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雌激素对去势大鼠骨髓间充质干细胞Periostin表达影响的研究

雌激素对去势大鼠骨髓间充质干细胞Periostin表达影响的研究

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作者：杨璇璇第四军医大学

学位级别：硕士

绝经后骨质疏松症是困扰绝经后妇女的常见问题,主要由绝经后雌激素分泌减少所致[1]。绝经后骨质疏松症是颌骨骨质丢失的常见危险因素,可加速牙槽骨的吸收,进而导致牙龈退缩,牙根暴露,牙齿松动脱落等,这给正畸治疗中牙齿的移动及牙齿缺... 详细信息

绝经后骨质疏松症是困扰绝经后妇女的常见问题,主要由绝经后雌激素分泌减少所致[1]。绝经后骨质疏松症是颌骨骨质丢失的常见危险因素,可加速牙槽骨的吸收,进而导致牙龈退缩,牙根暴露,牙齿松动脱落等,这给正畸治疗中牙齿的移动及牙齿缺失后的义齿或种植修复等带来了很多困难[2]。雌激素替代治疗一直是绝经后骨质疏松症的主要治疗方法,但骨组织并非雌激素的唯一靶器官,长期服用雌激素可增加子宫内膜癌、乳腺癌、卵巢癌、血栓栓塞、胆囊炎等的发生率[3,4]。如何更有效地促进绝经后骨质疏松症患者的骨再生及牙周缺损的修复,越来越受到医疗工作者的关注与重视。骨髓间充质干细胞(BMMSCs)是一类具有自我更新及多向分化潜能的成体干细胞,利用BMMSCs移植治疗骨质疏松引起的牙周缺损一直是目前的研究热点。但有研究表明,在雌激素缺乏的微环境中,BMMSCs的增殖、凋亡及成骨分化能力均受到一定的影响[5,6]。因此,从分子或基因水平寻找有效且可靠的方法来恢复BMMSCs的成骨分化能力可能是治疗的关键。骨膜蛋白(Periostin)是由成骨细胞及其前体细胞所分泌的一种粘附蛋白,其可促进成骨细胞的粘附、迁移、增殖及分化等,在调控骨发育及代谢中发挥了重要的作用[7-9]。然而对于雌激素是否通过影响Periostin在BMMSCs中的表达,进而调节BMMSCs的生理功能,目前仍未见相关研究报道。本研究分别从去势(OVX)和假手术(SHAM)组SD大鼠骨髓中分离培养BMMSCs,比较两组BMMSCs成骨分化能力及Periostin m RNA的表达水平,并在此基础上探索17β-雌二醇(17β-E2)对去势大鼠BMMSCs中Periostin m RNA表达水平的影响,从而为利用Periostin改善绝经后骨质疏松患者BMMSCs的成骨分化能力提供一定的参考依据。研究内容:1、去势大鼠骨质疏松动物模型的构建与鉴定通过对雌性SD大鼠行双侧卵巢切除术来构建绝经后骨质疏松动物模型,对照组则仅去除卵巢周围等量的脂肪组织而保留双侧卵巢。术后12周,分别取两组大鼠股骨进行HE染色及Micro-CT扫描以鉴定绝经后骨质疏松动物模型构建成功与否。2、rBMMSCs的分离培养与鉴定利用全骨髓贴壁培养法从SD大鼠股骨与胫骨中分离培养r BMMSCs,倒置显微镜观察细胞形态变化,并用流式细胞仪对r BMMSCs细胞表面的特异性标记物进行检测。3、检测两组r BMMSCs的增殖与成骨分化能力及Periostin mRNA的表达情况采用CCK-8法检测两组r BMMSCs的增殖能力,然后对r BMMSCs进行成骨诱导染色,并提取细胞RNA进行Real-time PCR检测成骨相关因子OCN、BSP及Runx2m RNA的表达水平,进而比较两组r BMMSCs的成骨分化能力,同时还检测两组r BMMSCs中Periostin m RNA表达水平的差异。4、检测17β-E2对去势大鼠BMMSCs成骨分化能力及Periostin mRNA表达水平的影响(1)体外实验:利用CCK-8法检测不同浓度17β-E2对OVX组r BMMSCs增殖能力的影响以确定其最适刺激浓度,再用该浓度的17β-E2刺激OVX组r BMMSCs,利用成骨诱导染色及Real-time PCR分别检测r BMMSCs成骨分化能力及Periostin m RNA表达水平的变化。(2)体内实验:SD大鼠去势手术后3周开始皮下注射17β-E2溶液(10ug/kg),每2日注射1次,连续注射9周。采用HE染色及Micro-CT扫描观察大鼠股骨微结构的改变,并分离培养r BMMSCs,利用成骨诱导染色及Real-time PCR分别检测r BMMSCs的成骨分化能力及Periostin m RNA的表达水平。研究结果:1、HE染色及Micro-CT扫描结果均显示OVX组大鼠股骨骨小梁数量明显减少,骨松质蜂窝结构被严重破坏,骨小梁穿孔甚至断裂。骨形态学指标分析结果显示OVX组大鼠股骨的BV/TV、***及Tb.N值均显著降低,***值则明显增加,组间差异均具有统计学意义(P<0.05)。2、体外分离培养的r BMMSCs镜下观察多为梭形或多角形,呈放射状或旋涡样密集排列,流式细胞术检测结果显示间充质干细胞表面标志物CD29、CD90在所培养的细胞中的表达率分别为96.6%、94.2%,而造血干细胞标志物CD34、CD45的表达率分别则为1.3%、2.0%。3、CCK-8法检测结果显示OVX组r BMMSCs的增殖速率明显低于SHAM组,成骨诱导染色结果显示OVX组ALP染色及钙沉积均明显减弱,Periostin m RNA表达显著降低,同时OCN、BSP及Runx2 m RNA的表达水平也显著降低(P<0.05)。4、(1)体外实验:CCK

