检索结果-南通市图书馆

作者：刘世超山东大学

学位级别：硕士

当今,高性能计算领域的科研进展如火如荼,处理器计算速度突飞猛进,TOP 500超级计算机的角逐也是日新月异。但随着计算能力的与日俱增,超算集群中网络子系统的瓶颈逐渐显露,传统以太网络因性能低下和管理复杂等原因逐渐退出HPC(High Perf... 详细信息

当今,高性能计算领域的科研进展如火如荼,处理器计算速度突飞猛进,TOP 500超级计算机的角逐也是日新月异。但随着计算能力的与日俱增,超算集群中网络子系统的瓶颈逐渐显露,传统以太网络因性能低下和管理复杂等原因逐渐退出HPC(High Performance Computing)的历史舞台,另一方面,以高带宽、低延迟著称的IB(InfiniBand)网络横空出世,受到了 HPC领域广泛地欢迎与应用。IB网络历20余年发展至今已达到200Gb/s的速度,另一方面,研究者们也逐渐认识到网络监控的重要性,于是UFM和INAM等着眼于IB网络监控诊断的工具接踵而至,然而由于开销和扩展性等各种原因,它们并不适用于大规模计算集群的高频采集情景,所以,本文在综合考虑之下,设计了一套面向集群系统的网络监控分析与诊断工具IBMaster。本文的IB网络监控系统主要包括采集、存储、预处理与分析共四个子系统。1)数据采集:该模块包括五种类型数据的采集,它们分别是:基于本地内存文件的网卡性能采集工具;基于perfquery指令的交换机性能采集工具;基于子网管理器服务接口的拓扑与链路结构采集工具;基于子网管理器及其代理的事件与告警日志采集工具;以及基于子网管理器Dump日志的路由矩阵与转发表采集工具。2)数据存储:本文调研了若干数据存储介质的优劣势,并依据本系统中的存储场景,最终选择了五种介质相结合的复合存储方式。它们分别是:C语言实现的轻量级转发工具Fluent Bit;具有极高读写性能的分布式数据库InfluxDB;用于存储预处理数据的轻量级文件数据库SQLite;作为SQLite冷数据存储的文件I/O(Input/Output);以及基于内存存储的Key-Value数据库Redis。3)数据预处理:由于InfluxDB中存储的源数据体量庞大,分析模块的一些复杂功能若是从源数据开始处理,将会产生不少的开销与延时,不利于向用户实时地展示,因此,本文增加了后台预处理模块,该模块将会不断地摄入源数据,处理后生成更简约的数据格式,并存储到SQLite数据库中,这样复杂一些的分析功能便可直接查询SQLite来提供实时可视化展示。4)数据分析:该模块将会基于采集到的各种数据,对InfiniBand网络进行实时地分析与诊断,包括一般性的流量与系统负载分析;网络拥塞以及基于拥塞的路由与信誉环路分析;以及网络异常与安全风险等异常检测与诊断。这便是集高频采集、低开销、实时性和可扩展性于一身的网络监控工具IBMaster。

关键词：高性能计算 InfiniBand网络网络监控

面向超级计算机的节点异常诊断与预测技术研究

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面向超级计算机的节点异常诊断与预测技术研究

作者：邵明山山东大学

学位级别：硕士

随着超级计算机的快速发展,计算集群的规模不断增加,其计算性能正从千万亿级迈入百亿亿级。然而,伴随着越来越大的规模,系统节点的故障频率不断提升,平均故障间隔时间也将减少,这大大影响了超级计算机的系统稳定性和可靠性。日志是一种... 详细信息

