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功能界面诱导溶菌酶异相成核的研究

功能界面诱导溶菌酶异相成核的研究

作者：佟昕檬天津大学

学位级别：硕士

蛋白质结晶在药物设计、分离纯化以及药物传递等领域有着广泛的应用。近年来,全球生物制药市场正突飞猛进的发展,但是由于蛋白质结晶过程受多种因素影响,获得高质量的蛋白质晶体仍面临着许多技术难点。本文首先对蛋白酶K、溶菌酶及木瓜... 详细信息

蛋白质结晶在药物设计、分离纯化以及药物传递等领域有着广泛的应用。近年来,全球生物制药市场正突飞猛进的发展,但是由于蛋白质结晶过程受多种因素影响,获得高质量的蛋白质晶体仍面临着许多技术难点。本文首先对蛋白酶K、溶菌酶及木瓜蛋白酶的结晶条件进行了初步筛选,进而选取溶菌酶为目标蛋白质。针对溶菌酶的氨基酸组成与结构特点,制备了末端基团分别为对乙酰基(S-PhAc)、联苯基(S-biPh)以及对三氟甲基(S-PhCF)的三种功能界面,并研究其对溶菌酶结晶过程的影响规律。采用悬滴式蒸汽扩散方法,在15 mg/mL溶菌酶浓度条件下,S-PhAc界面上可获得最大的溶菌酶晶体,24 h时尺寸可达270μm。批量法结晶实验中,24 h时S-PhAc界面上溶菌酶晶体尺寸在150至275μm的范围内,而在对照组商用硅烷化盖玻片上,形成的晶体聚集在一起且尺寸较小。通过红外光谱和X射线粉末衍射表征由批量法获得的溶菌酶晶体,实验结果表明功能界面诱导的结晶过程中,溶菌酶的结构没有发生显著的改变。通过偏光显微镜的观测结果计算得出,功能界面显著增强了异相成核作用,且异相成核作用强度N按照(?)的顺序减小。原位实时原子力显微镜观测结果表明,结晶初始阶段S-PhAc界面上形成的溶菌酶分子团簇具有最快的生长速率,为0.088±0.004nm/s,远远高于在对照组商用盖玻片上的生长速度(0.025±0.005nm/s);而当晶体达到一定尺寸时,末端功能分子对晶体的生长速率没有显著的影响。分子模拟结果表明,功能界面能够与选定溶菌酶无规卷曲中特定的氨基酸以及氢原子之间产生弱相互作用力,无规卷曲结构与功能界面的结合能越强,越容易发生异相成核。因此,设计作用于蛋白质特定无规卷区结构的功能分子,是在初始阶段调控蛋白质结晶过程的有效途径。

关键词：溶菌酶结晶异相成核功能界面分子模拟

杯芳烃功能界面的设计构建及其动态响应性能研究

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杯芳烃功能界面的设计构建及其动态响应性能研究

作者：罗莉华中师范大学

学位级别：硕士

宏观可视化分子识别在主客体化学中已经成为一个研究的热点。常见的宏观可视化分子识别主要是凝胶聚集、颜色可视以及浸润性宏观响应等。而这些宏观响应本身存在着不足,比如凝胶聚集体系不易控制相互作用的表面是否有主客体分子存在且... 详细信息

