检索结果-南通市图书馆

作者：韩启成江苏大学

学位级别：硕士

自然界中的一些天然生物材料经过亿万年进化的结果使得它们具有性能和结构的良好适应性和匹配性。本文分析了贝壳珍珠层生物材料的结构特征,指出这类材料的主要材料组分的脆性虽然非常大,但是整体上却体现了强、韧性的完美配合。韧性的... 详细信息

自然界中的一些天然生物材料经过亿万年进化的结果使得它们具有性能和结构的良好适应性和匹配性。本文分析了贝壳珍珠层生物材料的结构特征,指出这类材料的主要材料组分的脆性虽然非常大,但是整体上却体现了强、韧性的完美配合。韧性的提高源于材料的叠层状结构和有机质层的存在,这使得整体材料有着多而有效的能量损耗途径,这为设计呈现层状结构且具有优异性能(尤其是阻尼减振性能)的复合材料提供了理论基础。根据设计材料性能要求和组分材料的各自性能,作者选用高性能铝合金2A12板材和热塑性树脂作为主要组分材料来构造叠层复合材料,同时为了增加树脂层的机械性能,用织物结构玻璃纤维来增强。为了达到较好的复合效果,作者选用经济合理的表面预处理手段对铝合金表面进行处理以增加表面粗糙度和表面活性,对玻璃纤维表面则采用硅烷偶联剂进行活化。在此基础上,作者利用层压固化的方法,严格筛选工艺参数制备出了叠层复合材料,并主要用显微观察和V形弯曲试验法研究了叠层材料的界面结合情况和树脂层的交联固化情况,借此来分析组分材料表面预处理效果和层压固化工艺参数对复合材料成型性的影响。此外,在材料性能方面,考虑材料在动态环境下工作部件上的应用,主要分析了材料的阻尼减振性能。

关键词：生物材料复合材料叠层成型阻尼

面向公有云存储的高并发关键技术研究及系统实现

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面向公有云存储的高并发关键技术研究及系统实现

作者：梁啟成华南理工大学

学位级别：硕士

近年来云存储服务已逐渐成熟，许多企业和用户选择将数据存储在云上，其中面向互联网的云存储被称为公有云存储。公有云存储系统不仅要适应海量业务数据存储的增长，还要具备大规模、高并发处理访问的能力，以快速响应用户的大量请求。... 详细信息

近年来云存储服务已逐渐成熟，许多企业和用户选择将数据存储在云上，其中面向互联网的云存储被称为公有云存储。公有云存储系统不仅要适应海量业务数据存储的增长，还要具备大规模、高并发处理访问的能力，以快速响应用户的大量请求。因此，如何有效提高公有云存储系统的并发处理能力是当前云存储服务领域的项研究重点，具有重要的实际意义。首先，本文介绍了两项能够提供并发能力的关键技术：负载均衡和反向代理缓存。以LVS为例深入研究负载均衡常用的算法和工作模式，并简要地研究了反向代理缓存的实现原理。其次，深入分析研究OpenStack的对象存储Swift项目，建立了个基于负载均衡的多节点公有云存储模型，通过水平扩展代理节点数量即可线性提高系统的并发性能;同时，考虑到系统中存在高频访问的热点存储对象，文章还提出了个基于热点缓存的公有云存储模型，将访问热点的请求转发到反向代理缓存，从而降低了对存储几点的访问内压力，提高系统响应速度。然后，提出基于负载均衡的热点缓存公有云存储模型的高并发公有云存储系统框架，并详细设计出各个功能模块组成及其具体实现方法。其中，对原有Proxy Server加入了热点存储对象判断的功能改进，使得公有云存储系统能自动识别出获取热点存储对象的请求并将其转发交由缓存处理。经测试实验证明，本文提出的高并发公有云存储系统，在多用户访问场景下随着模拟并发数的增大，其并发处理能力呈线性上升趋势增长;而在模拟热点存储对象访问场景中，其TPS（Throughout Per Second）比单代理节点的公有云存储系统提升了8.48%，比多代理节点的公有云存储系统提升了4.29%。综上，基于提议模型搭建的原型系统切实有效地提高了公有云存储服务的并发性能。

