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银纳米一维复式阵列表面等离激元光谱性质

光谱学与光谱分析 2024年第8期44卷 2137-2145页

作者：张钦秀王鹏飞张悦王婷王玮熊涛孙诚大连大学物理科学与技术学院辽宁大连116622 辽宁省光电信息技术工程实验室辽宁大连116622

纳米尺寸的贵金属在入射光的激发下能够产生表面等离激元效应,即光在金属表面与电子发生耦合,引起金属表面自由电子集体震荡的现象。当自由电子的震荡频率与入射光的频率相同时,可以引起等离激元共振,产生独特的光谱特性。贵金属纳米颗... 详细信息

纳米尺寸的贵金属在入射光的激发下能够产生表面等离激元效应,即光在金属表面与电子发生耦合,引起金属表面自由电子集体震荡的现象。当自由电子的震荡频率与入射光的频率相同时,可以引起等离激元共振,产生独特的光谱特性。贵金属纳米颗粒的等离激元共振效应在物理、化学、生物等各个领域具有广泛应用。基于银纳米颗粒,提出一种一维复式阵列结构,利用时域有限差分方法研究该贵金属阵列的表面等离激元性质。在该结构中,以SiO_(2)为基底,两种不同的银纳米颗粒沿y轴方向放置在SiO_(2)基底的表面上,形成一维复式阵列,平面波入射光沿z轴负方向垂直入射。实验观察到,在300~1200 nm的波长范围内,该复式阵列结构的表面等离激元能够被有效激发,在其吸收光谱上有两个等离激元共振峰。通过调节该结构纳米颗粒的尺寸、形状和阵列周期等结构参数,等离激元共振峰和电磁场模式均发生有规律的变化。此外,固定其中一个银纳米颗粒不变,改变另一颗粒尺寸,可以发现其吸收曲线的两个共振峰发生不同的变化,结合电场图可以得出两个峰所对应的等离激元共振具有不同的电磁场模式。通过改变其中一个银纳米颗粒的形状,如四棱锥、球体、圆柱体和正方体,可以发现当颗粒形状发生变化时,两个共振峰对应的波长均不发生变化,但是不同颗粒形状所产生的电场分布明显不同,底面处的相对电场强度差别也很明显,依此同样可以验证其吸收曲线存在两个不同电磁场模式的共振峰。研究结果对基于贵金属纳米颗粒阵列结构表面等离激元器件的设计研究工作具有一定意义。

关键词：表面等离激元贵金属时域有限差分

活血化瘀中药联合富血小板血浆改善激素性股骨头坏死的作用机制

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中国组织工程研究 2024年第2期28卷 288-294页

作者：李成明薛冬令杨鑫宇肖驰崔大平大连大学附属中山医院辽宁省大连市116001

背景:目前发现活血化瘀中药、富血小板血浆技术都能够修复受损血管,促进血管再生,重建股骨头内血运,恢复正常血供,进一步促进成骨作用,在早期干预激素性股骨头坏死方面均表现出一定的优势,可更加深入了解活血化瘀中药及富血小板血浆技... 详细信息

