构成复合腔,可以获得大功率单横模激光输出,改善光束质量。在GaAs衬底上采用限制扩散湿法刻蚀技术制作出不同直径的微透镜,研究了微透镜形成的基本原理、工艺流程,通过控制腐蚀的时间和腐蚀溶液的配比度,得到了不同曲率半径的微透镜,并且对微透镜表面形貌进行了研究。

生境异质性和扩散限制对南亚热带常绿阔叶林群落物种多样性的相对作用

【目的】量化研究生境异质性和扩散限制对南亚热带常绿阔叶林群落物种多样性的相对作用,为进一步揭示鼎湖山南亚热带森林群落的多样性维持机制提供理论依据。【方法】以鼎湖山20 hm2南亚热带常绿阔叶林群落的71333株、195种植物空间分布信息为基础,采用准确、可靠的空间统计模拟方法,系统比较物种多样性维持机制。采用均质泊松模型、异质性泊松模型、均质Thomas模型和异质性Thomas模型分别检验随机过程、扩散限制、生境异质性以及扩散限制和生境异质性的联合作用对种-面积关系(SAR)的影响。【结果】大多数种群在空间上都呈聚集分布;生境多样性假说中的生境异质性和和群落中性理论中的扩散限制,都对物种多样性分布格局产生显著影响;空间点格局模型模拟结果表明,相比于生境异质性和扩散限制的单独作用,它们的联合作用对SAR的解释更好;Cox过程模拟物种分布过程的结果表明,生境异质性和扩散限制在鼎湖山样地中联合起作用的物种比例高于二者单独起作用的物种比例,43.75%的物种同时受2个过程的显著影响,二者单独起显著作用的比例表现为生境异质性(31.12%)高于扩散限制(25.13%)。【结论】生境异质性和扩散限制都是维持该地区物种多样性的主要驱动力,二者缺一不可。鼎湖山南亚热带森林群落中生境异质性的作用强于扩散限制作用。要进一步揭示鼎湖山南亚热带森林群落的多样性维持机制,有必要继续细化研究不同种组在不同尺度上的作用机制和贡献。

砂仁光合作用的CO_2扩散限制与气孔限制分析

目前常用从气体交换参数计算的胞间CO2 浓度(Ci)来计算气孔限制值(Ls),但由于胁迫情况下计算的Ci偏高常导致结果不准确。该文引入扩散限制分析概念,以砂仁为例介绍了一种不需Ci 的计算扩散限制值(Ld)的新方法。同时通过叶绿素荧光参数间接估算受干旱胁迫植株的Ci(用Ci′表示)计算气孔限制值(Ls′)。采用这3种方法分析了生长在100%和40%土壤相对湿度(RSM)下的砂仁(Amomum villosum)净光合速率的限制因素。结果表明两种水分状况下砂仁午后净光合速率的限制因素不同。100%RSM下,午后砂仁Ls 没有升高,说明光合作用气孔限制并未增强;午后其Ld 升高表明光合作用的CO2 扩散限制增强,这主要是由叶肉阻力相对增大所致。40%RSM下,午后砂仁Ls′升高比Ld 升高明显,说明气孔阻力在所有扩散阻力中占主导作用,是限制净光合速率的主要原因;而其Ls 午后并未升高,暗示传统的气孔限制分析会得出非气孔限制的错误结论。Ci′低于Ci,说明干旱胁迫时传统的气体交换方法高估了Ci。上述结果都证明水分胁迫情况下传统方法不可靠,该文介绍的两种新方法比较准确可靠,同时使用两种新方法还可定性推测叶肉阻力的变化方向。

纳米沸石的模板可控去除及分子扩散限制

采用微波水热合成纳米β沸石,并利用微波辅助的类芬顿法可控去除纳米β沸石孔道中的模板剂,使其具备一定的孔道深度、比表面积以及可接近酸性位.以果糖酸催化转化为5-羟甲基糠醛(5-HMF)为探针反应,探索了果糖分子在不同孔道深度和活性位的纳米β沸石中的扩散行为对催化效果的影响.研究发现,酸性位相同的条件下,纳米沸石孔道深度越深扩散限制越显著,反应选择性越差.即使在催化剂加入量相同即可接近酸性位不同时,果糖分子在孔道中的扩散限制对催化反应的影响也显著于酸量的影响,充分说明了微孔催化剂中反应物/产物分子扩散限制对于催化反应影响的重要性,使得所制备催化剂的表面酸性位和适宜的孔道深度共同对反应产生有利的影响.