关键词：雌激素骨膜蛋白成骨分化骨髓间充质干细胞

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离子掺杂六方钨青铜型FeF3的第一性原理研究

离子掺杂六方钨青铜型FeF3的第一性原理研究

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作者：张志娟湘潭大学

学位级别：硕士

具有六方钨青铜型结构的FeF3(HTB-FeF3)是金属氟化物中最具有代表性的新一代的锂电池正极材料,具有高电压和高理论比容量的优点,但较差的电子导电性和结构稳定性阻碍了其实际应用。离子掺杂是改善材料导电性和结构稳定性的有效方法,但... 详细信息

具有六方钨青铜型结构的FeF3(HTB-FeF3)是金属氟化物中最具有代表性的新一代的锂电池正极材料,具有高电压和高理论比容量的优点,但较差的电子导电性和结构稳定性阻碍了其实际应用。离子掺杂是改善材料导电性和结构稳定性的有效方法,但存在着掺杂离子选择的复杂性和随机性问题,缺乏系统的理论指导。因此,本文采用第一性原理方法从电子、原子尺度讨论阴、阳离子掺杂HTB-FeF3的机理,突破其较差电子导电性以及结构稳定性的瓶颈,设计出具有优异性能的HTB-FeF3材料,为推动其在锂离子电池中的应用提供重要的理论指导作用,其具体内容如下:(1)研究Ti离子掺杂对HTB-FeF3晶体结构及电子结构的影响。首先,讨论所有不同价态的Ti离子(Ti2+、Ti3+、Ti4+)掺杂HTB-FeF3体系的晶体结构缺陷类型,然后通过计算各掺杂体系的形成能,获得最稳定的Ti离子掺杂结构。然后对其能带结构、态密度、差分电荷以及Bader电荷进行电子结构分析。结果表明Ti3+最容易实现掺杂,经过Ti3+掺杂后,Fe-F键长增大从而导致F空位产生,这能够拓宽HTB-FeF3的一维通道,有利于锂离子在HTB-FeF3中的传输。而且Ti掺杂能够降低HTB-FeF3能带带隙,从而提高其电子导电性。(2)研究Co离子掺杂对HTB-FeF3晶体结构及电子结构的影响。首先,对HTB-FeF3进行Co2+、Co3+掺杂,并考虑掺杂后可能产生的F空位缺陷结构。通过形成能计算表明Co2+最容易实现掺杂,然后对其能带结构、电子态密度、差分电荷以及Bader电荷进行分析,发现Co2+掺杂能够降低HTB-FeF3的能带带隙。(3)研究OH-离子掺杂对HTB-FeF3晶体结构、力学性能及电子结构的影响。形成能计算结果表明OH-能够实现掺杂,随着OH-掺杂浓度增大,HTB-FeF3-x(OH)x结构稳定性虽然有所降低,但其带隙值逐渐降低,晶体FeF2.167OH0.833具有最低的能带(1.443eV)。此外,HTB-FeF3和FeF2.167OH0.833的弹性常数计算结果表明,OH-掺杂能有效提高HTB-FeF3的力学性能,增强结构稳定性。(4)研究不同价态的O离子掺杂对HTB-FeF3晶体结构及电子结构的影响:首先,研究掺杂后可能产生的F空位或Fe间隙离子缺陷。通过计算发现,O2-掺杂缺陷晶体FeF2.986O0.0142-的形成能最小,其晶体结构最稳定。然后,对FeF2.986O0.0142-的能带结构、电子态密度、差分电荷以及Bader电荷分析进行分析,发现O离子掺杂可以有效降低HTB-FeF3的能带带隙。

