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气-液界面染毒系统中不同暴露流量对汽油发动机尾气致肺细胞氧化应激相关蛋白表达的影响

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环境卫生学杂志 2024年第5期14卷 367-377页

作者：李国梁鱼涛张雪艳裴梦娟晋瑜李斌宾萍中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所北京100050

目的采用气-液界面(air-liquid interface,ALI)培养和暴露系统,探索二轮摩托车来源的汽油发动机尾气(gasoline engine exhaust,GEE)对人肺细胞氧化应激相关蛋白表达的影响。方法实验分为空白对照组、洁净空气组、GEE组。除了空白对照组... 详细信息

目的采用气-液界面(air-liquid interface,ALI)培养和暴露系统,探索二轮摩托车来源的汽油发动机尾气(gasoline engine exhaust,GEE)对人肺细胞氧化应激相关蛋白表达的影响。方法实验分为空白对照组、洁净空气组、GEE组。除了空白对照组,其余各组采用气-液界面体外染毒技术,分别在暴露流量为10、15和25 mL/min,37℃水浴条件下,对生长在气-液界面插件多孔膜上的人支气管上皮细胞BEAS-2B和人肺癌A549细胞持续暴露60 min。利用Cell Counting Kit-8(CCK-8)法评价细胞相对存活率。采用2′,7′-二氯荧光黄双乙酸盐(2′,7′-dichloro-dihydro-fluoresceindiacetate,DCFH-DA)探针检测细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平。Annexin V-FITC细胞凋亡检测试剂盒检测GEE对BEAS-2B和A549细胞凋亡及坏死率的影响。蛋白质免疫印迹法检测全细胞裂解物中核因子红细胞2相关因子2(nuclear factor erythroid-2-related factor 2,Nrf2)和血红素氧合酶1(heme oxygenase-1,HO-1)蛋白表达水平。结果在10、15和25 mL/min三种暴露流量下,随着暴露流量增大,GEE暴露组的2种细胞相对存活率逐渐降低、胞内ROS生成量和细胞凋亡率逐渐升高,且与洁净空气组相比,存在统计学上的显著性差异(P0.05)。结论GEE对肺细胞具有较强的急性毒性作用;GEE诱导的细胞存活率、胞内活性氧生成和细胞凋亡率的改变受暴露流量的显著影响。暴露流量对GEE诱导的BEAS-2B和A549细胞Nrf2蛋白表达的影响显著,而对HO-1蛋白表达影响不显著。

关键词：汽油发动机尾气气-液界面肺细胞毒性核因子红细胞2相关因子2(Nrf2) 血红素氧合酶1(HO-1)

气-液界面染毒技术在柴油机尾气致呼吸系统毒性体外研究中的应用进展

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环境与职业医学 2023年第5期40卷 515-519页

作者：鱼涛宾萍中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所北京100050

柴油机尾气(DE)是生活和生产环境中普遍存在的重要污染源,与公众和职业人群的健康密切相关,国际癌症研究机构已将DE划归为1类致癌物。鉴于DE暴露致呼吸系统的不良健康效应,应用可靠和精准的体外研究检测系统来评估DE对呼吸系统的生物学... 详细信息

柴油机尾气(DE)是生活和生产环境中普遍存在的重要污染源,与公众和职业人群的健康密切相关,国际癌症研究机构已将DE划归为1类致癌物。鉴于DE暴露致呼吸系统的不良健康效应,应用可靠和精准的体外研究检测系统来评估DE对呼吸系统的生物学效应显得十分关键。呼吸系统体外染毒技术被认为是实施动物实验3R(减少、优化和替代)原则的可行措施之一,相对传统的浸没式体外染毒方式而言,气-液界面(ALI)染毒技术在呼吸系统毒作用机制研究中因具有影响因素少、易于控制暴露条件、染毒周期短等优势而成为一种重要的研究呼吸系统生理和病理反应分子事件以及不同细胞类型的作用模式和相互作用的工具,并因其能够模拟人体呼吸系统细胞和/或组织实际暴露DE的方式而得到日趋广泛的应用。本综述拟从介绍ALI染毒技术的产生、发展和优势入手,进一步概述ALI染毒技术在DE致呼吸系统毒性体外研究中的应用进展,从而为利用ALI染毒技术研究DE致呼吸系统毒性作用的生物标志物及其机制提供新的思路和手段,为暴露人群生物标志物筛选与推广提供基础数据。