葡萄糖传感器聚氨酯扩散限制膜的制备及其响应性能的研究

针对目前葡萄糖传感器响应电流线性范围小 ,不能满足糖尿病诊断、治疗的问题 ,采用扩散限制膜来扩大线性范围 ,主要研究了以聚氨酯为扩散限制膜的葡萄糖传感器。研究了在不同制膜液浓度及不同浸渍次数的条件下 ,葡萄糖传感器的响应性能。结果表明 :没有引入聚氨酯扩散限制膜的葡萄糖传感器响应线性范围很小 (<2 .78mM) ;引入聚氨酯扩散限制膜后 ,随着制膜液浓度及浸渍次数的增加 ,葡萄糖传感器的响应线性范围增大 (最高可达 0 ～ 33 .3mM) ,灵敏度减小 ,对干扰物质抗坏血酸的响应电流减小 (最大可以减少 95 % )。说明聚氨酯扩散限制膜的引入是提高葡萄糖传感器响应线性范围的一种非常有效的方法 ,并能较大程度地消除干扰物质抗坏血酸的干扰作用。

葡萄糖传感器聚氨酯扩散限制膜响应动力学的研究

对采用聚氨酯薄膜作为扩散限制膜的葡萄糖传感器的响应动力学进行了分析与计算。通过对葡萄糖氧化酶 (GOD)的米氏常数Km 值及衡量扩散控制作用的Y值的计算 ,从理论上说明了扩散限制膜的引入是提高葡萄糖传感器响应线性范围的一种有效方法。计算结果表明 :GOD经壳聚糖固定化后米氏常数Km 从 9.6减小到 7.2mmol/L ;随着制膜液浓度及浸渍次数的增加 ,Y值增加 ,线性范围扩大 。

核壳结构Fricke凝胶剂量计小球的制备及扩散限制的研究

设计制备了一种具有物理扩散限制层结构的核壳结构小球,将存在扩散的Fricke凝胶剂量计包裹在聚二甲基硅氧烷壳层内,最大限度解决Fe3+的扩散问题。制备过程简单,利用双微流控通道制备核壳小球,实验可重复性好,制备的小球大小形貌良好,小球平均直径约为2.90 mm,壁厚为0.22 mm,有限元模拟结果研究表明此核壳结构可应用于剂量验证。

醋酸纤维素扩散限制膜修饰葡萄糖生物传感器

为拓宽葡萄糖生物传感器检测的线性范围,分别利用质量浓度为0g/L、10g/L、15g/L、20g/L、25g/L和30g/L醋酸纤维素扩散限制膜,对以二茂铁为电子媒介体明胶戊二醛固定葡萄糖氧化酶制备的葡萄糖丝网印刷金电极进行修饰,研究了醋酸纤维素扩散限制膜对葡萄糖生物传感器性能的影响.结果表明,醋酸纤维素扩散限制膜有效地拓宽了葡萄糖生物传感器检测的线性范围,质量浓度为20g/L醋酸纤维素制备的扩散限制膜修饰的葡萄糖生物传感器性能最优,具有良好的产业化前景,其检测线性范围为0～30mmol/L,响应时间为10s,灵敏度为31.4μA/(mol·L-1),相关系数为0.99733.

基于改进扩散限制凝聚模型的点电极金属二维分形生长模拟

采用VB编程软件对传统扩散限制凝聚模型进行改进,通过改变特定漂移概率下的粒子数和运动步长,模拟点电极金属二维分形生长的过程。采用MATLAB软件对分形图进行分析时发现,分形维数随着粒子数的增多而逐渐增大,随着运动步长的增大而逐渐减小。模拟的分形图与特定条件下铜电沉积物的形貌较为吻合,分形维数相近,说明通过计算机模拟点电极金属二维分形生长是可行的。

扩散限制和非扩散限制对电沉积银形貌的影响

通过外加电压,以硅片为阳极在硝酸银溶液中,将银离子还原成单质银在硅基底表面上沉积生长,在不同外加电压下沉积得到不同形貌的银沉积物。为了解释电压对银沉积形貌的影响,通过对银的电沉积极化曲线进行分析,发现在电沉积过程中,沉积物会受多种动力学的影响,根据不同的动力学因素,极化曲线被分成了3个区域:电化学反应动力学区,扩散限制动力学区,反应和扩散控制竞争的动力学区。通过SEM观察到,银沉积物在这3个区域内会形成不同的形貌,分别为:多面体,分形和枝晶。扩散限制和非扩散限制理论(DLA)被用来对这3种形态的银沉积物产生的原因进行了分析。