背景:目前发现活血化瘀中药、富血小板血浆技术都能够修复受损血管,促进血管再生,重建股骨头内血运,恢复正常血供,进一步促进成骨作用,在早期干预激素性股骨头坏死方面均表现出一定的优势,可更加深入了解活血化瘀中药及富血小板血浆技术改善激素性股骨头坏死的作用机制,为今后治疗提供新思路。目的:根据国内外相关文献,综述活血化瘀中药联合富血小板血浆技术改善激素性股骨头坏死作用机制的研究进展。方法:检索PubMed、Web of Science、Metstr、中国知网及万方数据库收录的相关文献。以“中药、信号通路、激素性股骨头坏死、血管内皮生长因子、富血小板血浆”及“traditional Chinese medicine、signal pathways、steroid induced necrosis of femoral head、vascular endothelial growth factor、platelet rich plasma”分别作为中、英文检索词,检索文献时限为2000年1月至2022年7月,最终纳入相关文献75篇。结果与结论:活血化瘀中药及富血小板血浆技术在干预早期激素性股骨头坏死方面均表现出一定的优势。对于中医药而言,无论是活血化瘀单体药还是复方药都可以有效缓解激素性股骨头坏死疾病进一步发展,具体作用机制如下:①活血化瘀中药有显著抗凝作用,可以拮抗激素药物造成的血液异常(高凝)状态,进一步恢复股骨头内的正常血供;②活血化瘀中药可修复受损的血管内皮,通过激活血管内皮生长因子,使血管再生,重塑股骨头内血运;③活血化瘀中药祛瘀效果明显,可减少骨髓腔内的脂肪细胞堆积,缓解股骨头内压力;④活血化瘀中药可调控相关信号通路,维持骨代谢,促进成骨细胞、破骨细胞分化平衡,有效减轻激素性股骨头坏死。此外,富血小板血浆中含有大量高浓度细胞生长因子,对成骨作用及血管再生均起到正向作用,同时也可改善血液异常状态。活血化瘀中药联合富血小板血浆技术可发挥二者自身生物作用,干预效果更加显著。

关键词：激素性股骨头坏死血液异常状态血管再生成骨作用活血化瘀中药富血小板血浆

髓内钉与锁定钢板治疗肱骨近端骨折的有限元分析

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中国组织工程研究 2024年第21期28卷 3313-3318页

作者：杨芳军王富洋苏云王永泽杨存恒王铁男大连大学附属中山医院骨科辽宁省大连市116001

背景:髓内钉及锁定钢板治疗肱骨近端骨折在临床中应用广泛,但其内固定方式选择尚未达成共识。目的:通过有限元分析比较髓内钉与锁定钢板治疗两部分及三部分肱骨近端骨折的生物力学稳定性。方法:收集1名志愿者肱骨CT数据,导入Minics 21.0... 详细信息

背景:髓内钉及锁定钢板治疗肱骨近端骨折在临床中应用广泛,但其内固定方式选择尚未达成共识。目的:通过有限元分析比较髓内钉与锁定钢板治疗两部分及三部分肱骨近端骨折的生物力学稳定性。方法:收集1名志愿者肱骨CT数据,导入Minics 21.0、Geomagic Wrap、SoildWork 2017及Abaqus 2021中,建立两种内固定方式治疗两部分及三部分骨折的有限元模型,分别为A组(髓内钉固定两部分骨折)、B组(锁定钢板固定两部分骨折)、C组(髓内钉固定三部分骨折)、D组(锁定钢板固定三部分骨折),对比分析肱骨及内固定物的应力分布、位移程度及其最大值。结果与结论:①A组模型中肱骨的最大应力及最大位移值最小,D组模型中肱骨的最大应力及最大位移值最大,锁定钢板组应力主要集中在肱骨头内侧下方及螺钉孔区域,而髓内钉组应力主要集中在骨折线周围及肱骨外科颈外侧下方区域,两者位移分布无明显差异,主要集中在肱骨远端;②A组模型中髓内钉的最大应力值最小,D组模型中锁定钢板的最大应力值最大,两种内固定的最大应力均主要集中在肱骨距螺钉及与内固定连接处,锁定钢板的应力云图分布集中,而髓内钉的应力云图分布更均匀;③结果显示,相比于锁定钢板,髓内钉更具有生物力学优势,这种优势在三部分骨折中更明显。

关键词：肱骨近端骨折 Neer分型髓内钉锁定钢板生物力学有限元分析

非解剖复位下股骨颈系统内固定治疗股骨颈骨折的有限元分析

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中国组织工程研究 2024年第21期28卷 3319-3325页

作者：贾继斋殷贵鲲谢辉傅维民韩顺马英杰温准王本杰大连大学附属中山医院骨科辽宁省大连市116001 庄河市中心医院骨科辽宁省大连市116400

背景:难复性股骨颈骨折很难获得解剖复位,作为一种新型内固定装置,目前关于股骨颈系统内固定治疗非解剖复位的股骨颈骨折尚是空白。目的:运用有限元分析方法,探讨股骨颈系统内固定治疗未能获得解剖复位的股骨颈骨折的生物力学稳定性。方... 详细信息