关键词：柴油机尾气呼吸系统吸入毒理学体外毒性测试气-液界面呼吸道细胞共培养

相分离驱动的多孔表面制备及气-液界面铺展行为规律研究

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相分离驱动的多孔表面制备及气-液界面铺展行为规律研究

作者：华泽升山东大学

学位级别：硕士

近年来,频繁的石油泄漏造成的环境污染问题愈发严峻,对人类以及整个生态系统都造成了巨大的损害,人们亟需研发一种具备优异吸附性能的吸附材料来处理泄漏的石油。多孔结构材料具有大比表面积、高孔隙率,在石油吸附领域优势明显。因此,... 详细信息

近年来,频繁的石油泄漏造成的环境污染问题愈发严峻,对人类以及整个生态系统都造成了巨大的损害,人们亟需研发一种具备优异吸附性能的吸附材料来处理泄漏的石油。多孔结构材料具有大比表面积、高孔隙率,在石油吸附领域优势明显。因此,具有高比表面积、强吸附性能的多孔结构材料可控制备已成为该领域研究的重点。而目前多孔结构吸附材料仍存在制备效率低、能源消耗高、分离选择性差等问题。针对以上问题,本文基于物质传递相分离技术研究多孔结构材料的制备,提出了结构可控的斑块(Patchy)结构表面制备方法,通过固化、干燥Patchy结构便可得到多孔表面,探讨了 Patchy结构表面的形成机理,并通过结合静电纺丝技术制备出多孔结构纳米纤维膜材料。主要内容如下:首先,为了制备出多孔结构表面,提出一种基于物质传递相分离技术的多孔结构表面制备方法,利用相分离技术制备出Patchy结构,通过固化Patchy结构可以得到多孔表面。相分离体系由聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA 700)、丙三醇和无水乙醇组成,利用单相驱动微流控芯片制备出单分散液滴,当液滴接触到液体石蜡后,由于液滴和液体石蜡之间的界面张力作用,液滴在空气-液体石蜡界面漂浮并自发地形成空气-液滴界面。与此同时,液滴内的无水乙醇快速挥发,导致PEGDA 700与丙三醇发生相分离,在空气-液滴界面形成了 Patchy结构,这是一种新奇的气-液界面相分离现象。通过控制PEGDA 700/丙三醇体积比、表面活性剂Span 80浓度以及无水乙醇浓度,分析上述参数对空气-液滴界面相分离后结构的影响规律。实验结果表明:当单分散液滴中PEGDA700与丙三醇的比例QPEGDA:Q丙三醇=1时,空气-液滴界面会形成Patchy结构。通过界面张力平衡法分析出液滴形成空气-液滴界面的条件。最后,利用紫外光对Patchy结构表面进行交联聚合并制备出多孔表面,通过分析表面微观结构验证空气-液滴界面相分离过程的形态。然后,为了研究空气-液滴界面Patchy结构的形成机理,结合铺展系数理论和流体力学理论,揭示相分离过程中气-液界面的铺展行为规律。计算相分离体系各相的铺展系数,验证表面形态与铺展系数的关联关系。针对液滴空气-液滴界面的Patchy结构与经典铺展系数理论不符合的情况,建立基于气-液界面的铺展系数理论:当中间相为空气,且三相的铺展系数均小于0时,表面会形成Patchy结构。在空气环境中制备Patchy结构液滴,通过紫外光交联固化得到具有多孔表面的微颗粒,验证气-液界面处铺展系数理论。计算漂浮液滴在空气-液滴界面的乙醇挥发速率,建立挥发驱动的漂浮液滴内部流动模型,分析液滴内部马兰戈尼流动的发生情况,基于流体力学探究出空气-液滴界面处Patchy结构形成的条件。最后,利用静电纺丝及物质传递相分离技术制备出Patchy结构聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜,通过固化、清洗Patchy结构表面便可得到多孔结构PVDF吸附膜。基于气-液界面铺展行为规律探索出PVDF/DMAc/去离子水的相分离体系,以PVDF为溶质,DMAc、去离子水为溶剂,计算纺丝过程气-液界面三相的铺展系数,计算结果表面,上述相分离体系符合气-液界面铺展行为规律;探究了纤维多孔形貌与PVDF和去离子水浓度的关联性,并确定了纤维形貌与综合性能最优的制备参数:CPVDF=12 wt%,CH2O=1wt%;通过浸润性及单位面积界面能理论分析多孔PVDF纳米纤维可用于油吸附应用的原因;对表面多孔纤维膜的比表面积、孔隙率及吸附容量进行表征,其中添加12 wt%PVDF及1wt%去离子水时,多孔纳米纤维膜的比表面积、孔隙率及吸附容量达到最大,分别为 50.81 m2/g、89.6347%及 8.4387g/g。