关键词：公有云存储 OpenStack Swift 负载均衡反向代理缓存

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基于改进麻雀搜索算法的故障诊断方法研究

基于改进麻雀搜索算法的故障诊断方法研究

作者：房启成东华大学

学位级别：硕士

随着社会经济发展,数据时代的脚步已经悄然而至。工业生产过程的模型复杂度在不断提高,这给研究人员和工程师们建立精确的系统模型增加了困难。同时,工业过程中发生故障的可能性也在不断增加。为了确保各类系统在生产过程中和人们日常... 详细信息

随着社会经济发展,数据时代的脚步已经悄然而至。工业生产过程的模型复杂度在不断提高,这给研究人员和工程师们建立精确的系统模型增加了困难。同时,工业过程中发生故障的可能性也在不断增加。为了确保各类系统在生产过程中和人们日常使用的安全性,避免人员工伤和财产损失,如何对故障进行有效识别就成为了一项有实际意义的研究课题。基于数据驱动建模的方式不需要精确的数学模型,只需要系统的历史监测数据。这类数据驱动的建模方法主要通过训练人工智能算法建立模型。然而,这类基于人工智能算法建立的故障诊断模型会受到算法中超参数的限制,进而影响到模型在故障诊断问题中的性能。人工调整这些超参数则非常依赖工程经验。因此,需要一种可以调整这些超参数的方法来优化这些故障诊断模型。群智能优化算法可以自适应优化机器学习算法的超参数,是一种合适的故障诊断模型优化方法。麻雀搜索算法是一种新型的群智能优化算法,具有较强的研究价值和应用价值。本文针对麻雀搜索算法搜索效率低、收敛速度有待提高、容易陷入局部最优、全局搜索和局部开发能力平衡性差等问题,对原算法做出了相应的改进,提出了两种改进的麻雀搜索算法,并将其应用在优化故障诊断模型上。本文的主要贡献如下:（1）提出了一种精英反向麻雀搜索算法（EOSSA）,主要创新在于:基于精英策略生成初始种群,改善了麻雀种群初始解的质量,加快算法的收敛速度和寻优效率;将精英反向学习策略和小孔成像反向学习策略分别作用于精英麻雀和普通麻雀,拓展了搜索空间,丰富了麻雀种群的多样性,提升了算法的优化性能。实验表明,EOSSA具有收敛速度快、搜索精度高等优点。（2）提出了一种基于模拟退火机制和高斯扰动的麻雀搜索算法（SAG-SSA）,主要创新在于:在麻雀种群执行完搜索任务后,对种群施加高斯扰动,加强其在局部搜索区域的开发能力;将经过高斯扰动后的麻雀个体,再施加依据模拟退火机制的温度系数生成的扰动,对麻雀种群位置进行更新;最后再根据Metropolis接受准则判断是否更换麻雀的位置。以上操作平衡了算法的全局搜索和局部开发能力,更适合用于受超参数变化影响较大的算法模型。实验表明,SAG-SSA具有较好的收敛特性,算法的精度得到了有效提升。（3）本文基于提出的EOSSA,将其用于Light GBM算法的超参数优化问题。基于此本文提出了一种基于EOSSA优化Light GBM的新的故障诊断模型,并将其结合凸轮加权距离改进的局部线性区分嵌入算法提出了一种针对变形数据的故障诊断方法。本文所提方法在田纳西伊斯曼化工过程数据集上进行了验证,实验结果证明了该方法的有效性。（4）本文还基于SAG-SSA优化带有双Q学习的深度Q网络（DDQN）提出了一种新的故障诊断模型。该模型首次将改进的麻雀搜索算法应用于优化深度强化学习的相关算法,并将其首次应用于充电桩的故障诊断问题。基于SAG-SSA优化的DDQN故障诊断模型在充电桩的故障诊断实验中表现出了良好的性能,具有一定的实际应用价值。实验结果表明,本文所提出的两种改进的麻雀搜索算法在实际工程问题中都取得了良好的优化效果,这两种方法可以探索应用在其他工程优化问题中;本文所提出的故障诊断模型在仿真实验中表现出了较好的实验效果,这些模型可以尝试应用在工业生产和日常生活中。