背景:难复性股骨颈骨折很难获得解剖复位,作为一种新型内固定装置,目前关于股骨颈系统内固定治疗非解剖复位的股骨颈骨折尚是空白。目的:运用有限元分析方法,探讨股骨颈系统内固定治疗未能获得解剖复位的股骨颈骨折的生物力学稳定性。方法:收集一名健康女性成年人的髋关节CT数据,利用Mimics 21.0、Geomagic Wrap 2021和SolidWorks 2020制作Pauwels角分别为30°,50°和70°的解剖复位股骨颈骨折模型,将以上3个解剖复位模型的骨折近端沿骨折线向上移位2 mm,得到3个不同Pauwels角的阳性支撑模型;相反,得到3个阴性支撑模型。使用SolidWorks 2020制作股骨颈系统内固定,并与以上9个模型装配。使用Ansys 19.0软件进行有限元分析,记录2100 N应力下股骨和股骨颈系统的位移分布和最大位移、应力分布和最大应力。结果与结论:①Pauwels角为30°,50°,70°时,股骨颈系统最大应力均集中在螺栓与抗旋螺钉交界处,股骨最大应力集中在股骨内侧皮质,最大位移均分布于股骨头上部和股骨颈系统顶端;②Pauwels角为30°,50°时,股骨颈系统和股骨的最大位移和最大应力情况均为阴性支撑>解剖复位>阳性支撑;③Pauwels角为70°时,股骨颈系统的最大位移和最大应力情况为阴性支撑>解剖复位>阳性支撑;股骨的最大位移和最大应力情况为阴性支撑>阳性支撑>解剖复位;④随着Pauwels角的增大,阳性支撑的生物力学优势在减弱,但均优于阴性支撑;当Pauwels角为30°时,阳性支撑比解剖复位更稳定;当Pauwels角为50°时,阳性支撑与解剖复位的生物力学差异变得更小;当Pauwels角为70°时,解剖复位的稳定性略优于阳性支撑;⑤提示股骨颈骨折在术中若难以达到解剖复位,但已实现移位2 mm以内的阳性支撑,应用股骨颈系统内固定可以得到稳定的力学固定,但是需要避免阴性支撑复位。

关键词：股骨颈骨折股骨颈系统内固定非解剖复位阳性支撑有限元分析

海洋细菌假交替单胞菌DL-6来源β-N-乙酰己糖胺酶异源表达及酶学表征

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食品科学 2024年第16期45卷 68-76页

作者：刘向歌赵子琪吴家葳于爽迟乃玉王晓辉大连大学生命健康学院辽宁大连116622 辽宁省海洋微生物工程技术研究中心辽宁大连116622 大连大学医学院辽宁大连116000 北京百奥赛图基因生物技术有限公司北京102206

从海洋细菌假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)DL-6中克隆β-N-乙酰己糖胺酶基因(PsHex),扩增至pET-28a(+),并成功在大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达,经镍-次氮基三乙酸亲和层析纯化得到纯蛋白。结果表明:PsHex编码876个氨基酸,分子质量... 详细信息

从海洋细菌假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)DL-6中克隆β-N-乙酰己糖胺酶基因(PsHex),扩增至pET-28a(+),并成功在大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达,经镍-次氮基三乙酸亲和层析纯化得到纯蛋白。结果表明:PsHex编码876个氨基酸,分子质量约99.46 kDa,理论等电点5.65,序列对比分析表明,Ps Hex属于糖苷水解酶GH20家族;Ps Hex蛋白最适温度30℃,最适pH 8.5,比活力11.30 U/mg,且在20℃、pH 7.5时稳定性最高;重组蛋白可降解琼脂、葡聚糖、可溶性淀粉、卡拉胶等多种底物;Na^(+)、Mg^(2+)、Fe^(3+)、K^(+)、Ca^(2+)、二硫苏糖醇、吐温-80、乙二胺四乙酸、β-巯基乙醇对酶有激活作用;Ps Hex以对硝基苯基-β-D-乙酰氨基葡萄糖苷为底物的米氏常数(K_(m))为2.523 mol/L、转化效率(K_(cat))为79.035 min^(-1)、最大反应速率(v_(max))为2.081 U/mg、K_(cat)/K_(m)=31.326。该研究为酶法降解几丁质产生N-乙酰葡萄糖胺的生产应用提供了理论参考。

