一、声致毛细效应的研究(论文文献综述)
陈明枢[1](2021)在《pH响应聚氨基酸包覆介孔纳米粒子复合材料的制备及肿瘤诊疗应用》文中进行了进一步梳理肿瘤作为一种致命性疾病,对人类的生命健康有着巨大的威胁,尽管肿瘤诊疗已经取得了诸多进展,但仍存在很多局限性。以纳米医学为基础的诊疗一体化作为一种新兴的医学技术,已在肿瘤诊疗领域得到了广泛应用,其中介孔纳米材料由于其独特的性质和功能,在肿瘤影像诊断和治疗领域有着巨大的应用价值,成为了目前的研究热点。本论文系统叙述了在肿瘤诊疗领域已获得应用的介孔纳米材料的种类、性质、诊疗性能及存在的问题。在此基础上,为了克服传统栓塞治疗的局限性,实现基于栓塞的高效组合诊疗一体化,本论文首先以三乙胺为引发剂,引发天然氨基酸的N-羰基环内酸酐(NCA)开环聚合,制备出对肿瘤微酸环境具响应性的聚[(L-谷氨酸-ran-L-酪氨酸)-b-L-苏氨酸-b-L-半胱氨酸](PGTTC)高分子材料,并与可负载全氟戊烷(PFP)的介孔二氧化硅纳米粒子(m-SiO2)复合,从而获得具有肿瘤微酸性环境(5.7~6.8)凝胶化能力和超声造影功能的复合材料PFP-m-SiO2@PGTTC-6.2。对聚合物及纳米粒子的结构、性能、以及生物相容性进行测试的结果表明聚合物及其复合纳米材料具有预期结构和优良的生物相容性及环境响应性;体外琼脂模型测试显示复合材料具有良好的超声造影能力;以H22荷瘤小鼠和VX2肝肿瘤兔子作为模型,通过荧光示踪成像、超声造影成像(US)、单光子发射计算机断层扫描造影(SPECT)、数字减影血管造影术(DSA)及肿瘤治疗实验,结果表明PFP-m-SiO2@PGTTC-6.2可在肿瘤部位有效富集并栓塞肿瘤组织血管,且具有超声造影功能,注射后21天肿瘤逐渐萎缩直至消失,表明该复合材料具有优异的栓塞治疗效果,实现了无导管靶向栓塞治疗与超声造影增强的诊疗一体化。介孔SiO2仅具有超声造影功能,为了实现多模态造影与组合诊疗,本论文又设计合成出介孔四氧化三铁纳米粒子负载PFP并用p H响应性聚氨基酸PGTTC进行修饰,获得了具有栓塞/磁热治疗与超声/核磁共振造影能力的多功能复合材料PFP-m-Fe3O4@PGTTC-6.3,同时利用放射性元素131I对PGTTC中L-酪氨酸的苯环进行取代赋予其SPECT造影能力。对聚合物及纳米粒子的结构、性能、以及生物相容性进行测试的结果表明聚合物及其复合纳米材料具有预期结构、性能、优良的生物相容性及环境响应性;体外琼脂模型测试和体外磁热效应评估显示复合材料具有良好的超声造影能力和磁热转换效应;以H22荷瘤小鼠和VX2肝肿瘤兔子作为模型,通过荧光示踪成像、超声造影成像、SPECT成像、磁共振造影成像(MRI)、DSA造影、热成像仪显像评估及肿瘤治疗实验,结果表明PFP-m-Fe3O4@PGTTC-6.3可在肿瘤部位有效富集并栓塞肿瘤组织血管以及良好的磁热转换效应,且具有超声造影功能、SPECT造影以及增强MRI的T2加权成像能力,注射后20天就可以治愈肿瘤,而协同磁热治疗后,荷瘤小鼠的治疗周期缩短,表明该复合材料具有优异的栓塞治疗及靶向磁热治疗效果,实现了无导管靶向栓塞协同磁热治疗与多模态造影的高效诊疗一体化。药物化学治疗作为传统的治疗方法,目前仍存在药物生物利用度不高等缺点制约其发展。本论文以m-SiO2负载紫杉醇(PTX),使用对肿瘤细胞有靶向作用和具有响应异常酶环境降解机制的聚L-谷氨酸(PGA)包封PTX-m-SiO2,设计合成了具有可控释放性能的纳米药物递送系统PTX-m-SiO2@PGA。对其结构、性能以及生物相容性进行测试,结果表明该纳米递送系统具有预期结构、性能及优良的生物相容性;通过体外模拟释放研究展现出灵敏的酶响应性释放性能,并在荷瘤小鼠模型中表明其具有良好的肿瘤靶向富集效应。证实其作为具有药物可控释放性能的纳米递送系统的可行性。
朱文华[2](2020)在《基于光纤马赫-曾德干涉仪的无振膜式声波传感器研究》文中进行了进一步梳理声波信号作为可以携带频率特性和振幅属性的信息载体,其广泛应用于日常生活生产、军事医疗等活动中。声波的探测技术在自然灾害如地震、火山爆发等预警方面,工业控制、生物医疗成像、油气资源勘探和国防军事等领域被广泛应用,且不断推动其技术的革新。传统电子式声波传感器自身具有较大尺寸、低响应灵敏度、环境耐受能力差如易受电磁干扰、不适用于高温强腐蚀等恶劣环境的缺点,基于光纤的声波传感器能够有效解决这些问题。针对目前大部分光纤声波传感器存在灵敏度、频率响应以及动态响应范围高度依赖于间接声光耦合材料的问题,本论文提出一种新型的基于空气折射率动态检测机理的无振膜式光纤声波传感方案,这种无振膜式直接耦合型声波传感技术可实现宽频带平坦的频率响应,具有大动态范围以及较高稳定性等优点。通过结合该机理,搭建了光纤马赫-曾德干涉仪传感器结构,并进行了一体化腔体和灵敏度增强的研究,成功实现了宽频带下的平坦响应。首先,将由一对准直器构成的空气开腔插入马赫-曾德干涉仪传感臂上,搭建了一套无振膜式光纤声传感系统,用于验证声致空气折射率动态变化可实现声波测量这一传感机理。对这种开腔结构进行了模拟,模拟光束所在区域声压分布与声源频率和声源声压大小的关系。仿真结果表明这种传感机理基于声波与光束直接耦合的方式,与声源频率无关,仅依赖于环境声波信号的声压值大小并且呈线性关系。后续实验也证实这种无振膜式声波传感机理能够实现对声波信号的宽频带平坦响应。接下来,制作了一种基于3D打印技术的开腔腔体,通过套管在MZI传感臂上形成空气开腔。该结构对基于开腔光纤马赫-曾德干涉仪的无振膜式声波传感器进行了传感腔体尺寸小型化和一体性的优化。最后,为了进一步提高开腔结构声波传感器的空气折射率调制效率,制作了一种反射式声波聚焦器件,可将该结构一体化,并且对外界声波信号进行汇聚,增加对空气折射率的调制。通过有限元方法研究了这种器件不同参数对声波的汇聚效果,仿真结果表明该结构可有效提高无振膜式声波传感器声灵敏度。