关键词：第一性原理 HTB-FeF3 掺杂带隙

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石墨烯基复合材料的结构设计及储能机理的第一性原理研究

石墨烯基复合材料的结构设计及储能机理的第一性原理研究

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作者：潘彦君湘潭大学

学位级别：硕士

石墨烯具有突出的物理和化学性质——优异的导电、导热能力,良好的力学性能,大的比表面积和化学稳定性等,在二次电池正负极材料中得到广泛的应用。目前,石墨烯/FeF·0.33HO、石墨烯/磷烯和石墨烯/六方氮化硼异质结在储能上有着广泛的应... 详细信息

石墨烯具有突出的物理和化学性质——优异的导电、导热能力,良好的力学性能,大的比表面积和化学稳定性等,在二次电池正负极材料中得到广泛的应用。目前,石墨烯/FeF·0.33HO、石墨烯/磷烯和石墨烯/六方氮化硼异质结在储能上有着广泛的应用前景。但石墨烯与FeF·0.33HO之间的吸附机理,石墨烯/磷烯和石墨烯/六方氮化硼异质结在非锂金属离子上,尤其是多价金属阳离子上的储能机理有待在原子尺度上展开深入的研究。因此,本文采用第一性原理方法对其展开理论计算研究,从电子、原子尺度上揭示其物理化学规律,为实验提供重要的理论指导。其具体内容如下:(1)石墨烯/FeF·0.33HO的结构设计。首先,当(35)?的范围在-1.92 eV到-0.30eV时,FeF·0.33HO(002)-F相较于FeF·0.33HO(002)-FeF要更加稳定。通过计算吸附能表明,在FeF·0.33HO(002)-F上垂直吸附石墨烯纳米片(GNS),有着热力学稳定的结构。随着GNS层数的增加,FeF·0.33HO/GNS异质结的结构稳定性逐渐降低。阳离子掺杂是一种增强GNS在FeF·0.33HO(002)表面上垂直吸附的有效方法。通过离子筛选,可知引入最佳掺杂离子Hf后,形成了由Hf、F、O原子组成的六配位的多面体界面结构,从而增强了GNS在FeF·0.33HO(002)表面上的垂直吸附作用。(2)石墨烯/磷烯异质结的储锌机理研究。锌在单层石墨烯扩散系数为4.3×1033 cm/s;在单层磷烯上扩散系数为6.0×1033 cm/s。石墨烯/磷烯异质结的平面内刚度在扶手型方向和锯齿型方向分别为C=371 N/m和C=438 N/m。相比于单层石墨烯与单层磷烯来说,石墨烯/磷烯异质结的力学特性更为优异,能够抵抗更大的应力应变。石墨烯/磷烯异质结表现出较高的嵌锌容量,优异的锌离子扩散能力和较高的平面内刚度。(3)石墨烯/六方氮化硼异质结的储镁机理研究。镁离子在单层石墨烯扩散系数为8.90×1033 cm/s;镁离子在单层六方氮化硼中扩散系数为1.84×1022 cm/s。单层石墨烯的平面内刚度为C=339 N/m;单层六方氮化硼的平面内刚度为C=274 N/m;石墨烯/六方氮化硼异质结的平面内刚度为C=571 N/m。相比于单层石墨烯与单层六方氮化硼来说,石墨烯/六方氮化硼异质结的力学特性更为优异,能够抵抗更大的应力应变。石墨烯/六方氮化硼异质结表现出较高的嵌镁容量,优异的镁离子扩散能力和较高的平面内刚度。