关键词： β-N-乙酰己糖胺酶假交替单胞菌表达与纯化酶学性质

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三维点云数据微地形特征量的提取及应用研究

测绘科学 2024年第5期49卷 133-142页

作者：赵晓东杨华王曦阅大连大学建筑工程学院辽宁大连116622 大连大学辽宁省岩土与结构工程技术研究中心辽宁大连116622

针对一般地形特征量无法有效识别微地形特征量和小型地质灾害隐患的问题,在讨论不同常用地形特征量的基础上,提出了适用于激光雷达三维点云数据的微地形特征量的选取及其计算方法。微地形特征量分别选取地上开度、地下开度和坡度,配合... 详细信息

针对一般地形特征量无法有效识别微地形特征量和小型地质灾害隐患的问题,在讨论不同常用地形特征量的基础上,提出了适用于激光雷达三维点云数据的微地形特征量的选取及其计算方法。微地形特征量分别选取地上开度、地下开度和坡度,配合特征值比,突出了与地质灾害具有高度非线性相关的地形凹凸特征,其高维度信息量可直接作为机器学习算法地形特征量的输入,降维下的特征量也可以在二维可视化下最大限度地保留地形的凹凸特征。研究结果表明,二维可视化后开度和坡度的融合可以清晰表达微地形的凹凸特征,特征值比可突出表达微地形凹凸变化的方向性特征。这些特征量对微地形条件下不同尺度地质灾害隐患的识别提供地形特征的有效数据支持。

关键词：微地形特征量地上开度地下开度坡度特征值比地质灾害

稀土铈对Ni-GO镀层的组织形貌和性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第4期53卷 1130-1137页

作者：付传起林永威黄亚忠李省君大连大学机械工程学院辽宁大连116600 大连大学物理科学与技术学院辽宁大连116600

采用电沉积方法在Q235钢上制备Ni-Go复合镀层,研究添加稀土铈对复合镀层形貌、性能的影响。结果表明,当铈浓度为0.8 g·L^(-1)时,得到的复合镀层沉积速率增加到7.142 g·dm^(-2)·h^(-1),硬度(HV)达到5966.24 MPa,磨损量最小,摩擦系数... 详细信息

采用电沉积方法在Q235钢上制备Ni-Go复合镀层,研究添加稀土铈对复合镀层形貌、性能的影响。结果表明,当铈浓度为0.8 g·L^(-1)时,得到的复合镀层沉积速率增加到7.142 g·dm^(-2)·h^(-1),硬度(HV)达到5966.24 MPa,磨损量最小,摩擦系数最低为0.387,自腐蚀电位E_(corr)(-0.3993 V)更正,同时腐蚀电流I_(corr)(3.258×10^(-6)A·cm^(-2))最小,腐蚀速率最低,复合镀层的耐腐蚀性能最优。研究发现,加入稀土铈后,Ni-1.0GO复合镀层的类似珊瑚状的微大尺寸的凸聚体变成了尺寸较小的珊瑚珠状的小凸聚体,镀层组织得到明显细化。在铈浓度为0.8 g·L^(-1)时,Ni-1.0GO-0.8RE复合镀层的组织致密性最好,各种性能达到最佳,主要在于稀土铈提高镀液中微粒的分散能力和阴极极化率的效果,提高氢离子在阴极的析出电位,从而抑制析氢反应的发生,使得复合镀层的性能得到进一步提高。