钟世根[3](2020)在《载药靶向胶原相变纳米粒诊疗心肌纤维化的实验研究》文中指出第一部分载药靶向胶原相变纳米粒CNA35/PFP/DIZE@NPs的制备及性能检测目的:制备一种携带胶原特异性结合蛋白(CNA35)的载血管紧张素转换酶2(angiotensin converting enzyme2,ACE2)激动剂三氮脒(diminazene aceturate,DIZE)的液态氟碳脂质纳米粒(CNA35/PFP/DIZE@NPs),并研究其理化性质。方法:采用逆向旋转蒸发法联合声振法制备相变型载药的液态氟碳脂质纳米粒(DIZE/PFP/@NPs),采用碳二亚胺法在表面连接CNA35得到载药靶向相变纳米粒(CNA35/PFP/DIZE@NPs)。对其外观、粒径、电位、连接率、载药量及包封率进行测量,并观察纳米粒在体外的稳定性以及药物释放能力。通过不同的温度及超声强度处理纳米粒,观测其液-气相变情况。结果:制备的载药靶向相变纳米粒CNA35/PFP/DIZE@NPs在光镜及荧光显微镜下呈点状,分散均匀;透射电镜观察纳米粒呈球形,大小均匀。Malvern激光粒径仪器测量纳米粒,粒径为(304.68±4.21)nm,电位(-14±0.23)mV,与非靶向或非载药纳米粒对比,其粒径大小差异无统计学意义。流式细胞仪检测CNA35连接到纳米上的连接率为(75±0.34)%。体外稳定性检测显示纳米粒在4℃的温度下24h内形态和粒径无明显变化。高效液相色谱法测量纳米粒的包封率为(25.33±9.47)%,载药量为(3.80±0.65)%,体外药物释放检测显示纳米粒在12h内药物释放较快,24h内药物释放约24%,36h药物释放大于50%,而后进入一个缓慢释放的平台期。采用不同强度的超声辐照纳米粒,随着超声强度的增加,纳米粒释放药物的量也明显增加。采用不同温度加热纳米粒,镜下观察40℃时纳米粒未见明显变化;45℃时镜下可见部分纳米粒体积变大,呈微泡样改变;50℃时镜下见大量的微泡;55℃时镜下见大部分纳米粒迅速相变成微泡,部分并瞬间破碎。采用不同参数的超声辐照纳米粒观察到随着超声强度的增强和辐照时间的延长,声致相变的纳米粒在超声仪器的检测下呈现不同强度的超声增强显像。体外声致相变发现超声参数为强度3W/cm2辐照时间3min的条件,不仅能致大量纳米粒相变,还能达到较为理想的超声增强显像。结论:成功制备了携带CNA35抗体和载DIZE药物的液态氟碳脂质纳米粒(CNA35/PFP/DIZE@NPs),其形态规整,大小均匀,理化性质稳定,具有良好的液-气相变及药物释放能力。第二部分载药靶向胶原相变纳米粒CNA35/PFP/DIZE@NPs对兔心肌纤维化显像研究目的:检测CNA35/PFP/DIZE@NPs纳米粒对兔心肌纤维化的体内外的靶向性以及其超声分子显像效果。方法:该部分实验研究分为三小节。第一节建立兔心肌纤维化模型,采用开胸结扎兔左冠状动脉的方法建立心肌纤维化模型,模型建立4w后行病理组织HE、PSR和Masson染色以及FITC-CNA35染色检查心肌纤维化程度。第二节制备兔心肌纤维化冰冻切片,用制备的CNA35/PFP/DIZE@NPs纳米粒处理心肌纤维化切片,激光共聚焦显微镜观测其体外靶向性。体内靶向性检测通过静脉注射CNA35/PFP/DIZE@NPs纳米粒10min后,处死动物行冰冻切片,激光共聚焦显微镜下观察其体内靶向效果。第三节通过兔耳缘静脉注射CNA35/PFP/DIZE@NPs纳米粒后,用强度为3W/cm2的LIFU辐照3min后用诊断超声观察其体内心肌纤维化的超声显像。结果:采用开胸结扎左冠状动脉建立起来心肌纤维化模型,通过PSR、Masson和CNA35染色心肌纤维显示,纤维化范围分别为(31.29±4.95)%,(32.31±5.49)%和(27.56±5.35)%,其之间差异无统计学意义(P>0.05)。体内外靶向检测显示,FITC-CNA35偶联在NPs上,在激光共聚焦显微镜下呈绿色,Di I标记的脂质膜呈红色,DAPI标记的细胞核呈蓝色荧光。从冰冻切片上可以明显观察到蓝染的细胞核间隙内可见大量的红色与绿色荧光,两种荧光重叠性较好。结果表明心肌纤维后大量胶原沉积于细胞间质当中,而胶原特异性结合蛋白CNA35能够很好的靶向心肌纤维化后细胞间质里沉积的胶原。结论:制备的CNA35/PFP/DIZE@NPs纳米粒具有靶向心肌梗死后心肌纤维化的胶原。