关键词：第一性原理石墨烯异质结吸附扩散

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氟离子电池固态电解质BiOF的阳离子掺杂结构设计与计算

氟离子电池固态电解质BiOF的阳离子掺杂结构设计与计算

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作者：宁纪瑜湘潭大学

学位级别：硕士

BiOF作为一种典型的过渡金属氟氧化物，因为具有特殊的层状结构、优异的电绝缘性和电化学稳定性，被认为是氟离子电池的潜在优良固体电解质。可惜的是，BiOF的离子电导率太低了(400K时为3.2×10-6S/cm),远远达不到电解质的实用标准(300... 详细信息

BiOF作为一种典型的过渡金属氟氧化物，因为具有特殊的层状结构、优异的电绝缘性和电化学稳定性，被认为是氟离子电池的潜在优良固体电解质。可惜的是，BiOF的离子电导率太低了(400K时为3.2×10-6S/cm),远远达不到电解质的实用标准(300K时达到10-3S/cm),这严重地限制了其作为电解质的发展。离子掺杂是一种提高材料离子电导率的有效方法，但在实验上存在掺杂元素的筛选问题，并且掺杂机理有待深入研究。因此，本文采用第一性原理计算方法分别研究了四种不同金属元素(Ga,Al,In,Yb)掺杂BiOF体系物理化学性质，阐明了各元素掺杂量与晶体结构、稳定性、电子结构、离子电导率和电化学稳定性的内在关系。具体内容如下:　　(1)金属元素(Ga,Al,In,Yb)掺杂BiOF体系的结构及其稳定性能研究。首先,构建了Bi1-xMxOF(M=Ga,Al,In,Yb)(x=0.0417,0.0625,0.125,0.25)的掺杂结构模型;然后，通过对比其形成能发现向BiOF结构中引入Ga、Al、In和Yb的最优掺杂原料分别为:GaO3、AlO3、InO和YbO3;分析比较Bi1-xMxOF的晶体结构，发现M掺杂均不会破坏BiOF的层状结构;通过计算Bi1-xMxOF的力学常数，发现Bi1-xMxOF均具有稳定的基本力学性质，且Bi1-xMxOF具有比BiOF更优的延展性，其中Bi0.875M0.125OF具有最大的B/G值，这表明其具有最好的延展性;在此基础上,我们对Bi1-xMxOF的电子结构进行研究，发现M掺杂均未显著降低BiOF的能带带隙，从而保持其优异的电绝缘性能;接着，通过bader电荷分析发现Bi1-xMxOF都具有良好的动力学稳定性;根据AIMD方法计算结果发现Bi0.875M0.125OF都具有优异的热稳定性。　　(2)不同金属元素(Ga,Al,In,Yb)掺杂BiOF的氟离子扩散动力学性能研究。首先，通过AIMD方法得出Bi1-xMxOF(M=Ga,Al,In,Yb)(x=0.0417,0.0625,0.125,0.25)的离子电导率，分析发现M掺杂均可以显著地提高BiOF的室温离子电导率,并都在掺杂浓度为0.125时达到最大值;然后，通过比较Bi0.875M0.125OF和BiOF的晶体结构，发现M掺杂均削弱了Bi-Bi层对氟离子的束缚作用，从而改善了BiOF的氟离子扩散性能;最后，通过对比Bi0.875M0.125OF和BiOF的扩散势垒，发现Bi0.875Ga0.125OF、Bi0.875Al0.125OF、Bi0.875In0.125OF和Bi0.875Yb0.125OF的氟离子扩散势垒分别为0.30eV、0.43eV、0.29eV和0.35eV,均低于BiOF的氟离子扩散势垒(0.60eV)。　　(3)BiOF和Bi0.875M0.125OF(M=Ga,Al,In,Yb)的电化学性能研究。借助pymatgen软件包，对Bi0.875M0.125OF和BiOF的电化学稳定性进行了分析，发现BiOF和Bi0.875M0.125OF(M=Ga,Al,In)都具有较宽的电化学窗口。

关键词：氟离子电池第一性原理阳离子固态电解质氟氧化铋离子掺杂

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分裂可行问题的投影算法研究

分裂可行问题的投影算法研究

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作者：罗俊南京邮电大学

学位级别：硕士

很久以来,最优化理论在社会经济的发展过程中发挥着巨大的作用,它被广泛地运用于基础建设、经济发展、军事防御等领域。实际生活中,其实许多方面都可以归到这一门类,而分裂可行性问题则是这其中的一个典型问题。随着时代的发展,面对实... 详细信息

