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四种苯硼酸季铵盐的合成及抗癌活性评估

四种苯硼酸季铵盐的合成及抗癌活性评估

作者：刘波波湖南师范大学

学位级别：硕士

癌症是危害人类健康的严重疾病,化疗是其中比较重要的手段之一,但化疗给癌症病人带来严重的毒副作用。因此,高效低毒副作用的抗癌药物的研发是癌症治疗的研究热点。由于带正电荷的抗癌药可以与DNA表面带负电的磷酸根静电结合阻止DNA的形... 详细信息

癌症是危害人类健康的严重疾病,化疗是其中比较重要的手段之一,但化疗给癌症病人带来严重的毒副作用。因此,高效低毒副作用的抗癌药物的研发是癌症治疗的研究热点。由于带正电荷的抗癌药可以与DNA表面带负电的磷酸根静电结合阻止DNA的形成,破坏细胞的功能,抑制肿瘤生长。因此,研发带正电荷的抗癌药物受到广大科研工作者的青睐。其中带正电荷的季铵盐脂质体易与带负电的肿瘤细胞膜通过静电结合,破坏肿瘤细胞膜的完整性,进而对肿瘤细胞产生一定的毒活性;且季铵盐脂质体在任何pH值下都没有缓冲能力,易产生较强的细胞毒性。本文利用季铵盐脂质体对肿瘤细胞具有较强的毒性和苯硼酸对唾液酸高表达的肿瘤细胞具有潜在靶向性的特性,设计合成了四种苯硼酸季铵盐分子,并对它们的抗癌活性进行评价。四种苯硼酸季铵盐的合成及结构表征。以己二胺为原料,用(Boc)O选择性保护己二胺一端的氨基,另一端的氨基依次与1-氯甲基萘和2-甲酰基苯硼酸反应。然后,用三氟乙酸脱除Boc保护基。裸露出的氨基再与不同长度碳链的溴代烷烃进行反应,得到两条碳链取代的叔胺化合物,最后用碘甲烷进行甲基化反应得到四种苯硼酸季铵盐,分别记为PBA-DiC12MA、PBA-DiC14MA、PBA-DiC16MA、PBA-DiC18MA。用核磁H NMR、C NMR、gCOSY和HSQC对中间体及目标产物进行结构表征。采用DLS测定四种苯硼酸季铵盐溶液的平均粒径、Zeta电位和PDI值。结果表明:四种苯硼酸季铵盐溶液的平均粒径在200-400 nm之间;Zeta电位分布在+8-+20 mV之间;PDI值在0.8-1.0之间,即四种苯硼酸季铵盐溶液的颗粒分散性较差。对四种苯硼酸季铵盐进行生物活性评价。1)采用CCK8的方法对癌细胞:肝癌细胞HepG2、宫颈癌细胞HeLa、人乳腺癌细胞MDA-MB-231、人胶质瘤细胞U87、人胃癌细胞HGC-27;及正常细胞:人胚肾上皮细胞Hek-293T、人脐静脉血管内皮细胞HEUVEG、人正常肝细胞L-O2等进行毒活性评价。结果表明,四种苯硼酸季铵盐对上述五种癌细胞的存活能力具有不同程度的抑制作用,尤其是对肝癌细胞HepG2四种苯硼酸季铵盐都表现出较低的IC50值(半抑制浓度,即细胞凋亡数占全细胞数的50%时所对应的浓度),按照PBA-DiC12MA、PBA-DiC14MA、PBA-DiC16MA、PBA-DiC18MA顺序,依次是2.65μM、2.68μM、2.21μM、2.28μM;然而对正常细胞Hek-293T、HEUVEG和L-O2的毒活性弱很多。其中,对正常肝细胞L-O2的IC50值是肝癌细胞HepG2的4倍左右,即四种苯硼酸季铵盐对癌细胞有毒活性,且对癌细胞有一定的选择性。2)竞争抑制实验结果表明:用1 mM苯硼酸或唾液酸预孵育细胞1 h后,四种苯硼酸季铵盐对HepG2细胞的毒活性减弱。也就是苯硼酸或唾液酸预孵育降低了四种苯硼酸季铵盐与肝癌细胞表面高表达的唾液酸受体之间的结合能力,即四种苯硼酸季铵盐中的苯硼酸配体对唾液酸受体有一定的靶向性。3)用对细胞不会产生毒性的1 mM Mg封闭四种苯硼酸季铵盐自身带的正电荷,考察Mg封闭是否会对四种苯硼酸季铵盐的抗癌活性产生影响。由于Mg的浓度远高于苯硼酸季铵盐的浓度,用其孵育细胞后,Mg与肿瘤细胞的结合几率远大于苯硼酸季铵盐与肿瘤细胞的结合。结果表明:1 mM Mg与四种苯硼酸季铵盐共孵育后处理细胞,四种苯硼酸季铵盐对癌细胞和正常细胞的毒性均有所改变,即四种苯硼酸季铵盐自身带的正电荷对细胞会产生一定的毒性。4)乳酸脱氢酶(LDH)释放实验表明四种苯硼酸季铵盐可以使肿瘤细胞膜的通透性发生改变,进而诱导癌细胞死亡。5)通过扫描电镜拍摄四种苯硼酸季铵盐作用细胞后的细胞形貌图,更加直观看出四种苯硼酸季铵盐是通过破碎细胞膜的方式杀死癌细胞。6)溶血活性实验表明,用10μM的苯硼酸季铵盐孵育人的血红细胞,发现溶血活性低于20%,即四种苯硼酸季铵盐的毒副作用非常小。7)血清稳定性实验表明:PBA-DiC12MA的稳定性最好,不论有无血清,孵育24 h后,细胞的存活率都低于20%。PBA-DiC16MA和PBA-DiC18MA的稳定性最差,有血清存在时,4 h后几乎完全丧失细胞毒活性。研究表明,合成的四种电正性的苯硼酸季铵盐对癌细胞表现出了较高的癌细胞致毒活性及癌细胞选择性,对正常细胞毒副作用较小。研究结果对季铵盐类小分子抗癌药的研发具有一定的参考价值。