第三部分载药靶向胶原相变纳米粒CNA35/PFP/DIZE@NPs治疗兔心肌纤维化的研究目的:观察CNA35/PFP/DIZE@NPs纳米粒治疗心肌纤维化的研究。方法:建立兔心肌梗死模型,1周后随机分4组,每组5只动物,分别为:心肌梗死(MI)组;单纯靶向相变纳米粒CNA35/PFP@NPs(C-NPs)组;单纯药物(DIZE)组;载药靶向相变纳米粒CNA35/PFP/DIZE@NPs(C-D-NPs)组。每组处理前均行常规超声心动图评价各组心脏功能。DIZE组和C-D-NPs组经兔耳缘静脉注射0.5mg/kg的DIZE治疗;MI组和C-NPs组注射等量的生理盐水。注射后均用功率为3W/cm2的低功率聚焦超声治疗仪(LIFU)辐照兔心前区,辐照时间为3min,并用诊断超声观察心肌回声强度,每3天处理1次,共处理4次。4周后通过超声心动图评价各组心脏功能。处死动物取心肌梗死边缘区组织行心肌胶原染色;RT-PCR检查心肌组织内血管紧张素转化酶ACE2和ACE基因水平表达量;用ELISA法测定心肌组织中I型胶原(collagenⅠ)、血管紧张素Ⅱ(angiotensin Ⅱ,Ang Ⅱ)和Ang(1-7)的含量;用Western blot检测心肌组织血管紧张素Ⅱ受体1(angiotensin Ⅱ type 1 receptor,AT1R)和Mas R受体蛋白表达情况。结果:超声心动图检查结果显示:治疗前各组左心室收缩功能EF值均降低约为46%,组间差异无统计学意义。但是经不同治疗处理后,C-D-NPs组和DIZE组两组较另外两组心功能明显恢复,差异具有统计学意义;C-D-NPs组射血分数EF恢复也优于DIZE组(P<0.05)。PSR和Masson胶原染色结果显示:MI组与C-NPs组胶原染色明显较DIZE组和C-D-NPs组广泛。MI组与C-NPs组,DIZE组与C-D-NPs组间的胶原染色差异无统计学意义。RT-PCR检查结果显示:C-D-NPs组的ACE2表达明显高于MI组,而ACE低于MI组,差异具有统计学意义(P<0.05);与DIZE组比较,ACE2的表达差异具有统计学意义(P<0.05),而ACE的表达两组差异无统计学意义(P>0.05)。两种基因扩增倍数相关性比较显示C-D-NPs组ACE2/ACE明显高于其它三组,差异具有统计学意义(P<0.05)。ELISA检查显示C-D-NPs组的Ang(1-7)含量明显高于MI组,而Ang Ⅱ和Collagen I低于MI组,差异具有统计学意义(P<0.05);与DIZE组比较,Ang(1-7)和CollagenⅠ的含量差异具有统计学意义(P<0.05),Ang Ⅱ的含量两组差异无统计学意义(P>0.05)。Western blot半定量分析显示,C-D-NPs组和DIZE组中AT1R表达量明显低于MI组和C-NPs组,而Mas R的表达量则明显高于另外两组,差异具有统计学意义(P<0.05;两组间Mas R表达量差异具有统计学意义(P<0.05),而AT1R表达差异则无统计学意义(P>0.05)。结论:成功研制了一种携CNA35分子探针靶向心肌胶原的液-气相变型载血管紧张素转换酶2激动剂三氮脒的氟碳纳米粒,联合超声辐照能够治疗心肌纤维化,为心肌纤维化的精准诊疗提供了一种新的方法。
李光明[4](2020)在《超声类芬顿体系的构建及催化效能研究》文中认为近年来,水污染严重危及人类健康,传统的芬顿处理法具有运行成本较高、最佳pH范围小、产生大量的铁泥、均相催化剂难以回收等局限性。基于非均相催化剂的超声芬顿技术是一种新型的高级氧化技术,因具有设备简单、易于回收、反应快速等优点而受到重视。基于此,本文以功能结构一体化的泡沫铁为催化剂及催化剂载体,构建以罗丹明B为目标污染物的非均相超声芬顿体系,考察其作为有机废水预处理工艺的降解效能及作用机制。以泡沫铁为催化剂构建超声/泡沫铁/H2O2体系时,超声与芬顿的组合工艺表现出明显的协同效应,显着提高了水中罗丹明B的去除效能。罗丹明B的去除效能在变幅杆式超声发生器中以脉冲模式作用时最高,并与超声功率、H2O2的投加量在一定范围内呈正相关,与水体初始温度、初始pH值呈负相关。当超声强度为300W,超声频率为20k Hz,温度为25℃,pH为3.0,RhB初始浓度为5mg·L-1,H2O2初始浓度为0.5m M时,罗丹明B经1min的反应即可达到92.45%的去除率,但后续的反应极易产生铁泥。为了拓宽该体系的pH适用范围,本文尝试投加不同的配合剂,发现可以起到一定的拓宽pH适用范围作用,但去除效率远不及H2O2。当投加不同类型泡沫金属时,发现泡沫双金属是高效去除并减少铁泥和拓宽pH的最佳选择。以泡沫铁为催化剂载体,合成泡沫铁镍双金属催化剂,所构建的超声/泡沫铁镍/H2O2体系在初始pH为3.0时,一级反应表观速率常数(70.88×10-3·s-1,R2=0.99)为超声/泡沫铁/H2O2体系的1.77倍。且在pH为3,4,5的条件下超声/泡沫铁镍/H2O2体系对罗丹明B的去除效能都高于超声/泡沫铁/H2O2体系,说明镍的修饰有效拓宽了该体系的pH适用范围。