很久以来,最优化理论在社会经济的发展过程中发挥着巨大的作用,它被广泛地运用于基础建设、经济发展、军事防御等领域。实际生活中,其实许多方面都可以归到这一门类,而分裂可行性问题则是这其中的一个典型问题。随着时代的发展,面对实际生活中出现的形形色色的分裂可行问题,人们先后提出了多种求解该问题的优化算法,其中投影算法构造简单,通俗易懂,具有良好的可行性。本文的研究工作主要集中在分裂可行问题的投影算法上。主要创新工作如下:(1)基于欧几里得空间上求解单集合分裂可行问题的投影算法,并且结合SFP与VI在某种程度上等价这一重要思想,本文提出了求解单集合变分不等式的修正外梯度算法。而后又将该算法推广利用到Hilbert空间,同时给出了算法的全局收敛性证明。(2)根据n维线性空间上求解分裂可行问题的KM迭代算法,本文在Hilbert空间中加以推广应用,并给出算法的收敛性证明。通过推导证明可以得出,多集合分裂可行问题的KM迭代算法在Hilbert空间中也有较好的收敛性。(3)利用多集合分裂可行问题在一定的条件下等价于变分不等式问题这个理论事实,将研究的范围放到更一般的巴拿赫空间上。我们给出了一个研究巴拿赫空间上的变分不等式和分裂可行问题的理论依据,那就是若?F(u),v-u?≥0,对任意v?∈Pu-=?JuFu))](([?。有了这个理论依据,在解决巴拿赫空间上的相关问题时就有了更加丰富的手段。

关键词：变分不等式分裂可行问题 KM算法全局收敛性 Banach空间 Hilbert空间

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基于第一性原理计算的F离子电池固态电解质BaSnF4的掺杂结构调控

基于第一性原理计算的F离子电池固态电解质BaSnF4的掺杂结构调控

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作者：熊铃铃湘潭大学

学位级别：硕士

BaSnF作为一种典型的F离子电池固态电解质材料因其具有特殊的层状结构、良好的室温离子电导率和力学性能等优点引起了研究者们的广泛关注。但BaSnF作为电解质时在室温下的离子电导率(10S/cm)仍低于实用标准(10S/cm),这限制了其在F离子... 详细信息

BaSnF作为一种典型的F离子电池固态电解质材料因其具有特殊的层状结构、良好的室温离子电导率和力学性能等优点引起了研究者们的广泛关注。但BaSnF作为电解质时在室温下的离子电导率(10S/cm)仍低于实用标准(10S/cm),这限制了其在F离子电池中的应用。阳离子掺杂是提高材料离子电导率的一种有效方法,但实验存在随机性和复杂性的问题,并且阳离子掺杂BaSnF的机理也有待深入研究。因此,本文采用第一性原理计算方法从原子尺度上系统地研究了阳离子掺杂BaSnF的物理化学机制,具体内容如下:（1）Nd离子掺杂BaSnF的机理研究。首先,构建了BaNdSnF（x=0.02,0.0625,0.125,0.25）四种掺杂结构,对其进行形成能的计算和筛选可知以NdSn为Nd掺杂原料最容易合成BaNdSnF（x=0.02,0.0625,0.125,0.25）;而且BaNdSnF具有最优的韧性;通过计算BaNdSnF（x=0,0.0625,0.125,0.25）的F离子扩散势垒及其能带带隙,发现BaNdSnF不仅具有最低的扩散势垒,还兼具良好的电子绝缘性;接着进一步采用分子动力学方法（AIMD）研究了BaNdSnF的热稳定性及其F离子在不同温度时的扩散动力学性质,结果表明BaNdSnF不仅具有良好的热稳定性,且其F离子电导率随着温度的升高呈指数级增长;更重要的是,BaNdSnF在室温时（300K）的F离子电导率可达5.35×10S/cm,远高于BaSnF在室温时的F离子电导率(3.40×10S/cm);此外,BaNdSnF有着良好的电化学稳定性。（2）Gd离子掺杂BaSnF的机理研究。首先,通过计算Gd掺杂BaSnF的形成能可知,Gd Sn是一种最优的Gd源;而且在BaGdSnF（x=0.0625,0.125,0.25）中,BaGdSnF具有最佳的韧性和最低的F离子扩散势垒;然后对其进行AIMD计算分析,发现当温度为300 K时BaGdSnF具有比BaSnF更高的F离子电导率(4.03×10S/cm vs 3.40×10S/cm);此外,BaGdSnF具有较好的电化学稳定性。（3）Tb离子掺杂BaSnF的机理研究。首先,通过比较形成能发现以BaTb为原材料能将Tb元素更有效地引入BaSnF晶体中;Tb离子的引入有效提高了结构的B/G值,其中BaTbSnF具有最大的B/G值;对BaTbSnF（x=0.0625,0.125,0.25）进行电子结构及扩散势垒的分析从而筛选出最优掺杂结构为BaTbSnF;并且BaTbSnF具有良好的室温F离子电导率(4.37×10S/cm);同时,BaTbSnF在负极材料为Ba、Tb时具有稳定的电压平台。（4）Dy离子掺杂BaSnF的机理研究。首先,根据形成能的大小确定BaDy能为合成BaDySnF（x=0.0625,0.125,0.25）提供最优的Dy源;通过对其进行力学性能计算,发现BaDySnF具有最好的韧性;进一步比较BaDySnF（x=0.0625,0.125,0.25）的电子结构及F离子扩散势垒,确定最优Dy掺杂浓度为12.5%;同时,BaDySnF的室温F离子电导率优于BaSnF的室温F离子电导率(4.72×10S/cm vs 3.40×10S/cm);此外,BaDySnF还有良好的电化学稳定性。

