细胞骨架在ns脉冲诱导肿瘤细胞凋亡中的作用

为了研究细胞骨架在ns脉冲诱导肿瘤细胞凋亡中的作用,将脉冲电场参数组合(电场强度10kV/cm,脉宽500ns,脉冲30个,频率1Hz)作用于细胞骨架裂解的Hep-G2细胞。利用Annexin-V和碘化丙碇(propidium i-odide,PI)双染法检测细胞凋亡和坏死情况;采用荧光分光光度计观测线粒体跨膜电位和细胞膜穿孔的变化情况。试验发现:肌动蛋白裂解后脉冲处理组的细胞凋亡和坏死大大降低(与单独脉冲处理组相比检验水平P<0.05),早期细胞凋亡由(16.94±2.87)%下降到(4.77±1.87)%;晚期凋亡和坏死由(20.94±3.09)%下降到(14.38±2.60)%;脉冲处理组和肌动蛋白裂解后脉冲处理组的细胞线粒体跨膜电位都出现下降,但后者的线粒体跨膜电位却明显高于前者(P<0.05);单独脉冲处理组和细胞骨架缺失后脉冲处理组二者在相同时间点时其PI荧光强度无明显差异,且PI荧光随时间而变化的规律亦相似。上述结果表明:细胞骨架的缺失抑制了ns脉冲诱导细胞凋亡的线粒体通路,进而降低细胞凋亡水平,但对细胞膜的穿孔情况无明显影响。     

脉冲电场上升沿对细胞跨膜电位的影响分析

分析了电场生物效应实验和实用中脉冲电场上升沿的形成并基于经典球形单细胞模型推导出计及上升沿的脉冲电场所诱导的细胞跨膜电位的计算解析式。研究发现:脉冲电场上升沿与细胞跨膜电位峰值、波形密切相关,减少脉冲电场发生电路的电感来增大脉冲电场所诱导跨膜电位的峰值可提高电穿孔的效率。     

实际指数脉冲电场对细胞跨膜电位的影响

为了进一步增大细胞跨膜电位峰值,提高脉冲电场电穿孔效率,基于相关文献中球形单细胞多层介电模型的细胞跨膜电位计算方法,分析了实际RC指数衰减脉冲上升沿时间对细胞跨膜电位的影响。通过Matlab软件对细胞跨膜电位的传递函数频率响应进行了仿真分析,结果表明:不同频段的电场对细胞跨膜电位的影响不同。建立了一种改进的RC指数衰减脉冲模型,并进行了仿真计算,结果表明:脉冲电场上升沿时间对细胞跨膜电位有很大影响:上升沿时间越小,频率响应就越高,减小上升沿时间可以提高细胞跨膜电位峰值。仿真结论对改进脉冲电场发生电路的结构和参数设计,以增大细胞跨膜电位峰值并提高电穿孔效率提供了理论依据。     

陡脉冲致兔肝组织不可逆性电击穿的量效关系

为优化陡脉冲电场在肿瘤治疗的治疗参数,确定最佳的治疗剂量,实验研究了不同电压峰值、脉宽、频率组合的陡脉冲电场致正常兔肝组织细胞不可逆性电击穿范围(即杀伤面积)的量效关系。结果发现:不同参数组合的陡脉冲对杀伤面积有较大的影响,随着脉冲剂量增大,杀伤面积随之增加,但峰值电压约900V时趋于饱和,脉宽>5μs后杀伤面积增大较前明显。     

ps电场脉冲无创治疗肿瘤的方法及天线设计

由于细胞线粒体膜的充电时间常数远小于细胞核膜与细胞膜的充电时间常数,在ps电场脉冲作用下,线粒体膜将先于细胞核膜与细胞膜受到脉冲的影响。为此,整合无创治疗的应用需求以及电场脉冲靶向诱导肿瘤细胞凋亡的窗口效应,提出通过冲激脉冲辐射天线将ps脉冲聚焦于肿瘤组织,使肿瘤细胞线粒体跨膜电位发生变化而崩溃,启动线粒体途径的凋亡靶向诱导,实现肿瘤的无创治疗,初步实验与仿真结果表明该理论的可行性。根据超宽带天线设计理论,设计了一种用于辐射ps电场脉冲的冲激脉冲辐射聚焦天线,初步优化结果显示当金属板与x轴夹角β为90°~95°以及单圆锥辐射器的半张角α为30°~35°时,可以使天线在靶点位置得到最大的场强分布。     