随着超级计算机的快速发展,计算集群的规模不断增加,其计算性能正从千万亿级迈入百亿亿级。然而,伴随着越来越大的规模,系统节点的故障频率不断提升,平均故障间隔时间也将减少,这大大影响了超级计算机的系统稳定性和可靠性。日志是一种记录系统运行状态和了解系统行为的重要工具,它记录了内核及其他程序产生的提示信息和错误信息。传统上,开发人员或运维人员往往通过人工方式检查日志,以定位异常。然而,随着系统规模和复杂性不断提升,产生的日志数量在飞速增加,使得人工检查已经不再适用。因此,基于日志对节点异常进行检测的需求十分迫切。针对以上问题,本文对超级计算机的节点异常诊断与预测技术进行研究,设计并实现了一个的节点异常诊断与预测系统,来帮助诊断超级计算机中的节点异常,并对可能发生的异常进行有效预测。首先,设计了基于日志的节点故障诊断方法,由于节点故障通常会产生异常日志并在随后被修复和重启,根据这个特征,本文通过搜索重启日志定位节点重启时间,然后向前回溯检测是否存在具有异常特征的日志,来判断节点是否发生故障。其次,提出了基于节点I/O数据的节点性能降级诊断方法,从作业的角度出发,通过分析大规模作业各节点带宽比,找出可能存在异常的节点,然后根据共享节点的作业验证是否存在干扰,最终判断节点是否发生性能降级。然后,提出了日志解析算法,利用正则表达式匹配与日志序列比相结合的方式,将非结构化日志提取为结构化模板,并用于日志序列的匹配,将每条日志映射为一个事件,使连续的日志流转化为事件序列。使用滑动窗口对事件序列进行切片,统计各个事件的发生次数,生成事件计数向量作为特征向量。在数据输入模型前,采用欠采样的方法平衡正负样本。最后,本文通过训练五个基础模型,利用软投票的方式构建集成模型来进行节点异常预测。本文在神威·太湖之光和神威新一代超级计算机收集了约7.4亿条日志数据,用于对所提出的方法和模型进行评估。实验表明,本文提出的日志解析方法能有效提取模板并进行精准匹配,节点异常诊断系统共诊断出481次节点故障以及7056次节点性能降级,节点异常预测模型对节点故障和节点性能降级的预测分别达到了 0.995和0.997的精确率。

关键词：超级计算机节点异常异常检测异常预测机器学习

多巴胺氧化自聚合反应及其改性海藻酸钠水凝胶的制备与载药性能研究

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多巴胺氧化自聚合反应及其改性海藻酸钠水凝胶的制备与载药性能研...

作者：高博暨南大学

学位级别：硕士

多巴胺(DA)是一种典型的含儿茶酚的单体,具有多功能性,在碱性环境或氧化剂存在的条件下容易发生氧化自聚合反应,生成聚多巴胺(PDA)。通过控制反应条件,DA可在多种材料表面沉积成PDA涂层,也可以氧化-自组装成PDA微球(PDA Ps)。海藻酸钠(A... 详细信息

多巴胺(DA)是一种典型的含儿茶酚的单体,具有多功能性,在碱性环境或氧化剂存在的条件下容易发生氧化自聚合反应,生成聚多巴胺(PDA)。通过控制反应条件,DA可在多种材料表面沉积成PDA涂层,也可以氧化-自组装成PDA微球(PDA Ps)。海藻酸钠(ALG)等天然阴离子多糖水凝胶很难实现高载药能力,因为凝胶网络吸附药物的能力很弱。采用传统离子交联的水凝胶易在生理盐水中快速溶胀而导致药物的暴释。本文系统地研究了引发条件对DA氧化自聚合反应及其产物成球性能的影响,利用DA/PDA组分对海藻酸钠进行改性,优化成胶与药物吸附性能。本论文具体的研究内容主要分为以下两个方面:1、多巴胺的氧化自聚合反应及其微球产物的制备我们系统地比较了氨水(碱性)与高碘酸钠(酸性)引发条件下,多巴胺氧化反应的特点;重点研究了高碘酸钠引发体系中,反应介质、单体与引发剂的浓度、反应时间等因素对氧化产物组成及其自组装过程的影响。利用紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和纳米激光粒度仪(DLS)表征产物的化学组成与显微形貌,并基于此对氧化自聚合反应的机理进行了合理推测。载药和体外释放实验表明,PDA Ps对加替沙星(GFLX)具有良好的吸附能力并具有一定的缓释性能。体外细胞毒性实验表明,低浓度PDA Ps具有较好的生物相容性,这为其在生物医学相关领域的应用提供了一定的参考价值。2、多巴胺/聚多巴胺改性藻酸钠水凝胶的制备与表征及其对GFLX的体外释放研究在本论文中,用物理共混和化学共聚的方法制备多巴胺改性的藻酸钠水凝胶:(1)预先制备形貌均一的PDA Ps并分散到海藻酸钠溶液中,通过Ca交联,制备了一种PDA颗粒嵌入式水凝胶(ALG-PDA)。(2)氨水溶液(AS)或高碘酸钠(SP)用于引发ALG溶液中的DA反应,再进一步通过Ca交联,分别制得掺入DA/PDA组分的ALG-DA-AS和ALG-DA-SP两种水凝胶。通过UV-Vis、SEM、H NMR和FT-IR来表征掺入的DA/PDA组分在水凝胶中的化学组成与显微形貌。通过流变学测试,可以确定ALG-DA-SP水凝胶的溶胶-凝胶转变时间。在以加替沙星(GFLX)作为模型药物的载药和体外释放实验中,三种改性水凝胶与普通ALG水凝胶相比,均具有更高的载药能力和更慢的释放速度。体外细胞毒性实验表明,ALG、ALG-DA-AS和ALG-DA-SP三组水凝胶均具有相对较低的细胞毒性。溶胀实验表明,ALG-DA-SP水凝胶由于其共价交联结构,在生理盐水中浸泡72 h仍能保持完整的结构。本论文系统地表征了DA/PDA组份在凝胶网络中的存在形式,并阐述了其对凝胶形成与结构稳定性、药物吸附性能的影响。这为我们开发用于医疗和制药应用的原位形成水凝胶提供了一种新的策略。