以泡沫铁镍为催化剂载体,合成TiO2-泡沫铁镍声光催化剂,通过TiO2修饰在泡沫铁、泡沫镍以及泡沫铁镍载体的对比研究,发现TiO2-泡沫铁镍在反应中能够有效克服催化剂钝化的同时达到高效的去除能力。通过UV-vis DRS分析及避光对比试验,证明该催化剂达到了可见光催化效能,有效提高了能量利用率。在初始pH为4时,超声/TiO2-泡沫铁镍/H2O2体系的一级反应表观速率常数(1.87×10-2·s-1,R2=0.99)为超声/泡沫铁镍/H2O2体系的3.40倍。此外,在初始pH为5,6,7时,其去除效率都显着高于超声/泡沫铁镍/H2O2体系,说明该体系在提高能量利用率的同时进一步拓宽了pH适用范围。机理分析表明,超声不仅促进了Fe2+的释放和再生,也促进了H2O2的分解和产生,有效提高了均相芬顿反应单元的进行,利于有机污染物的氧化分解。镍有效缓解了Fe2+的释放,促进了Fe2+的再生,而TiO2-泡沫铁镍在此基础上进一步促进了Fe2+的再生,由此有效促进了液体中芬顿氧化反应。超声空化裂解O2以及光生电子活化O2产生的O2-·是这三种超声芬顿体系的主要氧化活性物质,主要起到氧化分解有机物和促进Fe3+还原成Fe2+的作用。另外一种重要的氧化活性物质是·OH,其中TiO2-泡沫铁镍催化剂能产生最多的·OH,并可在同一反应时间内使有机物降解程度最高。泡沫铁、泡沫铁镍、TiO2-泡沫铁镍三种催化剂都具有良好的稳定性和重复使用性,尤其是经过镍修饰后的泡沫铁,抗腐蚀性有效提高,但也有表面活性成分经反应和酸洗过程脱落的现象,因此需要进一步优化合成条件,达到更高的稳定性,实现工业化应用。通过三种催化剂构成的超声芬顿体系分别对不同类型的染料去除效能比较研究,发现对不同染料具有效能差异。因此需要在不同水体条件中选用不同的超声芬顿体系,以期达到最好的去除效能。本研究合成的泡沫铁镍、TiO2-泡沫铁镍催化剂及其构建的超声类芬顿体系不仅能够达到对染料的高效去除,还能克服体系产铁泥的现象,有效拓宽了pH适用范围,为有机废水的高效预处理工艺提供了新思路,为实际处理过程中的调控提供了理论支持。
董小小[5](2019)在《声致相变调控碱性成纤维细胞生长因子释放促进微血管生成的研究》文中指出背景:血管生成是大多数组织发育、维持内环境稳定和再生的关键过程,该过程受促血管生长因子浓度、时空呈现和呈现序列的调节。刺激血管生成可促进缺血性疾病的治疗,提高移植器官和组织替代物的存活率。为了将促血管生成因子转化到临床应用中,产生了无数基于生物材料的药物递送方式。许多技术都依赖于在水凝胶生物支架中加入生长因子,可以根据生长因子和支架的理化性质进行释药控制。课题组建立了一种声学响应生物支架(Acoustically-responsive scaffolds,ARSs),基本构成是在纤维蛋白基质中加入载有生长因子的声学相变乳剂,前期已证实聚焦超声可以控制ARSs中生物活性负载的释放。目的:1.在人脐静脉内皮细胞黏附包裹的微珠和成纤维细胞共培养模型中,探讨上层培养基中不同浓度的成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)bFGF对内皮血管网生成的影响;2.在无细胞的胶中胶结构模型中,采用不同声压辐照内层声学响应支架,检测bFGF在上层培养基、外层凝胶和内层凝胶中的分布情况;3.在胶中胶结构的凝胶中,探讨不同声压和ARSs相变乳剂含量的情况下,释放bFGF对外层凝胶中血管网生长的影响;同时对比了空白乳剂对血管网生长的影响;4.聚焦超声以不同辐照模式激励ARSs对微血管网生长和成纤维细胞密度的影响。材料和方法:1.主要实验仪器:(1)超声换能器H-108产自美国Sonic Concepts公司,为已校准的单晶片聚焦超声,频率为2.5 MHz,f值为0.83,声学焦距为50 mm。该换能器由美国Ritec公司的GA-2500A型门控射频放大器推动,焦点处峰值负压(Peak rarefractional pressure,PRP)为0-8.8 MPa可调,本实验中使用该换能器辐照ARSs产生声致相变(acoustic droplet vaporization,ADV)。(2)库尔特粒度仪:Multisizer 4,美国Beckman Coulter公司生产。(3)荧光显微镜:Eclipse TiE,美国Nikon公司生产。2.主要实验试剂与材料:(1)VascuLife VEGF内皮细胞培养基,美国Lifeline Cell Technology公司生产。(2)DMEM细胞培养基,美国Gibco公司生产。(3)DMEM/F12培养基,美国Gibco公司生产。(4)载体微珠,美国Sigma公司生产。(5)牛纤维蛋白原,美国Sigma公司生产。(6)bFGF,美国EMD Millipore公司生产。(7)牛凝血酶,美国King Pharmaceuticals公司生产。(8)荆豆凝集素(Ulex europaeus agglutin I,UEA-I),美国Vector Laboratories公司生产。(9)4′,6-二脒基-2-苯吲哚(4’,6-diamidino-2-phenylindole,DAPI),美国Thermo Fisher Scientific公司生产。