基于有限元分析的球形单细胞及不规则真实细胞电穿孔动态过程仿真

为深入研究脉冲电场对细胞的作用机制,并进一步推广其在临床上的应用,基于有限元仿真软件建立了考虑胞内细胞器的单细胞五层介电模型,从2维和3维的角度研究分析了脉冲电场诱导细胞发生电穿孔的动态过程。同时,鉴于理论球形细胞与真实细胞结构的差异,建立不规则细胞介电模型,讨论分析脉冲电场作用于理论球形细胞与真实细胞电穿孔效应的差异。仿真结果表明:在1.5 k V/cm、10μs脉冲电场作用下,细胞膜上跨膜电位升高达到穿孔跨膜电位阈值(1 V)后发生穿孔,孔密度急增(达到1016数量级),电导率随着时间快速增加,从而进一步改变跨膜电位的分布,穿孔区域由正对电极的点逐渐往四周扩展,最终穿孔区域达到整个表面积的71.4%。而不规则细胞下的跨膜电位、电导率等分布较复杂,不再具有对称分布性,对于畸形度较大的细胞则必须考虑其形状的影响。仿真结果合理解释了脉冲作用下单细胞电穿孔的作用机制,为进一步分析复杂细胞系统提供理论依据,同时推进了脉冲电场的临床应用。     

陡脉冲致肿瘤不可逆性电击穿的场强阈值研究

为了明确陡脉冲电场致在体肿瘤细胞不可逆性电击穿的电场强度阈值,以新西兰大白兔肝脏VX2肿瘤组织为研究对象,建立了陡脉冲在均匀介质中的有限元模型;采用电场仿真和荷瘤动物实验相结合的方法,用不同电压峰值的陡脉冲电场分别处理荷瘤组织,并用经病理切片描绘得出的电场杀伤覆盖范围同理论仿真模型相互验证,以求得陡脉冲电场在肿瘤组织中的分布,进而求出其电场强度阈值。结果表明:理论仿真与动物实验相互吻合;根据肿瘤组织的坏死轮廓和仿真结果初步判定陡脉冲电场致在体兔肝VX2肿瘤组织不可逆性电击穿的电场强度阈值为838±46 V/cm。本研究为治疗参数的恰当选择提供参考,只要电场覆盖范围内肿瘤区域的最小电场强度略大于肿瘤细胞不可逆性电击穿阈值,即可使肿瘤组织得到有效杀伤而正常组织受到最小损伤。     

细胞内外膜跨膜电位频率响应的仿真研究

为研究ns脉冲电场诱导细胞跨膜电位改变的效应,在提出一种球形单细胞内外膜跨膜电位频率响应模型后给出了细胞内外膜跨膜电位的仿真计算方法。通过对频率响应的仿真分析,发现外膜跨膜电位表现出一阶低通滤波器特性,而内膜跨膜电位表现出一阶带通滤波器特性。在内膜频率响应中心频率到上限截止频率的范围内,内膜跨膜电位大于外膜,同时能保持在较高水平,这将有利于诱导细胞内电处理效应。计算结果与实验结果相吻合,为ns脉冲电场治疗肿瘤的窗口参数合理选择提供了一定的理论依据。     

ns脉冲诱导细胞内电处理机理的研究进展

脉宽为ns级、场强≥10 kV/cm的脉冲电场能够对细胞内部结构产生影响而不会导致细胞外膜穿孔,即细胞内电处理效应。尽管细胞内电处理效应的机理目前还不是很清楚,但国内外学者一致认为细胞内电处理的根本原因是ns脉冲电场在细胞内膜上诱导出的跨膜电位超过了穿孔临界值,从而导致内膜穿孔。基于以上研究详细介绍了目前关于细胞内外膜跨膜电位的计算模型、方法及仿真计算结果,探讨了细胞内电处理的机理。宽脉冲电场难以透过外膜进入细胞内部,主要作用在外膜上,导致外膜发生电穿孔。随着脉冲宽度变小,电场对内膜作用增强。当脉宽减小到ns级时,脉冲电场感应出的内膜跨膜电位比外膜大,电场主要作用于膜内细胞器,诱导内膜穿孔,细胞结构和功能改变,即进行细胞内电处理。     