关键词：第一性原理计算 F离子固态电解质 BaSnF4 掺杂

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最小二乘问题与多矩阵分裂可行性问题

最小二乘问题与多矩阵分裂可行性问题

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作者：孙雪敏南京邮电大学

学位级别：硕士

追求最优目标是人类的理想，随着现代化科学技术的进步与发展，最优化问题越来越受到人们的关注和重视，现在最优化问题已渗透到生产、管理、商业、军事、决策等各领域。而最小二乘问题就是一类重要的最优化问题。基于求解多集合分裂可... 详细信息

追求最优目标是人类的理想，随着现代化科学技术的进步与发展，最优化问题越来越受到人们的关注和重视，现在最优化问题已渗透到生产、管理、商业、军事、决策等各领域。而最小二乘问题就是一类重要的最优化问题。基于求解多集合分裂可行性问题的投影方法，本文将带约束的最小二乘问题转化为多集合分裂可行问题的特殊情况，提出了一种投影算法。该投影算法无需大量进行矩阵的运算，例如矩阵相乘，求矩阵的转置、矩阵的逆，减少了工作量。文章中还给出了算法收敛性证明及数值试验，数值结果表明该算法有较快的收敛速度，有良好的稳定性和可行性。此外，本文还给出了在投影计算不精确的情形下的收敛性分析。在此基础上，本文还提出了用投影收缩算法来求解多矩阵分裂可行性问题，也就是求解不同约束矩阵下的最优化问题。该算法主要也是基于多集合分裂可行性问题提出的。笔者对算法进行了改进，这两种算法的收敛性都得到了证明，并且通过数值试验进一步求证了两种投影算法的可行性，且数值试验表明，改进的算法收敛速度更快。

关键词：最小二乘问题变分不等式投影收缩算法多集合分裂可行性问题 CQ算法多矩阵分裂可行性问题

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两亲性碳量子点的可控制备及其对土霉素的检测

两亲性碳量子点的可控制备及其对土霉素的检测

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作者：曹宇娟山西大学

学位级别：硕士

土霉素作为我国应用最广泛,使用时间最长的抗生素,不仅对人体健康造成危害,同时也会在环境中产生抗性基因,因此对土霉素的检测变得尤为重要。现有的土霉素的检测方法主要有高效液相色谱法(HPLC)、免疫学方法、荧光光度法等。其中荧光光... 详细信息