关键词：故障诊断数据驱动特征提取分类智能计算优化

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《“中国老天地”项目介绍》汉译英实践报告

《“中国老天地”项目介绍》汉译英实践报告

作者：顾启成上海师范大学

学位级别：硕士

本翻译实践源于在上海无凡翻译有限公司实习期间的一个项目,名为《“中国老天地”项目介绍》,是一个成功抢救并修复中国传统民居历史建筑的重要文化遗产保护项目。该项目对古民居群改造项目的背景、关键目标、建设措施、历史文化意义以... 详细信息

本翻译实践源于在上海无凡翻译有限公司实习期间的一个项目,名为《“中国老天地”项目介绍》,是一个成功抢救并修复中国传统民居历史建筑的重要文化遗产保护项目。该项目对古民居群改造项目的背景、关键目标、建设措施、历史文化意义以及其他方面都作了详细的描述。该文本的汉译英是为将中国老天地项目介绍到海外,并且为在联合国申遗作初期准备。笔者从语言特点及文化信息两个层面对源文本进行了分析,并归纳其特点;同时通过查询相关书籍来确定源文本中的专有名词、专业术语的翻译,进而保证翻译的准确性和得体性。汉语四字格词,作为汉语语言独有的一大特点,笔者从具体的案例出发,分析不同语境下四字格词的处理方式,归纳了如直译法、释义法的翻译策略。由于源语文本内容的客观性,原作者还运用了大量的无主语句,同时长难复杂句的屡见不鲜更是给翻译实践带来难题,通过分析典型案例,笔者探讨和归纳了拆分及重组两种主要翻译策略。文本主要涵盖历史文化以及建筑专业领域两方面的内容,通过对其翻译的研究,不仅提高了自身翻译水平,也增加了本人对相关领域知识的掌握和理解,为从事译员工作打下更好的基础。

关键词：传统民居中国老天地四字格词

硒对金黄色葡萄球菌感染的奶牛乳腺上皮细胞增殖作用的机制研究

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硒对金黄色葡萄球菌感染的奶牛乳腺上皮细胞增殖作用的机制研究

作者：祝启成扬州大学

学位级别：硕士

奶牛乳腺炎是奶牛产后常见疾病之一,可造成巨大的经济损失。病原菌入侵乳腺组织并在宿主细胞中生存,这一过程常伴随组织损伤。金黄色葡萄球菌(***)是奶牛乳腺炎重要的致病菌之一。乳腺被感染损伤后,在各种信号通路和因子的作用下进行自... 详细信息