高频双极性脉冲诱导SKOV–3细胞生物电效应的实验研究

不可逆电穿孔技术以其非热、微创的独特优势而广泛应用于肿瘤治疗领域,但在治疗过程中会出现消融不彻底与肌肉收缩这2个问题;高频双极性脉冲作为新式脉冲形式可在肿瘤组织中产生均匀电场来解决肌肉收缩难题,同时与传统脉冲相比能有效缓解肌肉收缩。为此,以SKOV–3细胞为研究对象,采用CCK–8检测细胞活性,采用JC–1荧光探针分子观察线粒体膜电位变化,采用免疫组化技术检测凋亡蛋白表达。研究发现：传统单极性脉冲对肿瘤细胞的杀伤机理主要是对细胞膜的不可逆破坏,继而导致细胞坏死;ns高频双极性脉冲虽然与传统脉冲具有相同的电场强度与高电平时间,但却不能有效杀死肿瘤细胞;而μs高频双极性脉冲不仅能有效诱导细胞坏死,而且通过活性检测发现也可能诱导细胞凋亡;进一步研究发现,μs高频双极性脉冲能作用于线粒体使线粒体膜电位崩溃;同时也检测出BAX、BCL–2、Caspase–3和Caspase–9凋亡蛋白的表达。该研究结果表明μs高频双极性脉冲不仅可诱导细胞坏死,而且可启动线粒体凋亡程序来杀死细胞。     

不同方法合成的LiMn_(1.9)Al_(0.05)Mg_(0.05)O_(3.9)F_(0.1)的性能

比较了硝酸盐-氨基乙酸燃烧(GNC)法和溶胶-凝胶(SG)法合成的锂离子电池电极材料Li Mn1.9Al0.05Mg0.05O3.9F0.1的电化学性能。不同的合成方法,导致材料的晶相结构、形貌、比表面积及电化学性能上的差异。与SG法相比,GNC法合成的样品电化学性能更好,在25℃、55℃时,第20次循环的容量保持率分别为98.1%、93.1%。     

热处理对La0．7Ni2．65Mg0．3CO0．75Mn0.1合金贮氢性能的影响

利用高频感应熔炼炉熔炼La0.7Ni2.65Mg0.3Mn0.1合金,分别经1073K、1123K和1173K热处理12h进行改性实验,研究了热处理对合金性能的影响。X射线衍射表明,热处理后合金主峰的半峰宽变大,相分布均匀,晶粒细化,合金组织趋于一致。电化学测试结果表明,合金经过热处理以后放电容量和电化学循环稳定性均显著提高,这是因为热处理改变了贮氢合金的晶体结构。合金的动力学性能先上升后下降,这与Mg元素在高温热处理过程中的挥发有很大的关系。经过热处理后合金自放电性能降低,这说明热处理不利于贮氢合金自放电性能的改善。     

合金Pr_(0.15)Tb_(0.30)Dy_(0.55)Fe_(1.85)C_x的结构和磁致伸缩

用电弧炉熔炼法制备了Pr0.15Tb0.30Dy0.55Fe1.85Cx(x=0.0~0.1)合金。分别采用X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和应变仪分析了合金的结构、居里温度和磁致伸缩。研究发现,所有样品均呈现单一MgCu2型Laves相结构;随C含量的增加,晶格常数增大、居里温度增高;C元素的引入,对合金的磁致伸缩和磁晶各向异性能产生了一定的影响。     

Ce_(0.8)Y_(0.2)O_(1.9)电解质的制备及性能

以金属硝酸盐为原料,碳酸钠为共沉淀剂制备了电解质材料Ce0.8Y0.2O1.9(20 YDC),并对其性能进行了研究。XRD测试表明碳酸盐前躯体经600℃煅烧处理即可得到萤石结构氧化物,TEM观察煅烧后的粉体为分散性较好的球形纳米颗粒。对700℃煅烧的粉体冷压成型后进行烧结性能的研究,SEM分析和致密度的测量表明经1 400℃烧结4 h致密度能达到95%以上。利用两端子交流阻抗谱法在400～700℃空气气氛中测量了电解质的电性能,1 400℃烧结的20YDC电解质在700℃和600℃的电导率分别为0.04、0.015 S/cm,电导活化能为0.85 eV,表明其有望应用于中低温固体氧化物燃料电池。     