(10)全氟庚烷(Perfluoroheptane,PFHep),美国Sigma公司生产。(11)bFGF酶联免疫吸附试剂盒,美国R&D System公司生产。(12)石英微流控芯片,英国Dolomite公司生产。(13)6孔HT双向应力细胞培养板,美国Flexcell International公司生产。3.细胞株:(1)人脐静脉内皮细胞,购于美国Lonza公司;(2)正常人皮肤成纤维细胞,购于美国Lonza公司;4.实验方法:(1)不同浓度bFGF对微血管网生长的影响:(1)凝胶制备:凝胶组成包括2.5 mg/mL纤维蛋白原溶液、2 U/mL凝血酶、2.5×104个成纤维细胞/mL和50个微珠/mL,其中微珠上包裹有人脐静脉内皮细胞,每104个微珠可联结4×106个HUVECs,于制备凝胶前一天准备好;(2)添加培养基:配制凝胶当天,使用完全培养基。第二天,阴性对照组的上层培养基更换为饥饿培养基,其他各实验组,上层培养基更换为包含不同浓度bFGF的饥饿培养基,bFGF浓度分别为0.1 ng/mL、1 ng/mL、2 ng/mL、5 ng/mL、10 ng/mL或100 ng/mL;(3)成像与分析:第7天或14天固定凝胶以后,分别使用荆豆凝集素和DAPI进行染色,可使用荧光显微镜及MetaMorph软件进行内皮血管网的成像及定量分析,使用ImageJ对成纤维细胞数量进行分析。(2)ADV对bFGF释放的影响:(1)乳剂制备:使用微流控芯片制作声学双相乳剂,其中W1相包含10 mg/mL BSA、2μg/mL(即0.4 U/mL)肝素和0.5 mg/mL的bFGF溶液,PFC相为全氟庚烷(沸点82℃);(2)凝胶制备及超声辐照:内层凝胶(0.4 mL)为ARSs,组成包括2.5 mg/mL纤维蛋白原溶液、2 U/mL凝血酶、0.25%或1%(v/v)含有bFGF的双相乳剂或相应量的bFGF。外层凝胶(1.5 mL)包含2.5 mg/mL纤维蛋白原溶液、2 U/mL凝血酶和DMEM培养基。待其凝聚后在凝胶上层添加完全培养基。第二天,各实验组培养基更换为饥饿培养基,并使用计算机控制的聚焦超声进行辐照(PRP为3.3或8.8 MPa);(3)取材及检测:超声辐照前和辐照后8天连续取材,每次从上层培养基中收取0.1 mL。在第2天或第8天,采用活检针(?:6 mm)从外层凝胶中取样,并在样品中加入0.05 U纤溶酶进行消化。采用酶联免疫吸附实验来测定样品中的bFGF浓度。(3)ADV对微血管网生长的影响:(1)乳剂制备:使用微流控芯片制作水相-全氟庚烷(C7F16)微粒-微粒内水相的声学双相乳剂,其中W1相包含10 mg/mL BSA、2μg/mL(即0.4 U/mL)肝素和0.5 mg/mL的bFGF溶液,PFC相为全氟庚烷。制作空白乳剂时,W1相仅含有PBS;(2)凝胶制备及超声辐照:内层凝胶(0.4 mL)为ARSs,组成包括2.5 mg/mL纤维蛋白原溶液、2 U/mL凝血酶、0.25%或1%(v/v)含有bFGF的双相乳剂。外层凝胶(1.5 mL)包含2.5 mg/mL纤维蛋白原溶液、2 U/mL凝血酶、2.5×104个成纤维细胞/mL和75个微珠。待其凝聚后在凝胶上层添加完全培养基。第二天,各实验组培养基更换为饥饿培养基,并使用聚焦超声、利用计算机控制进行辐照(声压为3.3或8.8MPa);(3)成像与分析:第7天固定凝胶以后,分别使用荆豆凝集素和DAPI进行染色,对内皮血管网进行成像及定量分析。(4)ADV对微血管网生长的时间调控:(1)乳剂制备:使用微流控芯片制作声学双相乳剂,其中W1相包含10 mg/mL BSA、2μg/mL(即0.4 U/mL)肝素和0.5 mg/mL的bFGF溶液,PFC相为全氟庚烷;(2)凝胶制备及超声辐照:内层凝胶(0.4 mL)为ARSs,组成包括2.5 mg/mL纤维蛋白原溶液、2 U/mL凝血酶、0.25%或1%(v/v)含有bFGF的双相乳剂。外层凝胶(1.5 mL)包含2.5 mg/mL纤维蛋白原溶液、2 U/mL凝血酶、2.5×104个成纤维细胞/mL和75个微珠。待其凝聚后在凝胶上层添加完全培养基。第二天,各实验组培养基更换为饥饿培养基。第1天使用PRP=8.8 MPa的超声辐照ARSs的不同部分(即半个内层凝胶或整个内层凝胶),在稍后的时间点(即第4天或第7天)用超声辐照ARSs剩余的半个胶;(3)成像与分析:第7天、第10天或第13天固定凝胶以后,对微血管网进行荧光成像及定量分析,使用ImageJ软件对成纤维细胞数量进行分析。结果:1.不同浓度bFGF对微血管网生长的促进作用:(1)微血管网总长度与bFGF浓度之间呈S型增长关系。培养14天时,50%效应时的bFGF浓度C50为5.9 ng/mL[4.7,7.3],培养7天时,C50为2.7 ng/mL[2.3,3.2],前者显着高于后者(P?0.05)。类似的,培养14天时血管网总长度最大值Lmax为14,8008μm[7358,8710],培养7天时Lmax为7,4303μm[4051,4567],前者显着高于后者(P?0.05)。