关键词：苯硼酸季铵盐靶向毒活性

基于移动互联网的向日葵叶部病害图像采集与识别系统研究

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基于移动互联网的向日葵叶部病害图像采集与识别系统研究

作者：刘波波内蒙古工业大学

学位级别：硕士

我国是世界上种植食葵面积最大的国家,而向日葵是我国农业种植中重要的经济作物。随着向日葵种植面积的逐渐扩大,向日葵病害日益猖獗,因此准确识别与有效防治向日葵病害对我国经济发展极为重要。传统方法使用专门设备采集向日葵叶部病... 详细信息

我国是世界上种植食葵面积最大的国家,而向日葵是我国农业种植中重要的经济作物。随着向日葵种植面积的逐渐扩大,向日葵病害日益猖獗,因此准确识别与有效防治向日葵病害对我国经济发展极为重要。传统方法使用专门设备采集向日葵叶部病害图像,然后在计算机进行图像处理分析,不能够及时、便捷的完成病害识别,存在很大的局限性,难以满足现代农业的发展需求。近年来,随着数字图像处理技术、计算机技术以及网络技术的迅猛发展,Android移动端的普及,为向日葵病害识别系统开发提供了新的平台。本文主要利用Android系统手机采集图像,结合数字图像处理技术,综合了网络通信以及模式识别等技术,进行基于移动互联网的向日葵叶部病害图像采集与识别系统的研究。主要针对向日葵叶部病害做了深入研究,以向日葵黑斑病、细菌性叶斑病、白粉病、霜霉病为研究对象,提出了一种基于移动互联网的向日葵叶部病害图像采集与识别系统。首先,用户使用Android移动端选取待识别图像,将该图像从Android移动端通过TCP/IP网络通信协议发送到服务器端。然后,服务器端接收到图像后,调用图像识别算法对该图像进行识别处理。第一,图像预处理:图像预处理主要目的是去除图像中的干扰信息,恢复保留有用信息,同时增强有用信息的可靠性。第二,图像特征提取:选取待识别图像有效的特征参数作为病害识别的特征输入向量,它是诊断识别对象时唯一的数据依据。第三,向日葵叶部病害图像识别诊断:本文采用SVM算法和SIFT算法对向日葵病害进行诊断识别,得到识别结果信息。最后,服务器端将识别结果及病虫害治疗方法通过TCP/IP网络通信协议反馈给Android移动端,移动端接收到相关病害信息后,用户可以根据病害信息对农作物进行适当的处理,为用户提供了及时的农业指导。