宏观可视化分子识别在主客体化学中已经成为一个研究的热点。常见的宏观可视化分子识别主要是凝胶聚集、颜色可视以及浸润性宏观响应等。而这些宏观响应本身存在着不足,比如凝胶聚集体系不易控制相互作用的表面是否有主客体分子存在且对溶剂要求较高;颜色可视的纳米金体系在制备过程中已发生聚集;因此需要构建一种新的宏观响应体系。杯芳烃、柱芳烃由于其自身的结构特点,为分子的识别提供了良好的分子平台。基于前期对杯芳烃功能化界面及其分子识别性能的研究,我们设想能否更为直接的实现特定分子的宏观可视化识别呢,即利用主体界面与客体水滴相互作用从而实现宏观可视化分子响应。根据特定的客体分子的结构特点设计合成杯芳烃主体分子,构建杯芳烃功能化界面,然后将杯芳烃界面与特定的客体分子水滴相互作用,从而实现特定分子的宏观分子可视化识别。本论文的主要内容为：第一,根据氨基甲酸酯农药的结构特点,设计合成了炔基杯[4]芳烃(C4A),通过紫外吸收说明了对灭多威有良好的识别性能,利用点击反应成功的构筑了杯[4]芳烃修饰的硅界面(C4A-SAMs),通过静态接触角及动态接触角的测量,实现了对灭多威客体水滴的良好的识别。第二,根据紫精农药的结构特点,设计合成了炔基柱[5]芳烃(P5A),利用点击反应成功的构筑了柱芳烃修饰单分子自组装层(P5A-SAMs);利用静态接触角和动态接触角实现了对甲基紫精农药的识别;并利用核磁、计算等手段说明了识别的机理。第三,根据R/S萘普生的结构及其性质,设计合成了S-扁桃酸酰肼衍生的杯[4]芳烃,利用点击反应成功的构筑了S-扁桃酸酰肼杯[4]芳烃手性界面,通过静态接触角及动态接触角的测量,实现了对S-萘普生的识别。

关键词：杯芳烃柱芳烃功能界面分子识别手性识别动态接触角

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基于各向异性表面的液滴驱动

化学进展 2021年第1期33卷 78-86页

作者：薛銮栾李会增李安赵志鹏宋延林中国科学院化学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

驱动液滴实现各种动态行为在生物医学、微流控、痕量检测等领域具有重要应用。液滴的驱动主要依赖于对液滴不同位置受力的调节。具有浸润性差异或结构差异的各向异性表面,在对液滴进行驱动时具有操作简便、节约能源等优势,逐渐成为液滴... 详细信息

驱动液滴实现各种动态行为在生物医学、微流控、痕量检测等领域具有重要应用。液滴的驱动主要依赖于对液滴不同位置受力的调节。具有浸润性差异或结构差异的各向异性表面,在对液滴进行驱动时具有操作简便、节约能源等优势,逐渐成为液滴操控领域的研究热点之一。本文结合本课题组的研究工作,对近年来利用各向异性表面驱动液滴的相关研究进行了综述。首先,分析了各向异性表面驱动液滴的基本原理。依据制备方法的不同,将各向异性表面分为浸润性各向异性表面、结构各向异性表面和协同各向异性表面三类,分别归纳了其常见制备方法和在液滴驱动领域的主要应用。最后,本文对各向异性表面驱动液滴的局限性和发展方向进行了总结和展望。

关键词：功能界面液滴驱动各向异性表面浸润性

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基于射频识别技术的车间级刀具管理系统

计算机集成制造系统 2016年第8期22卷 1907-1918页

作者：海源张松李剑峰王玉春杜春刚山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室山东济南250061 潍柴动力股份有限公司山东潍坊261061

为了解决汽车发动机生产车间刀具识别与刀具从入库到报废环节的过程管理问题,提出一种基于无线射频识别的刀具自动识别技术,并开发了相应的车间级刀具管理系统。通过需求分析进行了系统理论模型设计,包括系统功能结构模型、业务流程模... 详细信息

为了解决汽车发动机生产车间刀具识别与刀具从入库到报废环节的过程管理问题,提出一种基于无线射频识别的刀具自动识别技术,并开发了相应的车间级刀具管理系统。通过需求分析进行了系统理论模型设计,包括系统功能结构模型、业务流程模型和体系架构模型的构建;利用射频识别技术对每把刀具进行唯一标识,实现刀具数字化标识与信息追踪,完成无线射频识别技术与刀具实体的结合。为了消除系统刀具信息描述时多义性的问题,采用字母与数字混合编码方式建立了刀具编码体系。利用C#语言和SQL Server 2008数据库软件分别对系统前台功能界面及后台数据库进行设计。通过案例验证了系统的各项功能,实现了车间刀具信息与物流状态管理,满足了企业的应用需求。