土霉素作为我国应用最广泛,使用时间最长的抗生素,不仅对人体健康造成危害,同时也会在环境中产生抗性基因,因此对土霉素的检测变得尤为重要。现有的土霉素的检测方法主要有高效液相色谱法(HPLC)、免疫学方法、荧光光度法等。其中荧光光度法具有操作简便、快速、灵敏度高等特点,在土霉素检测方面得到快速发展。碳量子点是近几年兴起的新型纳米材料,它的结构和组成决定了其性质的多样性,其尺寸在10 nm以下,主要以碳元素为骨架,其他元素(如氮、硫等)为掺杂元素,掺杂原子的加入在一定程度上提高了碳点的荧光强度以及量子产率。碳点表现出更强的量子限域效应和边界效应,此外,由于碳的化学性质稳定,碳点表面存在丰富的官能团,因此碳点具有良好的水溶性。碳点克服了传统量子点的缺点,易于表面功能化,在生化传感、环境检测及药物载体等领域具有很好的发展前景。本文通过热解柠檬酸与谷胱甘肽制备水溶性碳点。通过优化各个条件发现柠檬酸为1.75 g,谷胱甘肽为0.35 g,且在210℃下加热14 min所得到的碳点荧光强度最大。采用荧光光谱仪、TEM、紫外分光光度计、XPS、FTIR等详细地研究了碳点的性能和结构,该碳点的激发波长和发射波长为366 nm、440 nm,量子产率为0.46,平均粒径为2.55 nm。土霉素可有效猝灭该碳点的蓝色荧光,在0.77-18.40μg/m L的范围内,(F-F)/F与土霉素浓度有良好的线性关系,检出限为0.09μg/m L。同时本论文进一步在热解柠檬酸与谷胱甘肽的过程中加入油胺,成功合成油溶性碳点,并对其结构以及光学性质进行表征,结果表明称取1.75 g柠檬酸和0.35 g谷胱甘肽,在200℃的条件下加热17 min后加入0.75 m L油胺继续加热3 min所得到的碳点荧光强度最大,该碳点的激发波长和发射波长分别为375 nm、440 nm,量子产率为0.48,平均粒径为1.81 nm。该油溶性碳点对土霉素具有良好的选择性,该分析方法的检出限为0.14μg/m L,线性范围为0.77-16.10μg/m L。两亲性碳点具有溶解性好、光稳定性强等良好的性能。本文在上述水溶性、油溶性碳点的研究基础上,以柠檬酸为碳源,在热解过程中加入油胺,采用甲苯与水进行分层,成功制备出两亲性碳点。结果表明称取2.00 g柠檬酸,在200℃的条件下加热17 min后加入0.7 m L油胺继续加热3 min得到的碳点荧光强度最大,该碳点的激发波长和发射波长为370 nm、459 nm,量子产率为0.30,平均粒径为3.33 nm。该两亲性碳点对土霉素具有良好的选择性,该分析方法的线性范围为1.52-27.60μg/m L,该方法检出限为0.13μg/m L。综上,本论文以柠檬酸、谷胱甘肽和油胺为原材料,采用自下而上的方法,通过控制碳源的组成和比例,采用热解法成功制备水溶性、油溶性和两亲性碳点,基于土霉素对于CDs荧光的静态猝灭,构建了高选择性、高灵敏度的荧光传感器。该研究为今后进一步研究土霉素等抗生素的检测方法奠定基础。

关键词：柠檬酸油胺谷胱甘肽碳点两亲性土霉素

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基于核心素养的高中生物自制教具应用研究

基于核心素养的高中生物自制教具应用研究

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作者：梁雪莲西华师范大学

学位级别：硕士

2017年,新版普通高中生物学课程标准将生物学学科核心素养凝练为生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个方面,它是课程设计的宗旨,也是课程实施中的基本要求。为紧跟新课程标准的要求,渗透核心素养的培养,本文旨在通过设计部分自... 详细信息

