基于超高分辨率和超长深度光学相干层析成像技术的悬尾鼠航天相关神经眼综合征研究

为研究航天相关神经眼综合征(SANS)相关特征参数与微重力的相关性,以Sprague-Dawley(SD)大鼠为悬尾动物模型,构建了超长扫描深度的光学相干断层扫描(ULOCT)装置,测量大鼠眼部特征参数(角膜、前房、晶状体厚度和玻璃体腔深度及眼轴长度),以及视网膜超高分辨率(UHROCT)测量装置,测量大鼠眼底亚层结构参数(视神经层、视网膜内层、视网膜外层、脉络膜和巩膜的厚度)。结果表明大鼠悬尾1月后,眼底彩照未见明显视盘水肿等症状,但OCT结果显示大鼠眼结构发生明显改变:角膜变薄(p<0.01),眼轴缩短(p<0.05),视网膜外层变薄(p<0.01)。这些特征参数变化(尤其是眼轴明显缩短)展现了SANS亚临床前期的症状。本文为后续微观层面的SANS分子机制研究提供了宏观动物模型以及在体眼部测量新方法。

探究四聚体超表面中多极准连续域束缚态的调控机制

本文设计了由四聚长方体组成的全介质超表面,其中每个长方体刻蚀两个椭圆柱并填装空气.当分别为超表面单独引入面内对称破缺、位移扰动和周期扰动时,可在近红外波段产生稳健的准连续域束缚态模式(quasi-bound states in the continuum).通过测量准BIC (quasi-BIC)模式的谐振波长,计算准BIC模式的Q因子(quality fector)与不对称参数的关系,可进一步证实不对称参数对准BIC共振频率和Q因子的可调谐性.在此基础上,当同时引入面内对称破缺、位移扰动和周期扰动时,可获得5个高Q因子的准BIC模式.共振峰的数量、位置以及Q因子都可通过调整面内破缺、位移扰动和周期扰动的程度进行调控.该超表面的设计可为传感器的多参数传感以及灵敏度等性能的提升提供一种全新思路.

看得见的“水油平衡”:双连续型乳液凝胶

兼有乳液和凝胶双重性质的双连续型乳液凝胶,因其具有特殊的双相连续结构而在药物传送和液体电池等领域拥有广阔的潜在应用空间。其研制经历了从数值模拟到实验验证,从理论探索到工业应用的一系列过程。

线粒体膜完整性对细胞命运的调控

线粒体双层膜的完整性是细胞存活的关键因素,其遭到破坏后会使细胞发生凋亡、焦亡或炎症。线粒体膜的破坏包括线粒体外膜通透、线粒体内膜通透、通透性转换,三者可通过调控不同的信号通路导致不同的细胞命运。然而,这些信号通路之间存在交叉关联,使得线粒体膜对细胞命运的调控错综复杂,导致人们对其机制缺乏清晰的认识。本综述首先分析了不同程度线粒体外膜通透在细胞存活、癌变或凋亡中的作用,接着讨论了线粒体内膜通透通过引发线粒体DNA释放促进炎症发生的分子机制,然后阐述了线粒体通透性转换引发焦亡的作用机制,最后总结出线粒体膜完整性影响细胞命运决策的内在关联。深入了解线粒体膜完整性调控细胞命运的分子动力学机制,有助于为癌症和神经退行性疾病的诊疗提供思路。

基于自适应有限时间控制策略的高分辨率显微镜运动控制

针对大数值孔径显微成像技术对物镜位移台提出的长行程、高精度和大负载的要求,提出了一种非线性鲁棒运动控制策略以实现物镜位移台的精密运动。设计了大数值孔径显微镜的光路系统、虚拟样机以及由滚珠丝杠驱动的物镜位移台,采用双螺母预紧的方式消除滚珠丝杠传动间隙。将自适应技术引入非奇异终端滑模控制,实现系统状态的有限时间收敛,提高系统鲁棒性。针对滚珠丝杠传动机构内部的非线性摩擦效应,采用时延估计技术实现摩擦力的在线估计和实时补偿,将时延估计技术和自适应非奇异终端滑模控制相结合获得无模型控制特性。通过Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性。搭建了一个高分辨率的光学显微镜,实现物镜位移台的精密运动,采集到小鼠心肌细胞的显微图像,证明了所提算法的有效性。

苯硼酸功能化聚合物纳米载体用于蛋白质药物胞内递送

蛋白质药物在疾病治疗方面具有广泛应用,但它们的低细胞膜穿透性往往导致生物利用度较低.近年来,人们开发了一系列纳米载体用于提高蛋白质药物的胞内递送效率,其中基于苯硼酸及其衍生物的聚合物纳米载体显示出良好的应用前景.本文综述了苯硼酸功能化聚合物纳米载体在蛋白质药物胞内递送方面的最新研究进展.首先,简要介绍了苯硼酸的化学性质及其二醇、pH和活性氧(ROS)响应性.其次,从苯硼酸与蛋白质药物的结合方式不同出发,重点综述了通过动态共价作用和N→B配位等非共价作用构筑的苯硼酸功能化聚合物纳米载体在蛋白质药物胞内递送方面的典型研究实例,并对这些载体的组成、构筑方式和响应性释放机制进行了分析、总结.最后,介绍了利用苯硼酸增强细胞摄取和促进药物透过血脑屏障方面的研究进展.希望能为设计制备基于苯硼酸的新型蛋白质药物胞内递送体系提供借鉴.