(2)与最低浓度bFGF(0.1 ng/mL)相比,bFGF浓度为5 ng/mL及以上时,NHDFs密度显着性增高(P?0.05),培养14天时,该趋势更显着。2.ADV对bFGF释放的促进作用(1)在PRP 3.3或8.8 MPa的超声辐照后,释放入上层培养基的bFGF比例显着增加(P?0.05),无超声辐照组释放量可忽略不计(即?0.02%)。在同样的乳剂浓度情况下,bFGF释放量与声压相关,在PRP 8.8 MPa辐照时,含1%乳剂的ARSs比0.25%组释放出更多的bFGF(P?0.05);当PRP 3.3 MPa辐照时,二者则无显着性差异(P>0.05);(2)bFGF直接存在于内层凝胶中时,对于含有167 ng和668 ng bFGF的凝胶,bFGF释放最大百分比Cmax分别为23.5%[22.4,24.7]和22.1%[21.2,23.1](P?0.05),速率常数K分别为1.1天-1[0.8,1.6]和0.9天-1[0.7,1.2](P?0.05);(3)通过检测bFGF在系统中的分布可知,大部分添加的bFGF仍存留于内层凝胶中,同时,比较第2天与第8天结果时,发现所有组内层凝胶或培养基中的bFGF均有所增长。3.ADV对微血管网生长的促进作用:(1)载有bFGF的全氟庚烷乳剂微粒粒径测量结果:乳剂平均值为6.2±0.13μm,变异系数为13.4%±0.6%;(2)空白乳剂对血管生成的影响:对于空白乳剂,在没有bFGF递送的情况下,ARSs中ADV的发生对血管网生长有显着的促进作用(P?0.05),但作用有限。其中完全培养基中生长的微血管网长度(4235±1816μm)比饥饿培养基中的(258±77μm)高16倍(P?0.05);(3)ADV促进微血管网生长:与饥饿培养基条件相比,无超声辐照组和PRP 3.3 MPa辐照0.25%(v/v)乳剂组的微血管网无显着增加(P>0.05),而PRP 3.3 MPa辐照1%(v/v)乳剂组、PRP 8.8 MPa辐照0.25%(v/v)乳剂组和PRP 8.8 MPa辐照1%(v/v)乳剂组微血管网长度均显着增加(P?0.05)。总而言之,微血管网生长与ARSs中载有bFGF乳剂的含量和用于释放bFGF的声压有关。4.ADV时间调控bFGF的释放对微血管网生长的影响(1)在特定条件下,培养时间越长,血管网总长度越长。所有超声辐照组血管网均显着长于无超声辐照组。然而,在相同的培养时间下,不同的辐照方式间(即全部一次性辐照或分批辐照)无显着性差异(P?0.05)。NHDFs亦观察到类似的趋势(P?0.05);(2)通过对微血管网总长度和微珠离ARS距离基于斜率的分析,显示二者无相关性(P?0.05)。结论:1.微血管网长度与上层培养基中bFGF的浓度呈S型相关,且成纤维细胞密度也随着bFGF浓度增加而增大。2.将bFGF直接添加入纤维蛋白的内层凝胶时,可观察到突释现象。ARS中含有等量的乳剂时,bFGF释放量与辐照声压相关,即声压越大,bFGF释放入上层培养基的量越大。采用高声压辐照时,bFGF释放入培养基中的速率与ARS中乳剂含量呈反比,这可能是由于气泡形成使bFGF的扩散路径更长。3.乳剂中含有bFGF时,ARS中气泡的形成、外层凝胶中的血管网生长与ARS中载有bFGF乳剂的含量和用于产生ADV的声压有关。空白乳剂对内皮血管网的生长也有轻微的促进作用。4.聚焦超声在不同时间点或辐照不同范围的ARS,使其释放出不同剂量的bFGF,结果显示该方式对血管网生长无明显影响。结合剂量依赖曲线,原因可能是给药量不足。
周利民[6](2019)在《水中纳米气泡的气体状态与稳定机理的探究》文中进行了进一步梳理软物质是近年来兴起的一个横跨凝聚态、材料科学、生物大分子的全新领域。不同于气体、简单液体和高度有序的固体,软物质拥有丰富多变的形态和众多新奇的特性,因其广泛的应用前景已然成为国内外热点研究话题。水中的气泡尤其是表面上纳米尺度的气泡,其被发现具有的一系列奇异性质,完全超出了人们对这类固液界面上仅由气体组成的气泡的预期,并在过去的20年中得到了软物质研究的持续关注。这类纳米级气泡,其极有可能存在于各类表面上并能造成一定的影响,这对于理解凝聚态研究中发现的许多费解现象包括纳米气泡本身的谜团都具有重要的意义。固液表面上纳米尺寸的气泡其存在本身就与经典理论的预测相左,按照拉普拉斯方程计算其内部可以压强达到几十甚至上百个大气压,如此之大的压强会让水中气泡在一个毫秒内消失,但实验上观测到的纳米气泡可以长时间(数小时甚至数天)的存在;再者就是其润湿行为与宏观上的差异,由实验数据测得的接触角比按杨氏方程计算得到的接触角要小几十度。这些奇异性质使纳米气泡从发现之初便饱受争议,也备受关注。尽管这些疑虑一直如同“乌云”般笼罩在基础研究领域,相关应用却在不断涌现,包括清洗,矿物浮选,药物输运,水产养殖和水质净化等。随着研究不断深入,越来越多的证据表明微观界面附近存在的纳米气泡,不但是影响长程疏水作用、边界滑移、惰性气体轻微麻醉效应的重要因素,其也是制约催化制氢效率、微孔膜过滤能力、螺旋桨叶片寿命的内在原因之一。由于测量手段和分辨能力的限制,目前关于纳米气泡的认知大多停留在其形貌、分布和软硬度等上,对其内部气体的化学组分和所处状态以及其周围液体环境所知甚少。