关键词：向日葵病害图像识别系统 Android SIFT算法 SVM算法

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风沙地貌的电磁散射建模研究

风沙地貌的电磁散射建模研究

作者：刘波波西安电子科技大学

学位级别：硕士

风沙地貌的电磁散射特性研究对沙漠地区生态环境保护、目标识别、微波遥感监测等有重要的应用价值。它也是研究合成孔径雷达成像及识别检验算法的重要途径。论文主要对沙地表面的电磁散射特性进行研究。首先，根据沙粒运动机制和风成... 详细信息

风沙地貌的电磁散射特性研究对沙漠地区生态环境保护、目标识别、微波遥感监测等有重要的应用价值。它也是研究合成孔径雷达成像及识别检验算法的重要途径。论文主要对沙地表面的电磁散射特性进行研究。首先，根据沙粒运动机制和风成理论，综合考虑沙粒的跃移运动、蠕移运动、崩塌过程，仿真模拟了Nishimori–Ouchi模型。给出了基于DEM数据的插值方法，仿真了沙地表面沙波纹模型。然后，利用复合模型的方法，将高斯随机粗糙斜面与余弦波纹复合建立纵向沙丘和横向沙丘的电磁散射模型。利用基尔霍夫近似方法研究了它的电磁散射特性。最后，对前面建立的沙地沙波纹表面模型进行研究分析。利用基尔霍夫近似方法研究其电磁散射特性，计算了它的后向散射系数和双站散射系数。给出了描述风沙地貌电磁散射特性的常用经验模型和基于基尔霍夫理论模型修正的角度截断模型。

关键词：风沙地貌沙丘电磁散射基尔霍夫近似

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锂离子电池硅负极材料合金化工艺改性研究

锂离子电池硅负极材料合金化工艺改性研究

作者：刘波波南昌大学

学位级别：硕士

随着新能源汽车产业和智能电子设备行业地迅猛发展,新一代高能量密度的锂离子电池成为了新能源学术界和产业界重点关注的内容。在锂离子电池负极材料方面,现有商业化程度最高的石墨理论比容量仅为372 m Ah g,严重限制了新能源行业的发展... 详细信息

随着新能源汽车产业和智能电子设备行业地迅猛发展,新一代高能量密度的锂离子电池成为了新能源学术界和产业界重点关注的内容。在锂离子电池负极材料方面,现有商业化程度最高的石墨理论比容量仅为372 m Ah g,严重限制了新能源行业的发展,无法满足人们对高容量锂离子电池发展的需求。寻找一种更高能量密度的负极材料来替代石墨逐渐成为了当前研究的关键。目前,在众多锂离子电池负极材料中,硅的理论比容量为4200 m Ah g,是已知嵌锂容量最高的材料。且硅负极材料具有较低的脱嵌锂平台、来源广泛、安全性能高等优点,因此,被广泛地认为是下一代最具潜力的高能量密度的锂离子电池负极材料。但是,硅材料存在两个亟需解决的问题。第一,在充放电过程中硅颗粒巨大的体积变化会导致其破碎,电极材料粉化从集流体上脱落,进而循环性能迅速下降。第二,硅材料的低电导率会影响其倍率性能,无法满足人们对电池快充快放的高要求。这些缺点无疑极大地限制了硅负极材料的大规模推广。为了解决上述两个问题,本论文提出了两种改性思路。第一,本课题在利用金属辅助化学沉积法在硅颗粒表面沉积银颗粒的基础上,重点通过快速热处理技术增强银硅界面(Ag-Si)的接触,形成稳定的银硅合金(AgSi)。最终得到一种高循环性能与高倍率性能兼备的硅负极材料。第二,利用金属辅助化学沉积法在硅颗粒表面沉积铜纳米颗粒对其改性,进一步对得到的修饰铜颗粒的硅(Si/Cu)进行混料、涂布后进行极片快速热处理工艺,使得一步制备得到铜硅界面合金化并且表面均匀碳包覆的硅负极材料(Si/CuSi/Cu@C)。主要研究内容如下:本文在硅颗粒表面沉积银纳米颗粒对其进行表面改性处理,可获得高电导率的硅颗粒,并且在一定程度上可抑制硅体积膨胀效应;通过运用快速热处理技术使Ag-Si界面发生合金化形成银硅合金而增强硅颗粒与银纳米颗粒之间的界面接触,最终得到长循环周期后仍保持高倍率性能的硅负极材料Si/AgSi/Ag。通过快速热处理,使得银和硅之间的界面形成银硅合金,从根本上解决了银修饰脱落的问题,0.5 C(1 C=4.2 A g)电流密度下循环100圈后还有1138 m Ah g,比原料提高了465 m Ah g。在2 C倍率下仍保持849 m Ah g。这一切都归功于银始终在硅表面,提高了硅的导电率。为了进一步提高上述制备材料的电化学性能的稳定性,本文随即提出了负极极片热处理工艺。先将采用金属辅助化学沉积法得到硅表面修饰铜颗粒的样品与导电剂和海藻酸钠胶体进行混料,均匀地涂敷在铜箔上。再将得到的电极片进行极片快速热处理工艺,一步法制备得到铜硅界面合金化并且均匀碳包覆的硅负极材料Si/CuSi/Cu@C。经过上述处理的复合负极极片展现出了优异的电化学性能。在0.2 C电流密度下循环100圈后可逆容量仍保有1362 m Ah g,比纯硅极片提高了997 m Ah g。在2 C倍率下容量仍保持在604 m Ah g。