关键词：刀具管理系统无线射频识别理论模型刀具编码功能界面数据库

基于颗粒单向流动效应的手持式月壤取心装置设计

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深空探测学报 2020年第2期7卷 164-170页

作者：陈化智刘荣凯马超姜生元哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001

获取具有良好层理信息的月壤剖面样品是未来载人登月任务中的重要工作之一。针对传统贯入式取心存在的贯入阻力大、取心率低等问题,将与取心管壁相接触的月壤颗粒排出是有效的解决方案。基于依靠振动及非对称摩擦功能界面实现月壤颗粒... 详细信息

获取具有良好层理信息的月壤剖面样品是未来载人登月任务中的重要工作之一。针对传统贯入式取心存在的贯入阻力大、取心率低等问题,将与取心管壁相接触的月壤颗粒排出是有效的解决方案。基于依靠振动及非对称摩擦功能界面实现月壤颗粒单向流动的原理,提出了一种适于宇航员手持操作的取心装置设计方案,对关键零部件进行了详细的结构设计。利用离散单元法数值模拟软件EDEM对其取心性能开展了研究。结果表明:相比于传统静压贯入式取心器,该取心装置可有效提高取心率,并降低取心过程中受到的阻力。

关键词：月壤颗粒单向流动功能界面振动取心装置

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我国数字化形变台网技术系统

大地测量与地球动力学 2005年第2期25卷 130-135页

作者：李正媛陈志遥吴云宋彦云中国地震局地震研究所武汉430071 中国地震局北京100036

介绍了“九五”期间建设的我国第三代数字化形变台网技术系统的构成、观测仪器的性能指标及台站的分布,剖析了数字化形变台站的数据流程、功能界面与使用数据采集器的基本要求。数字化台网2001～2004年基本运行情况为:台网的130台(套)... 详细信息

介绍了“九五”期间建设的我国第三代数字化形变台网技术系统的构成、观测仪器的性能指标及台站的分布,剖析了数字化形变台站的数据流程、功能界面与使用数据采集器的基本要求。数字化台网2001～2004年基本运行情况为:台网的130台(套)数字化形变仪器(除1套外)皆已投入监测并产出连续观测资料,其中,90%以上达到Ⅰ类标准,这些结果反映了数字化形变台网良好的监测运行情况。

关键词：中国第三代数字化形变台网技术系统系统构成观测仪器性能指标台站数据流程功能界面地震监测

锂离子电池天然石墨负极人工界面的设计与性能优化

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锂离子电池天然石墨负极人工界面的设计与性能优化

作者：赵云浩苏州大学

学位级别：硕士

当前,商业化锂离子电池的负极材料广泛使用人工石墨,而人工石墨制备过程能耗过高,高温石墨化工序的成本巨大。天然石墨由于其表面缺陷多、比表面积大、界面不稳定,循环性能差等一系列问题,难以成为主流。为了解决天然石墨的突出问题,本... 详细信息