关键词：多孔结构相分离气-液界面铺展行为静电纺丝

酸性有机磷类萃取剂单分子膜的气-液界面行为:亚相pH和铺展溶剂的影响

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化学学报 2019年第6期77卷 506-514页

作者：高振黄焜杜林刘会洲中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 山东大学环境研究院青岛266237 中国科学院大学化学工程学院北京100049

液-液两相萃取过程中,有机磷类萃取剂分子的界面行为决定了其以何种形式参与到界面萃取反应中.为了阐明萃取剂分子界面行为的变化特点,采用Langmuir单分子膜技术研究了单分子膜中P507分子在气-液界面的吸附和聚集行为随亚相pH、有机溶... 详细信息

液-液两相萃取过程中,有机磷类萃取剂分子的界面行为决定了其以何种形式参与到界面萃取反应中.为了阐明萃取剂分子界面行为的变化特点,采用Langmuir单分子膜技术研究了单分子膜中P507分子在气-液界面的吸附和聚集行为随亚相pH、有机溶剂极性的变化.通过测定表面压-分子面积等温线,并采用界面红外反射吸收光谱(IRRAS)分析表征气-液界面P507分子间相互作用,结果发现,以正己烷作铺展溶剂时,随亚相pH的降低,P507单分子膜质子化程度提高,P507分子极性端水化能力削弱,分子间相互作用增强,单分子膜中形成含有分子间氢键的聚集体.但采用极性有机溶剂(二氯甲烷和氯仿)铺展P507单分子膜,膜内P507分子界面聚集状态发生变化.铺展溶剂极性增强,单分子膜内会含有更多极性端水化能力强的P507分子单体,并且亚相pH降低,单分子膜不会出现类似正己烷条件下的π-A曲线收缩和P-O-H基团峰位红移现象.这证实了有机铺展溶剂极性可以改变P507单分子膜中分子界面存在形式和聚集状态.本工作为深入理解溶剂萃取过程中水油两相界面处酸性有机磷类萃取剂分子的聚集行为变化及其对界面反应活性的影响机制奠定了基础.

关键词： P507 单分子膜气-液界面聚集行为表面压-分子面积等温线

基于抛物线形气-液界面的超疏水微通道减阻特性

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化工学报 2016年第10期67卷 4126-4134页

作者：李春曦张硕薛全喜叶学民华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室河北保定071003

针对超疏水表面微通道中的流动减阻特性,基于抛物线形气-液界面假设,采用VOF模型模拟了微通道中的二维层流流动,分析了流动和结构参数对减阻效果的影响。结果表明,含矩形微坑的超疏水表面微通道具有显著减阻作用,f Re随Reynolds数增大... 详细信息

针对超疏水表面微通道中的流动减阻特性,基于抛物线形气-液界面假设,采用VOF模型模拟了微通道中的二维层流流动,分析了流动和结构参数对减阻效果的影响。结果表明,含矩形微坑的超疏水表面微通道具有显著减阻作用,f Re随Reynolds数增大而略有提高,量纲1压降比随入口速度增大而略有下降。当增大微坑面积比或减小微通道高度时,f Re减小,量纲1压降比增大;且微通道高度越小,微坑面积比对f Re的影响越显著。随抛物线形高度增加,压降比和滑移长度均线性减小,而f Re则线性增加。当微坑深度大于其宽度的40%时,压降比和滑移长度趋于定值。微坑形状对减阻效果的影响依次是燕尾形、矩形、梯形和三角形。

关键词：超疏水表面微通道数值模拟气-液界面层流微尺度两相流

气-液界面表面活性剂单分子膜BAM图像的模拟计算

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华东理工大学学报（自然科学版） 2006年第1期32卷 76-80页

作者：周华陈启斌刘洪来胡英华东理工大学化学系教育部先进材料与制备重点实验室上海200237

对界面上不同结构缺陷所引起的分子排列和取向进行了组合,建立了分子的取向模型,利用光传播的电磁场理论,模拟出了布儒斯特角显微镜(BAM)的理论图像,并将其与实验观察得到的BAM图像进行了比较。结果显示:理论计算图像与实际BAM观察结果... 详细信息