因而对气泡内部气体的物化性质进行精细测量,并通过理论和计算机模拟构建出界面纳米气泡的准确且合理的物理模型,将很有必要,一方面能够为解释其众多特性包括超强的稳定性等开拓思路,另一方面也能为解决因其在表面附着所造成的问题和推动纳米气泡在工业生产和日常生活中的应用带来启发。本论文分三个部分展开,首先考虑到纳米气泡研究的一大难点是其在表面上的形成几无规律并且分布稀疏,已有制备方法效率不高并容易引入污染而难以区分,基于超纯水体系发展了一种单步简洁、无污染、操作方便且效率颇高的界面纳米气泡制备方法,立足于温度较低时液体中气体溶解度更高的“教科书”原理,采用长时间低温保存的冷却水滴加在疏水表面上,在热平衡过程中于界面附近形成气体过饱和状态从而高效地产生界面纳米气泡,该方法简洁仅采用纯水,能够适用到各种表面上包括比如矿物表面、薄膜材料和生物体系像细胞膜表面等。再者,为获得获取气泡内部气体信息,利用近几十年来迅速发展的同步辐射X射线技术,通过软X-射线透射成像技术对之前发展的冷却水方法和电解水方法产生的纳米气泡进行了测量,进一步分析气泡内部和其周围水环境的近边精细结构吸收谱,得到了气泡内部气体的组分和其所处的状态。分析结果表明在纳米气泡内部,这样一个受到限制、高度小于或接近于常温常压下空气中气体分子自由程(68nm)的空间内,气体分子呈现出一种新奇的“聚集态”,其密度高出空气密度(1.25kg/m3)的几十倍以上,并不符合拉普拉斯压力的计算结果,在X射线的照射下也呈现出超常的稳定性;纳米气泡周围水环境中的气体浓度同样超过热力学平衡下的饱和浓度数十甚至上百倍,这显示在在一个受限空间下的疏水表面附近,气体分子的聚集行为异于常理,奇特的聚集行为需要全新的理论来解释。最后,采用在软物质理论探究中倍受欢迎的分子动力学模拟,希望能构建出纳米气泡的的理论模型,研究了不同亲疏水表面上气体吸附聚集的行为,探讨了不同初始气体过饱和度、气体种类、溶剂状况对纳米气泡的形成和稳定的影响.进一步统计计算并对比了气体分子在纳米气泡和水中的扩散行为,尝试在分子层面上探索气体分子在疏水表面的聚集机制。
肖妮娜[7](2019)在《超声联合微泡增加肿瘤血流灌注并增强兔VX2肿瘤化疗效果的研究》文中认为研究背景:低氧是诱导肿瘤化疗抵抗或耐药的主要因素之一,造成临床上乏血供肿瘤对化疗不敏感。肿瘤异常的结构及微环境是造成低氧的根本原因。研究证实,超声辐照微泡产生的空化作用,可以引起短暂的炎症反应,刺激大鼠股薄肌的新生血管的形成。超声联合Optison对主动脉产生的生物效应,可以引起血管的损伤,表现为主动脉的收缩功能局部丧失[1-2]。高强度聚焦超声(HIFU)辐照微泡产生热作用及空化作用,可以破坏肿瘤内的胶原纤维和降解透明质酸,降低肿瘤组织内的间质液压(IFP),增加化疗药物的递送效率[3]。高强度聚焦超声(HIFU)所产生的极端的物理作用甚至可以阻断肿瘤的微循环血供;但高能量聚焦超声所产生的高热及机械作用,往往影响甚至破坏周围正常组织[4]。低频脉冲超声辐照微泡所产生的空化能量较低,可以在细胞膜上形成孔隙,增加化疗药物的靶向递送,同时不引起周围组织的损害。但至今仍未有较为系统完善的研究阐明非聚焦脉冲超声联合微泡如何增加肿瘤血流灌注,并促进药物递送至肿瘤组织,达到增强化疗疗效的目的。目的:本研究以兔皮下浅肌层乏血供VX2移植瘤为模型,研究低频脉冲超声联合微泡对乏血供肿瘤的血流灌注的影响,以及增加化疗药物盐酸阿霉素在肿瘤组织中的渗透并增强化疗疗效,探讨引起这一现象的机制。方法:1、制备动物模型:选取健康成年雌性新西兰大白兔,制备后肢浅肌层VX2移植瘤模型,超声观察肿瘤生长至长径约10mm左右备用。2、实验分组及相关治疗干预:选取66只荷瘤兔,随机分为6组,即超声微泡阿霉素联合治疗组(Ad-US-MB)11只、超声微泡治疗组(US-MB)11只、超声治疗组(US)11只、微泡治疗组(MB)11只、阿霉素治疗组(Ad)11只以及空白对照组(BC)11只。对各组进行如下治疗干预:Ad-US-MB组:予缓慢静脉注射盐酸阿霉素化疗后,即刻予超声微泡治疗10min;US-MB组:予缓慢静脉注射相同剂量的生理盐水后,即刻予超声微泡治疗10min;US组:予缓慢静脉注射相同剂量的生理盐水后,即刻予超声辐照10min;MB组:予缓慢静脉注射相同剂量的生理盐水后,即刻予微泡悬浮液注射并超声假照10min;Ad组:予缓慢静脉注射盐酸阿霉素化疗后,即刻予相同剂量的生理盐水注射并超声假照10min。3、超声造影(CEUS):各组干预前后均行超声造影(CEUS),通过视觉观察、曲线下面积(AUC)评估各治疗组肿瘤血流灌注的情况。4、荧光分光光度检测:每组随机选取8只实验兔,予安乐死并留取肿瘤组织块;将肿瘤组织块等分为质量相等的2部分,随机取一部分肿瘤组织块于-70℃冻存,使用荧光光度分析法检测阿霉素浓度。5、免疫荧光染色:观察阿霉素及肿瘤微血管的空间分布情况。6、HE染色:随机取部分肿瘤组织块固定于4%的多甲醛溶液中约24小时,后进行HE染色,光镜下观察各组病理学改变。