环境筛选和扩散限制在地表和地下螨群落物种共存中的调控作用

识别扩散限制和环境筛选在群落物种共存中的相对作用,是土壤动物群落物种共存机制研究的重要内容,然而少有针对地表和地下土壤动物群落的探讨。在三江平原农田生态系统,设置一个50 m×50 m的空间尺度,探讨环境筛选和扩散限制对地表和地下土壤螨群落物种共存的调控作用。基于Moran特征向量图(MEMs)和变差分解的方法来区分环境筛选和扩散限制的调控作用;采用偏Mantel检验进一步分析环境距离和空间距离的相对贡献;使用RDA分析环境因子对螨群落物种组成的解释能力。变差分解结果表明,空间变量对地表、地下和地表-地下土壤螨群落具有较大的显著方差解释量,而环境变量和空间环境结构的解释量相对较小且不显著;偏Mantel检验没有发现环境距离或空间距离的显著贡献;RDA分析表明土壤p H值、大豆株高和土壤含水量对土壤螨群落具有显著的解释能力,说明环境变量对螨群落物种组成的重要作用。研究表明,在三江平原农田生态系统,地表和地下土壤螨群落物种共存主要受到扩散限制的调控作用,同时环境筛选的调控作用也不容忽视。

变化电压下扩散限制电解沉淀过程对铜的分形维数的影响

研究了铜的二维电解沉淀物在限制条件下的分形维数.拍摄了铜沉淀物随时间变化的照片,使用盒维法分析了各种条件下的豪斯多夫分形维数,并建立了计算机评估模型,以证明电压对豪斯多夫维数的重要影响.根据照片显示沉淀物的欧几里德几何形状也有着规则的变化.

扩散限制聚集模型

DLA模型以极其简单的算法模拟了复杂的无序形态 ,很快被视为描述远离平衡态生长的主要范例 .本文综述了对该模型分形形态和物理机制方面的研究工作 ,着重讨论了近年来一些理论框架建构的新进展 .

扩散限制凝聚过程的计算机模拟研究

利用多分散团簇-团簇凝聚模型,模拟了扩散限制条件下的凝聚过程,对生成的小粒度凝聚体的特征参数进行了研究。结果表明:凝聚体的回转半径与包裹半径随粒度的增加表现出近似一致的幂律变化趋势,但当模拟初始颗粒浓度接近和超过0.03时,二者会偏离分形标度,向更小值的方向发展,说明凝聚体形态结构对浓度的依赖性与凝聚体粒度无关。得到的二维凝聚体分形维数理论值为1.45。

扩散限制凝聚过程的凝聚体分形特征研究

利用多分散团簇—团簇凝聚模型,模拟了扩散限制条件下的凝聚过程,对生成的小粒度凝聚体的特征参数进行了研究。结果表明:凝聚体的回转半径与包裹半径随粒度的增加表现出近似一致的幂律变化趋势,但当模拟初始颗粒浓度接近和超过0.03时,二者会偏离分形标度,向更小值的方向发展,说明凝聚体形态结构对浓度的依赖性与凝聚体粒度无关。得到的二维凝聚体分形维数理论值为1.45。

基于零模型的腾格里沙漠东南缘固定沙地种群点格局分析

植物种群空间分布格局是种群生物学特性、种内或种间关系以及与环境因子综合作用的结果。明确植物空间分布格局对认识植物生态适应性与多样性维持机制具有重要意义。本研究选择腾格里沙漠东南缘30~40年固定沙地,基于点格局的完全空间随机模型、泊松聚块模型和嵌套双聚块模型分析并检验了小画眉草、狗尾草、虎尾草、猪毛菜、雾冰藜5种常见植物种群空间分布格局。结果表明:种群密度大小排序为:小画眉草>狗尾草>虎尾草>雾冰藜>猪毛菜。完全空间随机模型下,小画眉草种群在0~1000 cm尺度呈现出从聚集分布过渡到均匀分布,再转换为聚集分布的变化规律;其余4个物种在0~295 cm尺度表现为聚集分布,且聚集分布尺度随种群密度降低而降低。泊松聚块模型下,小画眉草、雾冰藜和猪毛菜物种在0~35 cm尺度内表现为聚集分布,其他尺度为随机分布;而狗尾草和虎尾草种群分别在0~55 cm、405~835 cm和0~75 cm、465~945 cm尺度表现为聚集分布,其他尺度均随机分布。嵌套双聚块模型下,5个物种在0~1000 cm尺度基本呈现随机分布,即在大聚块中都分布着小聚块。综合3种模型的检验结果,种子扩散限制、灌木的“沃岛”效应和藻结皮特性引起的微生境异质性共同决定了腾格里沙漠东南缘30~40年固沙区植被空间多聚块分布特征。