关键词：多巴胺聚多巴胺氧化自聚合水凝胶自凝胶药物载体

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面向高分辨率大气模拟的I/O优化方法研究

面向高分辨率大气模拟的I/O优化方法研究

作者：杨一博山东大学

学位级别：硕士

随着高性能计算的发展,计算能力得到大幅度的提升,然而受限于投资和复杂度,I/O性能则相对发展缓慢。基于此,I/O性能已经成为众多HPC应用程序的性能瓶颈,提升应用程序的I/O性能就显得格外重要。然而I/O系统具有高延迟、深共享、访问模式... 详细信息

随着高性能计算的发展,计算能力得到大幅度的提升,然而受限于投资和复杂度,I/O性能则相对发展缓慢。基于此,I/O性能已经成为众多HPC应用程序的性能瓶颈,提升应用程序的I/O性能就显得格外重要。然而I/O系统具有高延迟、深共享、访问模式多变和成本问题,高端应用无一例外地受到I/O的困扰,其表现为很强的不确定性和振动性。同时,高性能应用程序的I/O行为大多是复杂的,分析和理解高性能计算机上应用程序的I/O行为是提升性能的关键。首先,本论文首先设计和实现了一个轻量级的I/O框架,支持灵活的I/O配置,自适应I/O调优,同时也支持同步和异步模式。该框架不同于ADIOS,它是一个轻量级的框架,主要解决计算和I/O的性能可扩展性不一致的问题,从而释放计算的可扩展性。也不同与PIO,该框架支持自动I/O调优以及灵活配置。我们在IBM P460系统上以GRAPES为例,证明了该框架的有效性。其次,为了进一步的分析应用程序的I/O行为,本文还实现了一个面向HPC应用程序的I/O trace采集和分析工具。该工具通过采集和高效存储前端计算节点上的I/O日志,统计各个计算节点上的读写行为数据,用IOPS(I/O operations per second)、I/O带宽、数据大小分布和各个节点的I/O活跃情况等指标来量化反映应用程序的I/O特征和性能问题,并进一步分析应用程序以及系统可能存在的瓶颈。在神威太湖之光超级计算机上,我们以NPB-IO、MPI-IO测试程序和真实应用程序验证了 I/O trace采集和分析工具的有效性。

关键词：高性能计算 I/O性能 I/O行为 I/O框架 GRAPES

多重刺激响应智能水凝胶的构建及结构与性能研究

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多重刺激响应智能水凝胶的构建及结构与性能研究

作者：戴婉婷暨南大学

学位级别：硕士

相比于传统水凝胶,智能水凝胶因为能自发的对外界刺激产生响应受到了越来越多的关注。形状记忆水凝胶和自驱动水凝胶是主要的智能水凝胶。形状记忆水凝胶因为力学性能差,响应过程的不安全性制约了其在生物医学方面的应用。但是由于在恶... 详细信息