关键词：锂离子电池硅负极金属修饰合金化

基于时域精细算法与扩展有限元技术的粘弹性位移场分析

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基于时域精细算法与扩展有限元技术的粘弹性位移场分析

作者：刘波波大连理工大学

学位级别：硕士

对实际问题中的许多粘弹性材料,如混凝土,聚合物,复合材料等,必需计及由细微的裂纹缺陷引起的断裂问题。由于粘弹性材料的时效特性,在载荷低于弹性临界载荷时,它也会由于位移随时间的不断增长而产生断裂,此时粘弹性位移场的分析显得尤... 详细信息

对实际问题中的许多粘弹性材料,如混凝土,聚合物,复合材料等,必需计及由细微的裂纹缺陷引起的断裂问题。由于粘弹性材料的时效特性,在载荷低于弹性临界载荷时,它也会由于位移随时间的不断增长而产生断裂,此时粘弹性位移场的分析显得尤为重要。由于粘弹性问题本身、边界条件/形状及裂纹等的复杂性,粘弹性位移场的解析分析一般较为困难,发展行之有效的数值求解技术十分必要。本文利用一种基于展开技术的时域精细算法,将各变量在每个离散时段上作幂级数展开,以更精确地描述它们随时间的变化,同时将一个时空耦合的初边值问题转化为一系列的空间边值问题,并采用扩展有限元技术进行求解。文中对所提算法,进行了初步的数值验证,与解析解相比,结果令人满意。本文的研究工作有望为粘弹性断裂问题的位移场分析提供一种新的途径,但本文的工作仅仅是一个开端,许多工作有待于着力深化与展开,经进一步完善改进,有望在实际问题中得到初步应用。

关键词：时域精细算法扩展有限元法粘弹性位移场分析

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冲击波光谱测温方案的初步设计

冲击波光谱测温方案的初步设计

作者：刘波波华中科技大学

学位级别：硕士

辐射烧蚀驱动冲击波运动特性的研究对惯性约束聚变和高压状态方程都具有重要意义,冲击波温度的精确诊断有助于了解材料在高温高压状态下结构发生变化的物理条件,冲击压缩材料的辐射光谱中包含丰富的热力学状态信息,可以利用光谱方法精... 详细信息