奶牛乳腺炎是奶牛产后常见疾病之一,可造成巨大的经济损失。病原菌入侵乳腺组织并在宿主细胞中生存,这一过程常伴随组织损伤。金黄色葡萄球菌(***)是奶牛乳腺炎重要的致病菌之一。乳腺被感染损伤后,在各种信号通路和因子的作用下进行自我修复,以恢复乳腺的正常结构和功能。硒通常以硒蛋白的形式存在于动物机体内。已有多项研究证实,硒能够调控细胞的增殖,但运用硒对于奶牛乳腺上皮细胞(Bovine mammary epithelial cells,BMECs)的促增殖作用尚未见报道。本试验通过体外培养BMECs,研究Wnt/β-catenin和PI3K/Akt/mTOR信号通路、细胞周期以及修复相关因子,探讨硒对BMECs增殖的作用机制,为奶牛乳腺炎的防治提供理论依据。(1)为了研究硒对***感染BMECs增殖的影响采用流式细胞术检测细胞周期,分组同上。结果显示:硒添加后,与空白组相比,4μM硒添加,S期细胞极显著增多(p<0.01);8μM硒使G0/G1期的细胞极显著减少(p<0.01),G2/M期细胞极显著增多(p<0.01),PI极显著升高(P<0.01)。当***感染细胞后,与空白组相比,***组S期细胞极显著下降(p<0.01),G2/M期细胞显著增多(p<0.05)。与***组相比,2、4、8 μM硒与***共处理时,G0/G1期细胞显著或极显著下降(p<0.05或p<0.01),S期细胞显著或极显著增多(p<0.05或p<0.01),PI显著上升(p<0.05)。说明硒可以调控BMECs的细胞周期。当***感染BMECs时会阻滞BMECs细胞周期,而适当浓度的硒促进BMECs向S期和或G2/M期的转化,PI显著升高。(2)为研究硒对BMECs相关修复基因表达的影响,检测CTGF、EGFR、VEGF、TGF-β、ERα和ERβ基因的mRNA表达。结果显示:硒添加后,与空白组相比,2 μM硒促进BMECs中CTGF和VEGF基因表达水平升高,差异显著(p<0.05);4 μM硒促进BMECs中CTGF、EGFR、TGF-β3、VEGF、ERα和ERβ基因表达水平上升,差异显著或极显著(p<0.05或p<0.01);8μM 硒促进 BMECs 中 CTGF、EGFR、TGF-β3、VEGF、ERα 和 ERβ 基因表达水平极显著上升(p<0.01)。***感染细胞后,与空白组相比,***组CTGF、EGFR、VEGF、ERα、ERβ和TGF-β3基因表达上升,差异显著或极显著(p<0.05或p<0.01)。与S aureus组相比,2 μM 硒与 *** 共处理组 EGFR、TGF-β3、VEGF 和ERβ基因表达上升,差异极显著(p<0.01);4 μM硒与***共处理组VEGF、CTGF、EGFR和ERα基因表达水平升高,差异显著或极显著(p<0.05或p<0.01);8μM硒与***共处理组EGFR、CTGF、VEGF和ERα基因表达水平升高,差异显著或极显著p<0.05或p<0.01)。说明硒可以调节BMECs中修复相关因子和受体的基因表达。当***感染BMECs,适当浓度的硒通过促进上述修复因子和受体基因的表达,影响组织和细胞的增殖和修复。(3)研究硒调控 Wnt/β-catenin 和 P13K/Akt/mTOR 信号通路在 *** 感染BMECs过程中的作用机制。本试验以BMECs为研究对象,设置空白组、***组(MOI=1:1)、亚硒酸钠组(2、4、8 μM),以及亚硒酸钠与***共处理组。运用Western Blot对Wnt/β-catenin 信号通路中的关键蛋白 β-catenin、Cyclin D1、c-Myc 以及 PI3K/Akt/mTOR 信号通路中PI3K和AKT的磷酸化水平进行检测,通过免疫荧光检测β-catenin蛋白的分布情况,探究硒对 BMECs和***感染 BMECs 情况下 Wnt/β-catenin 和 PI3K/Akt/mTOR 信号通路的影响。结果显示:硒添加后,与空白组相比,4μM硒促进BMECs中Cyclin D1蛋白表达升高,差异极显著(p<0.01);8μM硒促进BMECs中β-catenin、Cyclin D1和c-Myc蛋白表达升高,差异显著或极显著(p<0.05或p<0.01),β-catenin入核增加。2μM硒促进BMECs中mTOR蛋白磷酸化水平升高,差异显著(P<0.05);4和8μM硒促进BMECs中PI3K、Akt和mTOR蛋白磷酸化水平升高,差异显著或极显著(p<0.05或p<0.01)。当S

关键词：奶牛金黄色葡萄球菌乳腺上皮细胞增殖信号通路细胞周期增殖相关因子

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蓝桉叶的生物活性及活性成分研究

蓝桉叶的生物活性及活性成分研究

作者：雷启成浙江工商大学

学位级别：硕士

本文旨在研究蓝桉叶挥发性成分和水浸提液的多种生物活性,以及两者的活性成分分析,并探索微波水扩散重力法应用于蓝桉叶挥发性成分绿色无损提取。主要内容如下:1、研究了蓝桉叶挥发性成分的化感作用及其水浸提液的抑菌、抗氧化以及化感... 详细信息