相比于传统水凝胶,智能水凝胶因为能自发的对外界刺激产生响应受到了越来越多的关注。形状记忆水凝胶和自驱动水凝胶是主要的智能水凝胶。形状记忆水凝胶因为力学性能差,响应过程的不安全性制约了其在生物医学方面的应用。但是由于在恶劣环境中无法实现对临时形状的固定,所以自变形水凝胶应运而生。制备性能优良的形状记忆水凝胶和新型的自变形水凝胶并有望实现应用是我们亟需要做的。基于此,我们进行了以下两个方面的研究:1、近红外响应3D打印高强度双网络形状记忆水凝胶的制备与性能研究形状记忆水凝胶因其具有独特的优良性能吸引了越来越多人的关注,然而很多因素的存在限制了形状记忆水凝胶的发展,例如脆弱的机械性能、不安全的回复温度、较为简单的内部和外部结构等。为了解决这些问题,本研究制备了一种性能优良的近红外响应双网络形状记忆水凝胶。近红外响应双网络形状记忆水凝胶由化学交联的泊洛沙姆(聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物,F127)网络、物理共混的聚(乳酸-co-羟基乙酸)(PLGA)网络和氧化石墨烯(GO)组成,利用3D打印技术和紫外光固化的方法制备而成。我们利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术测定了水凝胶的形貌和晶体结构,同时研究了近红外和热驱动下的形状记忆性能、力学性能和细胞毒性。通过加入GO到水凝胶中,改善了水凝胶的形状记忆性能;通过引入PLGA作为第二网络,显著增强了机械性能。用CCK-8法测定水凝胶的细胞毒性,表明无毒性的特点。无毒性、高强度(溶胀状态下3.45 MPa)和近红外刺激下安全的形状回复温度(36±1℃),表明形状记忆水凝胶可安全的用于生物医学材料中。因此,F127DA/PLGA/GO水凝胶作为药物载体和抗菌支架在生物医学领域具有广阔的应用前景。2、金属离子、温度双响应水凝胶驱动器的制备与性能研究由于在复杂环境中很难实现临时形状的固定,所以自驱动水凝胶应运而生。本研究先通过热交联制备N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)层水凝胶,再通过光交联制备丙烯酰胺/丙烯酸(AAm/AAc)层水凝胶,形成双层水凝胶驱动器,并研究了双层水凝胶和单层水凝胶在金属离子溶液中的溶胀情况。由于两层水凝胶在金属离子溶液中的溶胀率不同,使凝胶内部产生应力,导致不同方向的弯曲。NIPAM水凝胶作为温敏水凝胶,在温度升高的时候发生去溶胀,而AAm/AAc层水凝胶没有明显的变化,使双层水凝胶驱动器在加热的时候弯向NIPAM层。此外,机械性能测试表明,该水凝胶的力学性能满足其作为驱动器的要求。该水凝胶驱动器的研究为NIPAM水凝胶的应用拓宽了领域,也为未来驱动器的研究提供了新的思路。

关键词：智能水凝胶形状记忆驱动器近红外金属离子 3D打印

pH与谷胱甘肽型双响应基因/疫苗载体用于肿瘤治疗的研究

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pH与谷胱甘肽型双响应基因/疫苗载体用于肿瘤治疗的研究

作者：赵海杰暨南大学

学位级别：硕士

随着材料科学在近几十年的飞速发展,纳米载体已被应用在生物医学的各个领域。纳米载体能利用其特有的尺寸、电荷、亲疏水性和表面特性等属性解决药物或生物活性分子在传递过程中出现的稳定性差、溶解度低、药物突释、毒副作用大等关键... 详细信息