当前,商业化锂离子电池的负极材料广泛使用人工石墨,而人工石墨制备过程能耗过高,高温石墨化工序的成本巨大。天然石墨由于其表面缺陷多、比表面积大、界面不稳定,循环性能差等一系列问题,难以成为主流。为了解决天然石墨的突出问题,本文从天然石墨负极的表界面修饰和设计出发,选取功能性的有机分子在石墨表面原位构建多功能的人工界面层,以降低天然石墨的比表面积和表面活性,同时通过一系列的电化学方法和表征手段对SEI的成膜机制、化学成分和作用效果进行了探究与分析。主要研究工作的结果如下:(1)选取了丙烯酸(AA)和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)进行自由基聚合交联反应,在石墨表面原位构建一种交联聚合物框架层,并通过羧酸基团的高温脱水反应生长到石墨表面,其中酰胺基团的给电子效应能够促进锂离子的输运。研究发现,当二者相对于石墨的用量为2 wt%,二者间的摩尔比为1:1时,制备的NG@AM-2%负极具有最低的比表面积3.74 m2 g-1,首次库伦效率提升～4%,可逆容量达到356 mAh g-1,半电池在0.5 C倍率下循环200圈几乎无衰减,倍率性能也得到显著改善,全电池在1C下循环500圈,容量保持率为82.75%。电化学分析和界面SEI表征证明,这种双功能聚合物分子保护层有效降低了电极的首次不可逆容量损失,在循环中抑制了电解质的分解产物在界面上的持续积累和界面阻抗的增加,参与形成了均匀致密且具有离子导电的稳定人工SEI膜。这一技术对发展高性能天然石墨材料明确了新的方向。(2)进一步利用丙烯酸分子和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)分子间的自由基聚合反应,在石墨表面构建了一种多功能聚合物保护层,可以有效保护天然石墨材料。研究发现,当该聚合分子层相对石墨的用量为2 wt%时,所制备的NG@SMAS-AA-2%负极表现出最佳的电化学性能。此时,材料的比表面积进一步降低到2.46 m2 g-1,石墨负极首次库伦效率提升了 4%,在200圈循环后仍有近350 mAh g-1的可逆容量,全电池在1 C下500圈循环后容量保持率为87.5%,倍率和高温性能上也有不同程度的改善。电化学和SEI分析表明,引入的磺酸基团参与了 SEI成膜,降低了成膜电位和不可逆锂消耗,这种人工界面在电池循环过程中参与形成了含有磺酸盐的高导锂性的SEI层,并有效抑制了 ROCO2Li和LiPF6分解产物LixPFy的生成,增强了天然石墨的界面稳定性。(3)通过聚丙烯酸(PAA)和硼酸(BA)在水溶液中的配位反应,在Li2CO3的参与下在石墨表面原位合成二草酸硼酸锂(LiBOB)的聚合物保护层,以有效抑制PC基电解液溶剂分子共嵌入并拓展电解液的应用种类。研究表明,当PAA用量为石墨的2 wt%,与BA配比为4:1时,制备的NG@PABA-4负极材料具有最佳的电化学性能。其比表面积进一步降低到2.13 m2 g-1,首次库伦效率提升了 5%以上,长期循环后几乎无衰减,全电池在1 C倍率下循环800圈,容量保持率提升近12%。电化学测试和界面表征分析表明,该负极材料在不同PC体系电解液中的电化学性能都有显著改善,LiBOB表面层能够优先于PC和EC分解形成SEI膜,并在循环中有效抑制了 LiPF6的不稳定分解,这在一定程度上缓解了 PC和PF5-的共嵌入问题。上述研究工作表明,表面功能分子聚合物层的构筑可以有效降低天然石墨的比表面积和表面活性,提高石墨表面SEI膜的质量和稳定性,是发展高性能天然石墨的重要途径。

关键词：锂离子电池天然石墨负极功能界面人工SEI 自由基聚合

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生物相容性界面/小分子对溶菌酶结晶的影响

生物相容性界面/小分子对溶菌酶结晶的影响

作者：戴思芮天津大学

学位级别：硕士

在食品和生物制药领域,理想的成核剂除了可以有效调控蛋白质晶体结构,还应具有生物相容性,对人体和环境均无毒无害,因此,探索潜在的生物相容性成核剂对于拓展蛋白质晶体的应用至关重要。本文首先以单宁酸（TA）和1,4-丁二醇（BDO）为原... 详细信息