本文旨在研究蓝桉叶挥发性成分和水浸提液的多种生物活性,以及两者的活性成分分析,并探索微波水扩散重力法应用于蓝桉叶挥发性成分绿色无损提取。主要内容如下:1、研究了蓝桉叶挥发性成分的化感作用及其水浸提液的抑菌、抗氧化以及化感活性,发现蓝桉叶的挥发性成分对草种子萌发、发芽生长过程都有明显的抑制作用,抑制效果与蓝桉叶添加量成正相关;实验发现蓝桉叶水浸提液对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌有显著的抑制效果,对铜绿假单胞菌没有显著抑制效果;蓝桉叶水浸提液浓度在20-200μg/mL有很高的抗氧化活性,其IC50值为56μg/mL;蓝桉叶水浸提液对草种子有很强的化感作用,并且蓝桉叶水浸提液的浓度与草种子化感作用呈现正相关的关系。2、建立了顶空固相微萃取和气相色谱质谱联用法(HS-SPME-GC-MS)定性定量分析蓝桉叶挥发性成分的方法,实验优化得到平衡时间30 min、萃取时间40 min和提取温度50 ℃为最佳的提取条件。分析得到蓝桉叶挥发物共有127种。采用双内标分别定量11种主要的单萜类化合物和8种倍半萜化合物,其中含量最高的为桉叶油醇,在新鲜蓝桉叶和风干蓝桉叶中含量分别为127.19 μg/g和86.61 μg/g。实验推测,桉叶油醇和α-蒎烯可能是蓝桉叶挥发性成分抑菌和化感活性的主要活性成分。3、开发了微波水扩散重力法(MHG)绿色无损提取蓝桉叶中的挥发性成分的方法,经优化的最佳提取条件为提取温度保持在70℃(±1℃),提取时间为20分钟。经分析鉴定出127种挥发性成分,其中两种主要的挥发性成分为桉叶油醇和α-蒎烯,两者的含量分别为22.67%和13.20%。经对比顶空固相微萃取(HS-SPME)和水蒸气蒸馏法(HDE)发现,微波水扩散重力法可以作为一种替代传统的水蒸气蒸馏法和挥发物衡量分析的顶空固相微萃取(HS-SPME)的一种绿色、无损的挥发性成分提取方法。4、研究了蓝桉叶水浸提液活性成分,分别测定得到蓝桉叶水浸提液中的总酚含量为0.72 mg/mL,总黄酮含量为0.17 mg/mL。采用超高效液相色谱质谱联用(UPLC-Q-orbitrap-MS)鉴定出蓝桉叶水浸提液中34种成分,包括14种多酚成分,9种糖苷类物质,4种鞣质类物质。没食子酸是其中含量最高的成分,占2.81%,可能与蓝桉叶水浸提液的活性有很大相关性。最后采用高效液相色谱法分析了蓝桉叶水浸提液的没食子酸的含量,经没食子酸标准曲线测定得到没食子酸在蓝桉叶水浸提液的平均含量为0.52 mg/mL。

关键词：蓝桉叶生物活性化感作用挥发性成分微波水扩散重力法水浸提液高分辨质谱

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长寿解读《老人报》保健养生文章精选第2版

基于高分辨率SAR图像以及光学图像的城市场景建模研究

2004年

作者：符启文赵南成

本书所收集选自老人报2003年上半年的文章，分为食疗、保健、养生、医疗和记者专访五大类，其中医疗又分为五官、眼、头、牙、皮肤、新脑血管、肿瘤、精神心理等十八类。

ISBN: (纸本)7536042361

关键词：长寿保健普及读物

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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基于高分辨率SAR图像以及光学图像的城市场景建模研究

作者：陶启成中国科学技术大学

学位级别：硕士

基于SAR图像的建筑物重建是SAR图像处理领域的一个重要的研究课题,同时也是SAR图像处理技术的难点之一。建筑物因为其固有的几何形状结构,在SAR图像中呈现出独有的特点,包括叠掩,二次散射以及阴影等。通过对图像中建筑物固有特征的分析... 详细信息