随着材料科学在近几十年的飞速发展,纳米载体已被应用在生物医学的各个领域。纳米载体能利用其特有的尺寸、电荷、亲疏水性和表面特性等属性解决药物或生物活性分子在传递过程中出现的稳定性差、溶解度低、药物突释、毒副作用大等关键问题。而一些新型的响应型载体能根据不同疾病的生理微环境特征,不仅具有靶向病灶或病变细胞的能力,并且能使药物、基因或疫苗在靶细胞内实现控制释放。响应型递送载体能有效提高药物利用率,降低药物对正常组织的毒副作用,对肿瘤治疗具有十分重要的意义。本课题设计具有电荷翻转功能与氧化还原响应型的纳米载体应用于肿瘤的基因治疗与免疫治疗。具体内容如下:1.微环境驱动级联响应荧光碳点多功能诊疗一体化载体用于可视化追踪与基因精确递送具有级联响应功能的诊疗一体化载体由正电的功能化碳点/基因复合物与负电的pH触发可脱去聚乙二醇化外壳(PPD)通过静电作用制得,用于治疗基因TRAIL的精确递送与成像示踪。由聚乙烯亚胺(600 Da)封端的聚酰胺胺(HPAP)为钝化剂与功能化原料,荧光碳点通过HPAP与柠檬酸在微波反应下制得。具有级联响应功能的纳米载体能延长其在体内循环时间,通过PPD结构在肿瘤微环境响应触发电荷翻转与尺寸收缩以提高EPR效应,增强其在肿瘤组织累积。并通过GSH触发的HPAP降解,实现基因在细胞质中的控制释放。体外实验结果证实,这种血液-组织-细胞级联响应杂化碳点不仅具有较高的量子产率(27%)用于细胞成像,而且治疗基因TRAIL展示出有效的和具有选择性的肿瘤细胞抑制效率,以及出色的细胞和血液相容性。体内实验结果进一步证实了其成像示踪能力、肿瘤特异性积累能力、有效的抗肿瘤能力以及其对小鼠较低的毒副作用。这种具有成像功能与基因精确释放能力的级联响应纳米载体,不仅能为肿瘤治疗提供多功能解决方案,而且在于提出一种综合且同步化的策略,为纳米药物载体应用于精准医疗铺平了道路。2.电荷翻转疫苗载体用于增强细胞免疫的研究基于抗原递呈细胞内溶酶体弱酸微环境,设计具有电荷翻转功能与GSH响应疫苗载体以促进溶酶体逃逸与提高抗原释放速率。本章以卵清蛋白OVA为免疫治疗抗原模型,先与带正电的HPAP形成HPAP/OVA复合物后,再利用静电相互作用制备具有电荷翻转功能的疫苗载体PPD@HPAP/OVA。PPD@HPAP/OVA能有效引起细胞免疫和体液免疫,尤其能通过利用具有电荷翻转功能的PPD结构,协助疫苗载体实现溶酶体逃逸,进入胞浆的HPAP/OVA复合物在GSH的作用下迅速释放OVA,使其能提高交叉递呈效率,诱导形成效应中心记忆性CD8T,引起较高的细胞免疫水平。并且通过免疫组化分析,具有PPD@HPAP/OVA能有效延长免疫时间,对减少药物剂量和提高肿瘤免疫治疗效果有较大帮助。

关键词： pH响应谷胱甘肽响应荧光碳点基因载体疫苗载体

近红外光响应水凝胶及纳米粒子用于肿瘤诊断与治疗研究

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近红外光响应水凝胶及纳米粒子用于肿瘤诊断与治疗研究

作者：段俊坤暨南大学

学位级别：硕士

在多种外部可控刺激(例如光、磁场和超声)中,近红外光(NIR)对组织的损害较小和具备更深的穿透深度,并且可以在空间和时间上实现轻松、精准的控制,所以NIR响应范围内的材料受到越来越多人的关注。近年来,针对NIR响应材料的优势已经开发... 详细信息