辐射烧蚀驱动冲击波运动特性的研究对惯性约束聚变和高压状态方程都具有重要意义,冲击波温度的精确诊断有助于了解材料在高温高压状态下结构发生变化的物理条件,冲击压缩材料的辐射光谱中包含丰富的热力学状态信息,可以利用光谱方法精确测量冲击波温度。本文从冲击波温度测量的基本原理出发,初步设计利用光谱方法诊断冲击波温度的研究方案。通过测量和记录辐射烧蚀驱动冲击波在样品表面产生的自发辐射光谱,结合灰体辐射基本定律,实现冲击波温度的测量。对方案中光学传输系统和诊断设备的参数进行说明,并给出对应的计算关系。介绍两种利用黑体辐射定律拟合光谱数据的方法,对两种方法的适用范围进行分析和对比。计算给定波长时黑体光谱辐射亮度与温度之间的关系,计算中考虑了发射率的影响。对特定激光脉冲形状产生的冲击波传播过程进行流体动力学分析,利用数值方法计算冲击波的传播速度,波阵面处的压强等热力学参数随时间和传播距离的变化规律,模拟辐射烧蚀驱动冲击波的传播特性。介绍超热电子预热能量沉积和冲击波的流体动力学衰减的解析模型,计算给定辐射条件下得到的最大冲击波压强,得到最佳激光脉冲宽度,靶厚度和激光强度随激光能量变化的解析表达式。给出辐射烧蚀驱动冲击波实验的优化设计方法,为更深入的数值和实验研究奠定基础。

关键词：冲击波光谱温度压强辐射

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犬瘟热病毒的分离、鉴定及单克隆抗体的研制

犬瘟热病毒的分离、鉴定及单克隆抗体的研制

作者：刘波波华中农业大学

学位级别：硕士

犬瘟热（Canine distemper, CD）是犬或者其他易感动物感染犬瘟热病毒（Canine distemper virus, CDV）所引发的一种高度传染性和致病性疾病。目前,在我国由CDV引起的犬瘟热广泛流行,是危害养犬业最为严重的传染病之一。本研究根据CDV... 详细信息

犬瘟热（Canine distemper, CD）是犬或者其他易感动物感染犬瘟热病毒（Canine distemper virus, CDV）所引发的一种高度传染性和致病性疾病。目前,在我国由CDV引起的犬瘟热广泛流行,是危害养犬业最为严重的传染病之一。本研究根据CDV的细胞培养特性,采用异种病毒特异性血清阻断法,选用Vero细胞从犬二联弱毒活苗样品中分离获得一株犬瘟热（CDV）弱毒株。病毒在Vero细胞上传代培养后,能够引起细胞出现园缩、聚集、拉网、坏死等特征性的病变过程。病变细胞经RT-PCR鉴定CDV,结果显示阳性。病毒理化试验表明,56℃30min CDV可被灭活,pH7.0～8.0对病毒活性没有影响,pH4.0以下和pH10.0以上病毒活力大大降低。CDV有囊膜,氯仿处理可让其失去活性,病毒核酸型试验表明,CDV为RNA病毒,凝集试验显示,CDV不与鸡、猪、绵羊及兔红细胞发生凝集反应。经测定,该CDV弱毒株的毒价为10-6.25/mL TCID50。以CDV Onderstepoort毒株的细胞培养液经PEG沉淀法纯化浓缩后作为免疫原,免疫6-8周龄的BALB/c雌性小鼠。经过3次皮下注射免疫后,再进行尾静脉加强免疫,3d后处死小鼠,取其脾细胞与骨髓瘤细胞SP2/0做融合。用间接酶联免疫吸附试验（ELISA）法筛选能够分泌单克隆抗体的阳性杂交瘤细胞株。经过反复的亚克隆筛选,最后得到5杂交瘤细胞株,均能够稳定地分泌抗CDV的单克隆抗体。分别命名为：1G5、2D7、3B6、4C7和4G5。5株单抗对CDV均有较高的特异性,和犬腺病毒Ⅱ型、犬细小病毒之间没有交叉反应。间接免疫荧光试验结果显示,5株单抗和感染了CDV的Vero细胞均能发生反应。5株杂交瘤细胞的腹水效价分别为1G5＞100x210、2D7＞100×29、3B6＞100×27、4C7＞100×28、4G5＞100×210,细胞培养上清效价为28-29。5株单克隆抗体重链均属于IgG 1,轻链均属于K链。

关键词：犬瘟热病毒分离鉴定单克隆抗体