对界面上不同结构缺陷所引起的分子排列和取向进行了组合,建立了分子的取向模型,利用光传播的电磁场理论,模拟出了布儒斯特角显微镜(BAM)的理论图像,并将其与实验观察得到的BAM图像进行了比较。结果显示:理论计算图像与实际BAM观察结果基本一致;复杂的BAM图案可由点缺陷和线缺陷组合得到。

关键词：布儒斯特角显微镜单分子层气-液界面分子取向分子聚集态

气-液界面二元共沉积法制备三维有序大孔SiO_2

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功能材料 2012年第3期43卷 299-302页

作者：宋昌平刘俊康倪忠斌陈明清刘士荣江南大学化学与材料工程学院江苏无锡214122

采用乳液聚合法制备粒径为229nm的单分散聚苯乙烯(PS)微球,以单分散PS微球和粒径为10nm的硅溶胶为原料,采用蒸发自组装法在气-液界面上二元共沉积,制备了大孔SiO2材料。结果表明,当SiO2体积分数为11%时,大孔SiO2材料呈现有序规整的FCC结... 详细信息

采用乳液聚合法制备粒径为229nm的单分散聚苯乙烯(PS)微球,以单分散PS微球和粒径为10nm的硅溶胶为原料,采用蒸发自组装法在气-液界面上二元共沉积,制备了大孔SiO2材料。结果表明,当SiO2体积分数为11%时,大孔SiO2材料呈现有序规整的FCC结构,其填充率为42%,收缩率仅为2%。低温N2吸附表明该材料在大孔孔壁上存在6.4nm左右的介孔,是一种具有大孔/介孔复合孔道结构的功能材料。

关键词： SiO2 三维有序大孔二元共沉积气-液界面

气-液界面非担载SiO_2无机膜的仿生制备

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无机材料学报 2002年第1期17卷 175-179页

作者：王一平朱丽李韡郭翠梨天津大学化工学院天津300072

利用有机大分子ＣＴＡＢ的自组装体为模板来调制正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）的水解缩聚，于气－液界面上制备出非担载的ＳｉＯ２无机膜．对取膜时间进行了选择，考察了仿生制备ＳｉＯ２膜过程中物料配比对成膜质量的影响，对其进行了优化。... 详细信息

利用有机大分子ＣＴＡＢ的自组装体为模板来调制正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）的水解缩聚，于气－液界面上制备出非担载的ＳｉＯ２无机膜．对取膜时间进行了选择，考察了仿生制备ＳｉＯ２膜过程中物料配比对成膜质量的影响，对其进行了优化。由ＣＴＡＢ极性头基排列而成的六边形区域聚集于溶液表面，ＴＥＯＳ在其内部的水解缩聚及随后的层层复制过程形成了仿生合成膜的空间网络结构．

关键词：仿生合成气-液界面 SiO2膜无机膜二氧化硅 CTAB 自组装正硅酸乙酯水解缩聚

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三嵌段共聚物在气-液界面的有序组装

高等学校化学学报 2002年第5期23卷 937-940页

作者：王刚魏莉洪霞汪大洋杨文胜刘凤岐李铁津白玉白吉林大学化学学院长春130023

将氢化的苯乙烯（PS）／丁二烯（PB）／苯乙烯（PS）三嵌段共聚物（SEBS）磺化，得到磺化的SEBS（S－SEBS），在水亚相上铺展了S－SEBS的Langmuir膜，研究其π－A特性．制备S－SEBS的 Langmuir－Blodgett（LB）膜，用原子力显微镜（AFM... 详细信息

将氢化的苯乙烯（PS）／丁二烯（PB）／苯乙烯（PS）三嵌段共聚物（SEBS）磺化，得到磺化的SEBS（S－SEBS），在水亚相上铺展了S－SEBS的Langmuir膜，研究其π－A特性．制备S－SEBS的 Langmuir－Blodgett（LB）膜，用原子力显微镜（AFM）对其表面形态进行了研究，并以芘作为荧光探针研究了溶液和膜中S－SEBS聚集态的变化．研究结果表明，S－SEBS在气－液界面可以形成由两亲性的纳米小球组装而成的有序的二维和三维的纳米结构．对纳米结构形成的机理进行了初步分析．

关键词：三嵌段共聚物气-液界面有序组装 S-SEBS LB膜纳米结构荧光探针苯乙烯丁二烯