在多种外部可控刺激(例如光、磁场和超声)中,近红外光(NIR)对组织的损害较小和具备更深的穿透深度,并且可以在空间和时间上实现轻松、精准的控制,所以NIR响应范围内的材料受到越来越多人的关注。近年来,针对NIR响应材料的优势已经开发了肿瘤治疗和诊断系统,这些NIR响应的材料可以将NIR转换成局部热量杀伤肿瘤细胞并可以通过光热成像定量分析光热效果。基于此,本文针对NIR响应的材料,一方面在超分子水凝胶中引入吲哚菁绿(ICG)构建一个光控解体的药物精准释放系统用于肿瘤的化学-光热联合治疗;另一方面,基于功能化聚多巴胺纳米粒子(PDA)的热成像实现肿瘤细胞的快速检测。具体的研究内容主要分为以下两个方面:1.一种可光控解体的超分子水凝胶用于肿瘤的化学-光热联合治疗目前用于药物载体水凝胶往往只能起到缓释作用。为了实现抗癌药物的时空精准上的递送,制备了一种可注射、可自愈、可远程光控降解能力的超分子水凝胶用于肿瘤的局部化学-光热治疗。超分子水凝胶由二茂铁修饰的HA(客体大分子单体,HA-Fc)和β-环糊精修饰的HA(主体大分子单体,HA-CD)通过客体-主体相互作用制备得到,并包裹光敏剂吲哚菁绿(ICG)和化疗药物多柔比星(DOX)。该凝胶在近红外照射下,ICG同时释放热量和单线态氧(O),单线态氧通过氧化Fc实现水凝胶的解组装并造成负载的Dox的释放。从而达到在近红外照射下按需释放。体外实验结果证实,这种光控解组装水凝胶不仅具有优异的光热效应,而且治疗药物Dox展示出可控的释放和肿瘤细胞的长效抑制,以及优异的细胞和血液相容性。体内实验结果通过多模态(荧光、CT和光声)成像进一步证实了其体内光控解体能力、Dox可控释放能力、有效的抗肿瘤和防止其复发的能力以及对小鼠较低的毒副作用。这种光控解体水凝胶提供了一种远程控制体内药物精准释放的方案,将有希望应用于各种疾病的局部治疗,提高治疗效果,减少副作用。2.基于功能化聚多巴胺的光热效应快速灵敏地检测癌细胞制备了一种基于RGD修饰聚多巴胺(PDA)纳米粒子用于灵敏、快速、原位的肿瘤细胞热成像检测。在这项工作中,结合红外热成像和PDA的光热效应制造了便携式传感器装置,并优化相关参数,可以同时实现高效捕获癌细胞和高灵敏热对比度检测。利用近红外光引起的温度变化和癌细胞数量的相关曲线,实现肿瘤细胞检测灵敏度在0-2.5万个细胞区间表现出高灵敏性。该研究结果提供了一种基于PDA光热效应的靶细胞热成像检测方法。

关键词：响应型超分子水凝胶光控解组装化学-光热治疗聚多巴胺癌细胞检测

肝素结合Sr-nHAp/丝素蛋白支架缓释BMP-2用于颅骨再生的研究

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肝素结合Sr-nHAp/丝素蛋白支架缓释BMP-2用于颅骨再生的研究

作者：闫市娜暨南大学

学位级别：硕士

组织工程和再生医学的发展对临床上骨缺损的修复和治疗提供了新的思路和方法。骨组织工程支架的设计与制备是骨组织工程技术中关键要素,其制备方法和作用备受关注。理想的骨组织工程支架材料通常具备以下几个特性:良好的生物相容性、合... 详细信息

组织工程和再生医学的发展对临床上骨缺损的修复和治疗提供了新的思路和方法。骨组织工程支架的设计与制备是骨组织工程技术中关键要素,其制备方法和作用备受关注。理想的骨组织工程支架材料通常具备以下几个特性:良好的生物相容性、合适生物降解速率以及一定的机械性能,但是单一的材料很难满足以上特性。因此,对材料进行改性,并制备复合支架以及再负载生长因子来满足骨组织工程的需求是迫切需要的。但生长因子普遍存在突释、不稳定以及易失活等问题。所以,设计一种可以缓释生长因子的骨组织工程支架用于修复骨缺损,对解决目前的临床问题提供了新的思路。本研究选用掺锶纳米羟基磷灰石(Sr-nHAp)作为骨组织工程支架的材料,不仅有利于骨组织的修复,而且可以增强复合支架的力学性能。丝素蛋白(SF)作为天然高分子聚合物以提供支撑,将纳米羟基磷灰石与掺杂不同含量锶的羟基磷灰石悬液分别加入到SF溶液中,制备一系列的复合支架。通过扫描电子显微镜观察样品的微观结构,利用热重分析仪、万能测试机和体外矿化等表征手段研究了nHAp和Sr-nHAp对SF基质的热稳定性、力学性能以及矿化作用的影响;另外,体外细胞与支架共培养实验显示了所有支架均具有良好的生物相容性,而10%Sr-nHAp/SF支架更利于骨髓间充质干细胞(BMSCs)的增殖、粘附以及向成骨分化。为了增强复合支架的骨诱导以及成骨性能,将骨形态发生蛋白-2(BMP-2)负载于复合支架上。为了达到缓慢释放的BMP-2效果,将肝素与Sr-nHAp/SF复合支架结合,再吸附BMP-2。接下来对Sr-nHAp/SF-Hep-BMP-2复合支架进行BMP-2释放性能进行评价,以及与骨髓间充质干细胞(BMSCs)共培养后,分析细胞向成骨分化的能力,包括碱性磷酸酶(ALP)活性、骨钙蛋白(OCN)和骨桥蛋白(OPN)基因表达。将支架植入大鼠的原位颅骨缺损部位,通过micro-CT和组织学染色分析,评价其对大鼠颅骨缺损的原位修复能力。结果表明Sr-nHAp/SF-Hep-BMP-2复合支架对BMP-2具有缓释的效果,具有良好的生物相容性,Sr在复合支架中提高了支架的生物活性,促进了BMSCs向成骨细胞分化能力和促进颅骨缺损的修复,结果表明本研究制备的复合支架在骨组织工程领域具有很大的潜力。