基于SAR图像的建筑物重建是SAR图像处理领域的一个重要的研究课题,同时也是SAR图像处理技术的难点之一。建筑物因为其固有的几何形状结构,在SAR图像中呈现出独有的特点,包括叠掩,二次散射以及阴影等。通过对图像中建筑物固有特征的分析,可以反演出建筑物的几何信息。然而在SAR图像中,几何特征往往有所缺失,同时受斑点噪声影响,传统的建筑重建方法不能很好地适应SAR图像的特点。本文基于单幅高分辨率SAR图像,提出一套结合光学遥感图像的建筑物重建的研究框架。首先利用光学图像获取建筑物的位置信息,然后对不同参数的建筑物进行仿真,计算在不同参数情况下仿真图像与实际SAR图像之间的相似性,通过优化建筑物参数,完成建筑物的重建。本文工作主要包括以下几个方面：(1)建筑物的位置提取。本文首先在光学遥感图像中对建筑物进行定位,然后对SAR图像进行几何校正,通过仿射变换对SAR图像以及光学图像进行配准,最后将获取的建筑物位置投射到SAR图像上,获取SAR图像中的建筑物位置。(2)建筑物SAR图像的仿真。本文首先分析了不同SAR仿真方法之间的区别,根据建筑物的几何特性,提出一种基于光线追踪的快速SAR图像仿真算法,用于仿真不同参数的建筑物。该方法可以快速对平面建筑进行模拟,获取建筑物的几何反射特性。(3)建筑物的几何重建。针对SAR图像中建筑物特征缺失严重的特点,提出了一种基于迭代匹配的重建方法,通过计算输入模型的模拟图像与实际SAR图像之间的加权互信息,来衡量两张图像之间的相似性。然后利用模拟退火的方法更新模型参数,以获得建筑物的高度信息。该方法对建筑物遮挡以及建筑物周围复杂环境有较好的适应性。

关键词：合成孔径雷达几何重建图像模拟加权互信息

Neuregulin-1在糖尿病大鼠心肌组织中表达的改变及意义

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Neuregulin-1在糖尿病大鼠心肌组织中表达的改变及意义

作者：龙启成广西医科大学

学位级别：硕士

目的：观察Neuregulin一1(NRG一1)在糖尿病大鼠心肌组织中表达,探讨其在糖尿病心肌病中的作用。方法：将45只雄性SD大鼠随机分为4周、8周和12周糖尿病组(A1、A2和A3组,各组n=10),4周、8周和12周对照组(B1、B2和B3组,各组n=5)。一次性腹... 详细信息

目的：观察Neuregulin一1(NRG一1)在糖尿病大鼠心肌组织中表达,探讨其在糖尿病心肌病中的作用。方法：将45只雄性SD大鼠随机分为4周、8周和12周糖尿病组(A1、A2和A3组,各组n=10),4周、8周和12周对照组(B1、B2和B3组,各组n=5)。一次性腹腔注射链尿佐菌素(Streptozotocin,STZ,55mg/kg)诱导糖尿病动物模型,经胸心脏超声检测各大鼠的心功能,HE染色和Masson染色观察大鼠病理组织学改变,免疫组织化学法观察NRG-1在大鼠心肌组织表达的部位,计算大鼠心肌胶原容积分数(Co11agen Vo1ume fraction,CVF)和左心室重量指数(Left ventricular mass index,LVMI),RT-PCR和Westem-blot检测心肌组织NRG-1mRNA及蛋白的表达水平。结果：A1组LVMI、心肌CVF、心功能指标、NRG-1mRNA及蛋白的表达水平与B1组相比,差异无统计学意义(均P>0.05)。A2和A3组LVMI、左心室收缩末内径(left ventricular systolic dimension,LVESD)和心肌CVF均较同期对照组显著增高[①A2组vs B2组：(27.03±2.48)%vs (15.37±1.72)%,(3.49±0.41)mm vs(3.02±0.27)mm,(10.23±3.69)%vs(1.87±0.37)%,均P0.05],NRG-1mRNA和蛋白的表达仍未见明显变化(均P>0.05);A3组LVFS、LVEF、NRG-1mRNA和蛋白的表达均低于B3组[(40.1±3.91)%vs(53.3±5.37)%,(71.5±4.53)%vs(83.6±2.97)%,(0.018±0.005)vs(0.045±0.008),(0.171±0.054)vs(0.324±0.039),均P<0.01]。相关分析显示,心肌CVF与LVMI呈显著正相关(r=0.915,P<0.05),与LVFS及左LVEF呈负相关(r1=-0.903,P<0.01;r2=-0.872,P<0.05)。结论：STZ诱导的糖尿病大鼠在病程的早期即可出现心脏结构改变;随着病程的进展,糖尿病大鼠心脏逐渐出现纤维化、心肌重构加剧及心功能不全表现,符合糖尿病心肌病的特征;在STZ诱导糖尿病12周后,大鼠心肌组织中NRG-1的表达显著下降,NRG-1表达的下调可能参与了糖尿病心肌病的发生发展。