Mo对储氢合金RE_(0.78)Mg_(0.22)(Ni_(0.84-x)Co_(0.15)Al_(0.01)Mo_x)_(3.5)的结构及电化学性能的影响

采用XRD分析了La0.50Pr0.22Nd0.06Mg0.22(Ni0.84-xCo0.15Al0.01Mox)3.5(x=0.00,0.01,0.02,0.03和0.04)合金的晶体结构,并且系统地研究了合金的气固相储氢特性和电化学性能。结果表明,合金由Ce2Ni7型结构的A2B7主相和少量的具有CaCu5结构的AB5相构成,晶轴比c/a随着Mo含量的增大而增大。合金在吸放氢过程中的熵变DS和焓变DH与AB5型合金的数值相当。合金的电化学容量随Mo含量的增加而减小,由x=0.00时的381.2 mAh/g下降到x=0.01时的379.5 mAh/g,再至x=0.04时合金的容量最大为362.0 mAh/g;合金容量的衰减速率因Mo的掺入而变大,由x=0.00时的-0.23 mAh/(g.次)降为x=0.04时的-0.97 mAh/(g.次);合金的倍率性能在x=0.01时得以改善,改善幅度为4%。研究表明当x≤0.01时不仅保持了合金的高容量,而且改善了合金的高倍率性能。     

粘结剂含量对(Pr_(0.8)Tb_(0.2))(Fe_(0.4)Co_(0.6))_(1.88)C_(0.05)合金粘结样品磁致伸缩的影响

用HDDR工艺制备Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.88C0.05合金粉末,用不同的粘结工艺制备粘结样品,用电阻应变片方法测量样品的磁致伸缩性能。结果表明,对不同粘结剂配比的棒状样品,当模压压力为420 MPa、粘结剂含量为8%、磁场强度为9 kOe时,样品的磁致伸缩最大(λa=533×10-6);随粘结剂的增加或减少,样品的磁致伸缩均降低;粘结样品的密度随粘结剂含量的增加而减少。     

电流退火对Co68Fe4.5Si13.5B14微丝巨磁阻抗效应的影响

以去掉玻璃包覆层的Co<,68>Fe<,4.5>Si<,13.5>B<,14>非晶微丝为研究对象,观察电流退火对微丝巨磁阻抗效应的影响.当退火电流为30mA,较长的退火时间有利于材料性能的改善,退火时间延长,非晶芯丝的最大磁阻抗比和磁场灵敏度都会增高.当退火时间为90s,磁场强度H=79.6A/m、频率f=3MHz时,...     

自装卸式管(线)材运输车

随着1000 kV特高压东线淮南-上海双回线路建设项目的逐步推进,钢管运输成为需要迫切解决的难题。据悉,特高压东线普通线路所用的钢管设计规格约有50多种,主材钢管直径可达φ965 mm、466.1 kg/m,单根主材重量可能达5 t左右。     

LiNi_(0.5)Mn_(0.45)Al_(0.05)O_2的低温燃烧合成

以LiNO3、Ni(NO3)2.6H2O、Mn(NO3)2、Al(NO3)3.9H2O及尿素为原料,用低温燃烧法合成了LiNi0.5Mn0.45Al0.05O2。通过正交实验对合成条件进行了优化,最佳条件为:在600℃点火使原料发生自蔓延燃烧反应,将燃烧产物在750℃回火处理12 h,原料中锂过量10%。XRD、SEM及充放电测试结果表明:此条件下所得产物具有-αNaFeO2型层状结构、球状形貌,以0.1C在2.5～4.6 V充放电,放电比容量在第2次循环时最高,为183.85 mAh/g,第50次循环时仍有167.27 mAh/g。     

Ba(ZnTi)_xFe_(12-2x)O_(19)铁氧体的磁特性

采用标准陶瓷工艺 ,并进行湿压磁场成型和氧气氛烧结 ,制备了高取向度、低介电损耗的各向异性 Ba(Zn Ti) x Fe12 - 2 x O19多晶六角铁氧体。根据分析 ,我们认为 M型六角钡铁氧体的六面体位 2 b位是一个特殊的四面体位 ,Zn2 +取代了 4f1和 2 b位上的 Fe3+,而 Ti4 +取代了1 2 k和 2 a位上的 Fe3+。