关键词：丝素蛋白锶掺锶纳米羟基磷灰石肝素骨形态发生蛋白-2 颅骨修复

聚酰胺—胺修饰氧化石墨用作药物/基因或药物/药物的共递送载体的研究

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聚酰胺—胺修饰氧化石墨用作药物/基因或药物/药物的共递送载体的...

作者：谷亚明暨南大学

学位级别：硕士

本研究论文主要包括两个部分:(1)聚酰胺-胺修饰氧化石墨烯共递送阿霉素和MMP-9 shRNA基因治疗乳腺癌的研究;(2)聚酰胺-胺修饰氧化石墨烯共递送环孢霉素A和阿霉素逆转肿瘤细胞的耐药性的研究。Ⅰ.聚酰胺-胺修饰氧化石墨烯共递送阿霉素和M... 详细信息

本研究论文主要包括两个部分:(1)聚酰胺-胺修饰氧化石墨烯共递送阿霉素和MMP-9 shRNA基因治疗乳腺癌的研究;(2)聚酰胺-胺修饰氧化石墨烯共递送环孢霉素A和阿霉素逆转肿瘤细胞的耐药性的研究。Ⅰ.聚酰胺-胺修饰氧化石墨烯共递送阿霉素和MMP-9基因用于乳腺癌的治疗(第二章)氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)因其独特的二维单分子层结构,可以利用π-π堆积作用负载常见抗肿瘤药物——阿霉素(Doxorubicin,DOX),而且载药量较大。聚酰胺-胺(Polyamidoamine dendrimer,PAMAM)是一种具有树枝状结构的高分子材料,因其树枝状结构和表面Zeta电位呈正电的特点,PAMAM具备负载和递送基因药物的能力。近些年来,GO和PAMAM越来越多的应用于药物或基因递送领域,取得了良好的效果。为了应对当前肿瘤治疗领域常见的耐药性等问题,本课题将GO和第三代聚酰胺-胺(PAMAM 3.0G)在药物载体领域的优势结合起来,使用聚酰胺-胺化学修饰的氧化石墨(GO-PAMAM 3.0G)作为药物载体,共同递送DOX和MMP-9shRNA两种不同的抗肿瘤药物,实现了化疗药物和基因治疗同时治疗肿瘤疾病。实验结果表明,GO-PAMAM 3.0G对DOX具有高达28.63%的药物负载率,其DOX药物释放过程受到pH值的调控。此外,在基因药物递送方面,GO-PAMAM3.0G具有良好的基因转染能力,在有血清存在的条件下的基因转染效率高于标准参照物——分子量为25k的聚乙烯亚胺(PEI-25k),蛋白免疫印迹实验(Western Blot)结果显示MMP-9 shRNA基因药物能够显著抑制乳腺癌MCF-7细胞中MMP-9蛋白的表达。联合递送DOX和MMP-9 shRNA的抗肿瘤效果优于单一药物递送的效果。体外和体内实验表明,GO-PAMAM 3.0G在实验浓度下具有良好的生物安全性。因此,GO-PAMAM 3.0G是一种性能良好的、可用于药物和基因共递送的药物载体材料,使用GO-PAMAM 3.0G联合递送DOX和MMP-9 shRNA的多模式抗肿瘤方案,能够为治疗当前复杂多变的肿瘤疾病提供新的思路。Ⅱ.聚酰胺-胺修饰氧化石墨共递送环孢霉素A和阿霉素用于逆转肿瘤细胞的耐药性(第三章)肿瘤细胞对化疗药物产生耐药性从而导致癌症治疗无效,是在肿瘤治疗过程中一种常见的现象。当前研究结果将肿瘤细胞对化疗药物产生耐药性归结为两方面原因:一是化疗药物可能干扰了肿瘤细胞的凋亡过程;二是细胞表面载体蛋白成分使化疗药物被排斥或排出细胞,从而降低了细胞内的药物积累量,使化疗药物难以发挥药效。在涉及耐药性的研究中,一般认为主要介导药物转运的蛋白是P-糖蛋白、多药耐药性相关蛋白、抗原处理相关转运蛋白等。研究表明,环孢霉素A(Cyclosporin A,CsA)能够显著抑制细胞内P-糖蛋白的生成,从而降低细胞对化疗药物的排斥或排出功能,以缓解或逆转细胞的耐药性。基于这一原理,本课题联合使用化疗药物阿霉素(DOX)和环孢霉素A(CsA)两种药物,检测联合用药对已经产生耐药性的肿瘤细胞的抑制效果。研究表明,在适当的药物配比条件下,DOX和CsA能够更为显著的抑制耐药细胞的生长,因此,为了更加准确地调控DOX和CsA的用药比例、控制其药物释放过程,需要选用合适的药物载体进行递送。在第二章的研究基础之上,本课题进一步制备出第四代聚酰胺-胺(PAMAM 4.0G),进而化学修饰氧化石墨烯(GO),制备出与第二章结构相似但功能不同的聚酰胺胺改性氧化石墨烯(GO-PAMAM 4.0G)。利用PAMAM 4.0G更为广阔的树枝状结构负载CsA药物,利用GO的π-π堆积作用负载DOX,以实现对DOX和CsA的共同递送。实验结果显示,在实验设定的浓度下,单独递送DOX或CsA药物时,对MCF-7/DOX细胞(Doxorubicin Resistant Michigan Cancer Foundation-7,阿霉素耐药型人乳腺癌细胞系)没有明显的抑制作用,而使用GO-PAMAM 4.0G共同递送DOX和CsA药物时,共同载药时的载药量分别为194μg/mg和45.1μg/mg,能够较为显著的抑制耐阿霉素型MCF-7细胞的生长,起到了逆转肿瘤细胞耐药性、增强抗肿瘤效果的作用。这一研究结果希望能够为当前临床上常见的耐药性问题提供新的解决方案。