2017年,新版普通高中生物学课程标准将生物学学科核心素养凝练为生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个方面,它是课程设计的宗旨,也是课程实施中的基本要求。为紧跟新课程标准的要求,渗透核心素养的培养,本文旨在通过设计部分自制教具应用于教具教学,探讨提高学生学科核心素养的教学策略,为广大一线教师提供教学参考。本文首先通过文献研究法分析了国内外自制教具的研究现状,梳理了自制教具的理论基础、生物学学科核心素养和教具及自制教具的概念,归纳了自制教具的特点。利用问卷调查法分别调查了部分高中生物教师和学生运用自制教具教与学的现状和教师对生物学核心素养了解的情况以及学生的生物学核心素养水平。教师调查显示:教师普遍肯定了自制教具的作用,但实际应用太少,对核心素养认识的整体情况较好。学生调查显示:学生普遍喜欢生物学科,期待教师使用自制教具教学,肯定自制教具的多方面作用,但运用自制教具较少,其学科核心素养水平不高。针对上述调查结果,通过行动研究法从以下四个方面侧重探讨了如何利用自制教具提高核心素养的教学策略:以学生制作仿真结构类教具强化生命观念、以教师制作模拟演示类教具培养科学思维、以师生合作探究发现类教具鼓励科学探究、以生态缸的制作和举办主题活动提升社会责任。在研究的过程中,发现并结合调查总结了自制教具的注意事项,提出了教具教学存在的问题及建议。最后简要总结了本论文研究的结论、成果和不足之处,提出了对自制教具的研究展望。

关键词：核心素养高中生物自制教具教学策略

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ASH2L蛋白转运入核的分子机制研究

ASH2L蛋白转运入核的分子机制研究

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作者：胡韦静华中科技大学

学位级别：硕士

组蛋白3赖氨酸4(Histone 3 Lysine 4,H3K4)甲基化在许多细胞过程中发挥重要作用,如DNA复制和转录、基因修复和重组。H3K4甲基化受损与各种人类疾病的发生相关,包括发育缺陷和癌症。SET1/MLL复合物能够促进H3K4的甲基化,并在造血、脂肪... 详细信息

组蛋白3赖氨酸4(Histone 3 Lysine 4,H3K4)甲基化在许多细胞过程中发挥重要作用,如DNA复制和转录、基因修复和重组。H3K4甲基化受损与各种人类疾病的发生相关,包括发育缺陷和癌症。SET1/MLL复合物能够促进H3K4的甲基化,并在造血、脂肪生成和发育的转录调节中发挥关键而独特的作用。ASH2L是所有已知的SET1/MLL复合物发挥作用的核心亚基之一,对于维持染色质的开放状态,保持胚胎干细胞增殖和分化的多能性至关重要。在广泛的人类癌症中,尤其是在白血病中,ASH2L蛋白质都存在着过度表达,而敲除ASH2L则能够抑制癌细胞的增殖。在本研究中,首先构建ASH2L的过表达质粒,并通过CO-IP拉出与ASH2L结合的所有蛋白,再利用质谱分析筛选出一系列与ASH2L存在结合的目标蛋白,质谱结果显示ASH2L与膜转运蛋白家族KPNA的多个成员存在关联,包括KPNA1、KPNA2、KPNA3和KPNA6。接着通过构建所筛选蛋白的过表达质粒,并用CO-IP验证其结合,发现KPNA1与ASH2L的结合现象显著,所以本研究主要探索ASH2L蛋白的核转运机制及其对癌症细胞的影响。为了研究ASH2L的核输入机制,首先通过预测ASH2L蛋白的核定位序列(Nuclear localization sequence,NLS),构建ASH2L蛋白的NLS缺失质粒,CO-IP实验和免疫荧光实验证明,ASH2L的NLS序列缺失导致ASH2L与KPNA1的结合消失,并且ASH2L转运入核被限制,ASH2L被阻滞在细胞质中。下一步为了研究ASH2L与KPNA1之间结合的具体位点,根据KPNA1的结构构建了多个KPNA1截断质粒,通过CO-IP实验发现ASH2L与KPNA1氨基酸75-403存在结合作用。接着构建了一系列带有GST标签的KPNA1截断质粒,并通过GST-Pull Down实验验证了ASH2L与KPNA1的结合为直接结合。接下来,通过构建一系列KPNA1缺失质粒,并通过CO-IP实验发现KPNA1氨基酸118-245区域是其与ASH2L结合的关键区域。接下来,将采取合成多肽的方法,阻断ASH2L核输入的途径,并检测多种白血病细胞系尤其是存在MLL1基因易位的白血病细胞系,在ASH2L蛋白核输入受阻的情况下发生的变化。本研究中,KPNA1是新发现的与ASH2L存在结合的蛋白,目前尚没有关于ASH2L核输入机制的研究,因此研究ASH2L蛋白的核输入机制以及ASH2L转运异常对于白血病细胞的影响具有重要意义,可以为研发新的治疗白血病的药物提供重要的理论支持。

关键词： ASH2L NLS 膜转运蛋白核输入

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