关键词：糖尿病糖尿病心肌病心脏纤维化 Neuregulin-1 大鼠

可光固化单体直接制备特殊形貌凝胶颗粒及应用研究——涡环冷冻和光聚合法相结合

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可光固化单体直接制备特殊形貌凝胶颗粒及应用研究——涡环冷冻和...

作者：田启成北京化工大学

学位级别：硕士

特殊形貌的凝胶颗粒一直以来备受人们关注,由于其较大的比表面积、较快的内外传质能力,以及各向异性响应性等优势,已经广泛应用于细胞封装、药物释放、生物传感、微型机器人等一系列领域。得益于凝胶颗粒的特殊形貌,它们在一些领域的功... 详细信息

特殊形貌的凝胶颗粒一直以来备受人们关注,由于其较大的比表面积、较快的内外传质能力,以及各向异性响应性等优势,已经广泛应用于细胞封装、药物释放、生物传感、微型机器人等一系列领域。得益于凝胶颗粒的特殊形貌,它们在一些领域的功能无法通过单一的球形类型来满足。因此如何获得特殊形貌凝胶颗粒成为近年来研究的热点课题。目前特殊形貌凝胶颗粒的制备方式也逐渐多样化,例如软光刻法、微流控法、电喷雾法、电沉积法、滴注成型法等。本文主要是采用涡环冷冻和光聚合法相结合的成型方式,以丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为原料制备了不同形状的凝胶颗粒。所谓涡环冷冻法是指液滴在撞击液面时会产生一系列非球形形状的流体中间体,利用与形变过程相匹配的交联方式固定这些中间形态得到凝胶颗粒的方法就被称为涡环冷冻法。在之前的研究中,通过涡环冷冻法制备凝胶颗粒的材料主要局限于聚合物,而小分子材料目前未进行报道。小分子难以成型的原因主要分为两方面:一方面由于过低的粘度使得小分子液滴在形变的同时很难保持中间形状;另一方面小分子液滴发生形变的速率和交联定型速率很难匹配,难以制备出各种形貌的凝胶颗粒。因此,相对于聚合物来说,通过小分子材料制备特殊形貌凝胶颗粒对于滴注交联的成型方式更具有挑战性。与之前所用实验材料(聚合物)以及交联方式(离子键交联)不同,本研究开创了一个新的体系,该研究通过小分子材料液滴撞击液面产生形变,并以快速光固化定型,实现了由小分子制备各种形状凝胶粒子。此外,通过调节参数,制备了一系列不同形状的聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDAC)凝胶颗粒,例如圆饼状、椭球状、碗状、蝌蚪状以及带有杂边形状等,并利用流体力学参数粘度比、雷诺数以及韦伯数解释了凝胶颗粒在形变过程的变化。研究表明,不同接受浴下可以得到不同形状的凝胶颗粒,这进一步说明了接收浴粘度和高度对凝胶颗粒的成型有影响。此外,我们也利用其它类型的光固化单体成功地制备了特殊形貌的凝胶颗粒,进一步说明该方法的可行性。最后,探究了以DAC和丙烯酰胺混合溶液所制备的碗装凝胶颗粒在阴离子染料吸附中的潜在应用。以刚果红染料为吸附模型,进行了动力学和吸附等温曲线拟合,结果表明该凝胶颗粒的吸附作用主要是单层的化学吸附为主。通过球形和碗状凝胶颗粒的吸附性能对比,发现碗状凝胶颗粒的吸附性能均优于球形凝胶颗粒。另外制备的凝胶颗粒具有一定的耐酸碱性和可回收性,为进一步实用提供了可能。这种用于特殊形貌凝胶颗粒的生产方式进一步扩大了对于选材的多样性,为后续特殊形貌凝胶颗粒的制备和应用提供一定参考价值。

关键词：光固化涡环冷冻法特殊形貌凝胶颗粒染料吸附