关键词：氧化石墨聚酰胺-胺药物与基因共递送阿霉素 MMP-9 shRNA 环孢霉素A 耐药性

面向地球系统模式敏感性分析的自适应采样方案设计和实现

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面向地球系统模式敏感性分析的自适应采样方案设计和实现

作者：吴环青海大学

学位级别：硕士

随着全球气候变暖,生态和环境受到严重破坏,极端天气频繁发生,使得研究全球气候变化机制,预测未来变化趋势变得刻不容缓。地球系统模式是研究该机制的重要工具,一种基于计算机的复杂系统模型。该复杂模型往往包括很多参数,这些参数的取... 详细信息

随着全球气候变暖,生态和环境受到严重破坏,极端天气频繁发生,使得研究全球气候变化机制,预测未来变化趋势变得刻不容缓。地球系统模式是研究该机制的重要工具,一种基于计算机的复杂系统模型。该复杂模型往往包括很多参数,这些参数的取值对模型的表现具有极大的影响。如何正确的估计这些参数是一个复杂的科学问题,其中参数敏感性分析是识别重要性参数的常用方法,了解模型输入参数对输出变量的影响,为后续模型参数优化提供了科学基础。参数敏感性分析最重要的一个过程就是采样。本文介绍了3种常用于敏感性分析的传统采样方法和4种基于马尔科夫链蒙特卡罗算法的自适应采样方法,共7种采样方法;接着说明了对于采样方法的包括敏感性分析以及另2种评估度量,均匀性和后验概率分布。通过在模式上实验实现各采样方法的性能对比。又基于马尔科夫链蒙特卡罗算法的自适应采样方法为参数敏感性分析提供了参数收敛区间和参数后验分布,且参数在不同的区间内体现出了不同的敏感性。本文充分利用传统采样和自适应采样的优缺点,设计出包含三次采样过程和两次敏感性分析过程的面向地球系统模式敏感性分析的自适应采样方案。

关键词：地球系统模式敏感性分析马尔科夫链蒙特卡罗自适应采样