关键词： GO 稀土铈 Ni-石墨烯复合镀层摩擦磨损耐蚀性

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生物力学作用对成骨细胞生物特性的影响

中国组织工程研究 2024年第21期28卷 3407-3412页

作者：熊婉琦李振豪崔焱刘家河李陈致吴铭健李炎城杨帆刘保一大连大学附属中山医院辽宁省大连市116001 中国科学院金属研究所辽宁省沈阳市110000

背景:骨形成是成骨细胞合成和分泌类骨质并促进其矿化的过程,在此过程中普遍存在力学信号转导。成骨细胞在体内主要受到重力、压应力、拉伸力、流体剪切力和静水压力等力学因素的调节,不同的力学作用通过激素、细胞骨架蛋白和微小RNA等... 详细信息

背景:骨形成是成骨细胞合成和分泌类骨质并促进其矿化的过程,在此过程中普遍存在力学信号转导。成骨细胞在体内主要受到重力、压应力、拉伸力、流体剪切力和静水压力等力学因素的调节,不同的力学作用通过激素、细胞骨架蛋白和微小RNA等调节成骨细胞的增殖、分化和凋亡等生物特性。通过明确生物力学作用对成骨细胞的影响,为成骨细胞在骨代谢疾病中的治疗提供思路及参考依据。目的:综述不同生物力学作用对成骨细胞生物特性的影响。方法:采用PubMed、Web of Science、FMRS、中国知网及万方数据库进行文献检索,检索2000-2023年发表的相关文献,纳入与生物力学作用对成骨细胞影响有关的包括基础研究及组织工程研究在内的所有文献,最终对70篇文献进行综述。结果与结论:不同生物力学作用对成骨细胞的增殖、分化和凋亡等生物特性产生影响,这些影响和作用力的强度和时间相关,具体作用如下:①微重力条件下,成骨细胞的增殖和分化受到抑制,导致骨密度下降,从而形成骨质疏松症。②相比于微重力,超重力对成骨细胞的增殖产生促进作用。③压应力对成骨细胞的影响存在加载强度和时间的依赖性。适宜的压应力可促进成骨细胞的增殖和分化,有益于骨组织的形成和修复;而过度的压应力则会导致成骨细胞凋亡和骨组织的破坏。④在成骨细胞上施加不同类型的拉伸力,其生物学效应存在差异。研究表明,伸长率在0-12%的范围内对成骨细胞的增殖有促进作用。⑤流体剪切力具有促进成骨细胞增殖和分化的作用,同时还能够增强生物材料的骨诱导作用。⑥静水压可以对成骨细胞的增殖、分化和凋亡等生物学行为产生影响,这些作用与静水压施加的时间和强度密切相关。研究不同生物力学作用对成骨细胞的影响,对于深入理解骨生长和维护机制具有重要意义。

关键词：成骨细胞生物力学生物特性信号通路机械转导微小RNA 骨代谢骨质疏松

一种基于快速傅里叶建模方法的开关磁阻电机模型预测控制

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中国电机工程学报 2024年第14期44卷 5764-5775,I0028页

作者：任萍朱景伟赵燕荆哲许爱德大连海事大学船舶电气工程学院辽宁省大连市116026 大连海事大学信息科学技术学院辽宁省大连市116026

为快速准确地建立开关磁阻电机模型,提高模型预测控制性能,该文提出一种基于快速傅里叶建模方法的模型预测控制策略。一方面采用傅里叶级数对磁链和转矩特性进行解析建模,并推导转矩预测模型;另一方面结合分扇区的思想控制电机换相进而... 详细信息

为快速准确地建立开关磁阻电机模型,提高模型预测控制性能,该文提出一种基于快速傅里叶建模方法的模型预测控制策略。一方面采用傅里叶级数对磁链和转矩特性进行解析建模,并推导转矩预测模型;另一方面结合分扇区的思想控制电机换相进而简化代价函数,并在每个扇区内只设计两个预选电压矢量,有效减小了预测控制的计算负担。另外,扇区的位置和宽度可根据转速和负载的变化而变化,增强了算法的适用性。仿真和实验与传统的模型预测控制方法进行对比,并考虑到低、高速以及转速和负载突变的不同工况,结果表明所提算法的转矩脉动更低,转矩电流比更高。

关键词：开关磁阻电机(SRM) 预测转矩控制非线性建模转矩脉动扇区位置和宽度计算

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