在食品和生物制药领域,理想的成核剂除了可以有效调控蛋白质晶体结构,还应具有生物相容性,对人体和环境均无毒无害,因此,探索潜在的生物相容性成核剂对于拓展蛋白质晶体的应用至关重要。本文首先以单宁酸（TA）和1,4-丁二醇（BDO）为原料,制备了基于聚己内酯（PCL）的生物相容性聚合物界面（PCL-TA和PCL-BDO）,研究这两种界面对溶菌酶结晶的影响。水接触角测量和zeta电位结果表明,两种聚合物表面疏水性基本一致,PCL-TA相对PCL-BDO表面具有更多的负电荷。结晶实验表明,与国外商用盖玻片相比,在PCL-TA上晶体数量大大减少,尺寸增加（超过60%晶体大于300μm）,PCL-BDO表面晶体数量基本不变,尺寸略有增加。溶菌酶晶体异相成核受聚合物表面官能团的影响显著;结合分子模拟研究表明,TA结构单元的引入的确增强了PCL-TA界面与溶菌酶蛋白分子的相互作用;使PCL-TA表面上溶菌酶晶体生长较快。另一方面,采用谷胱甘肽（GSH）、甘氨酸（Gly）和半胱氨酸（Cys）三种生物小分子作为添加剂,研究其对溶菌酶结晶过程的影响作用,以期探寻具有良好生物相容性的成核剂。研究结果表明,三种添加剂均能提高成核速率,进而有效促进溶菌酶结晶,尤其是GSH的影响作用最为显著。红外光谱和X射线衍射结果表明,添加剂存在下结晶出的溶菌酶晶体没有发生晶型和结构的改变。通过圆二色和荧光光谱表征,并结合分子模拟结果分析,说明溶菌酶的柔性环形片段与生物小分子之间存在较强的相互作用,可以有效加速异相成核。

关键词：溶菌酶单宁酸谷胱甘肽异相成核功能界面结晶

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面向光电芯片制造设备的软件测试方法研究

面向光电芯片制造设备的软件测试方法研究

作者：路恒华中科技大学

学位级别：硕士

DH-LRS436重排机是一种集软、硬件于一体的机电设备,主要用于LED芯片的重排工作。为了保证重排机在发布之前各项功能均符合设计指标,需要对其进行测试,以找出潜在的缺陷并进行修改和完善。本文通过黑盒测试和白盒测试的方法对重排机系... 详细信息

DH-LRS436重排机是一种集软、硬件于一体的机电设备,主要用于LED芯片的重排工作。为了保证重排机在发布之前各项功能均符合设计指标,需要对其进行测试,以找出潜在的缺陷并进行修改和完善。本文通过黑盒测试和白盒测试的方法对重排机系统进行了测试研究工作,主要内容如下:介绍了重排机系统的硬件结构及软件框架,从接口和功能界面两个大的方向上对重排机系统进行了测试需求分析,提取出了需求测试点和性能指标,并根据接口和功能界面两部分各自不同的特点,分析了各自适用的测试方法。分析了重排机硬件接口的测试重点,提出了基于功能一致性和基于独立路径的测试策略,并运用这两种测试策略有效的指导了硬件接口的测试用例设计;进行了硬件接口的性能测试模块设计,并从接口调用的平均响应时间、接口调用的成功率、CPU及内存占用等方面对重排机系统进行了性能测试,发现了硬件接口设计不合理之处。对重排机的功能界面进行了分类,针对界面简单控件采用了等价类划分法和边界值法的测试策略,给出了两种测试策略的模型和测试用例的设计原则,并据此设计了界面简单控件的测试用例;针对界面复杂逻辑控件采用了逻辑驱动覆盖测试和场景法测试,有效的设计了登录业务、样本训练业务及重排业务的测试用例。以重排机系统中电机接口及登录业务的测试用例为例,论证了测试过程的可行性;并通过运行整个系统的测试用例,统计了各个模块的测试用例数及Bug数目,得到了最容易出现Bug的模块并分析了原因及后续处理的办法。

关键词：重排机黑盒测试白盒测试硬件接口功能界面测试用例