7、超声监测肿瘤生长:饲养各组剩余的荷瘤兔,每7天进行一次上述的治疗干预,直至饲养至治疗后的28天,每次治疗前超声监测肿瘤生长情况,绘制肿瘤生长曲线。结果:1、CEUS:Ad-US-MB组及US-MB组整体视觉强度较治疗前增强,US组、MB组、Ad组及BC组治疗前后未见明显变化。AUC值分析:Ad-US-MB组及Ad-US组,肿瘤血流灌注的AUC值在治疗后即刻提高(p=0.003及p=0.018).在其它组中,肿瘤的血流灌注的变化无统计学意义;2、荧光分光光度检测:Ad-US-MB组的盐酸阿霉素浓度(0.682±0.0001)较Ad组(0.422±0.357)的盐酸阿霉素浓度增加(p<0.05);3、免疫荧光染色:对比观察Ad-US-MB组及Ad组的免疫荧光分布,Ad-US-MB组阿霉素密集分布在肿瘤微血管周围,可到达较远的区域;而Ad组在肿瘤微血管周围仅见稀疏分布的阿霉素,肿瘤内无微血管的区域未检测到阿霉素分布,甚至肿瘤内少部分微血管周围未检测到阿霉素分布;4、HE染色:US组、MB组及BC组病理结果基本一致,肿瘤组织可见散在形状不规则的癌巢,癌巢与癌巢之间可见血管、纤维组织等,巢内肿瘤细胞呈不规则紧密排列,大小不一,核大而深染。血管形态多变扭曲,走行紊乱,结构清晰可辨,管壁未见明显损伤,管腔内可见红细胞,血管周围未见红细胞渗出。Ad组肿瘤组织内可见散在的局灶状肿瘤细胞坏死。US-MB组肿瘤组织内大部分微血管结构完整,但可见散在的局灶状肿瘤细胞坏死,损伤区域内微血管充血扩张,形态多成圆形或者椭圆形,血管壁结构不完整,可见红细胞从破裂口溢出到血管周围。Ad-US-MB组肿瘤组织内大部分微血管结构完整,但可见散在的局灶状肿瘤细胞坏死,肿瘤细胞体积萎缩变小,核固缩,核碎裂,肿瘤组织内细胞排列稀疏,损伤区域内微血管充血扩张,形态多呈圆形或者椭圆形,血管壁结构不完整,可见红细胞从破裂口溢出到血管周围;5、肿瘤生长情况:Ad-US-MB组和Ad组肿瘤生长迟缓,随着时间延长及治疗次数增多,Ad-US-MB组及Ad组的肿瘤体积明显缩小,干预治疗24天后Ad-US-MB组的肿瘤体积较Ad组的肿瘤体积缩小更明显。结论:低频脉冲超声辐照微泡联合盐酸阿霉素化疗可以短暂的增加肿瘤的微循环血流灌注,并提高化疗药盐酸阿霉素的利用效率。
南楠[8](2019)在《声致穿孔中射流与细胞膜的相互作用及内皮组织的形态学行为》文中进行了进一步梳理基于基因递送技术,进行细胞重编程是生物医学工程的强大工具。近年来发展的声致穿孔方法由于其在生物安全性方面的优势,成为学术界的前沿研究领域。不同于生物化学方法,声致穿孔通过超声波作用下空泡与细胞膜的相互作用打开细胞膜,并基于细胞膜的自修复机理使细胞膜上打开的孔道自动愈合,从而实现药物的跨膜输运。该方法以其无毒副作用、生物兼容性好等优越特性,自提出以来就受到了极大的关注,已经被证明可以广泛、有效地运用于不同种类的细胞。但由于人们对该方法中的力学机制尚存在很多不清楚之处,极大地影响了该方法的进一步发展和临床应用。声致穿孔涉及射流和剪切流场与细胞膜相互作用的复杂多尺度问题,是学术界研究的热点。声致穿孔技术作为一种系统的基因递送方法,所涉及到的生物物理过程还包括血管内皮组织在外力作用下打开细胞之间的细胞连结,以使血液中的药物得以顺利通过,抵达病灶。因此,内皮组织在受力状况下以及局部力学性质的改变,有可能引起血管整体的形态学变化,其对药物输运以及人体健康的影响也需要做进一步的科学评估。本文首先构建了含有空泡与磷脂双分子层的微观系统,通过Martini粗粒化分子动力学研究了超声波作用下,由空泡破裂引起的射流洞穿细胞膜这一非平衡态过程。本文随后基于圆筒型Vertex模型,研究了由血管内皮组织细胞间局部力学性质改变引起的组织形态学变化。本文的具体工作包括:(1)通过粗粒化分子动力学方法,研究了冲击波作用下空泡破裂所引起的射流洞穿细胞膜的过程。研究发现在这一过程中,伴随有二次空化的现象出现。该二次空化区形成于膜上孔洞附近,并呈现出环状分布。为了对该环形二次空化区域进行更为细致的定量分析,本文通过Irving-Kirkwood-Noll方法,计算了在这一微观系统的非平衡过程中,压力分布随时间的动态变化,并结合得到的压力信息,通过经典成核理论中的Rayleigh-Plesset方程澄清了这一现象产生的机理。(2)基于粗粒化分子动力学模拟的结果,本文得到了轴对称情况下射流与细胞膜相互作用的流场。结果显示,射流冲击作用是细胞膜变形乃至破裂的主要因素。随后,本文针对位于细胞膜中心位置附近的磷脂分子,统计了该位置处膜的厚度与膜两侧的伸展特征,分析了细胞膜破裂过程中的力学机制。结果表明,受到射流冲击的作用,在细胞膜剧烈地内陷变形过程中,面向射流方向的膜伸展程度小于细胞膜的另一侧。(3)利用圆筒型Vertex模型构建了由二维多边形单元网络组成的血管内皮组织。通过对这一网络中的元素(边、面和面角)定义适当的能量形式,可以刻画出细胞间的相互作用,并得到内皮组织整体的形态学特征。基于该模型,本文研究了管壁在局部内嵌收缩环作用下系统的变形情况。结果表明,随着内嵌收缩作用的增强,管壁局部发生隆起,并在收缩强度达到某个临界值后,突然发生塌陷。本文进一步分析了系统的几何非线性和材料的本构非线性对管壁变形的影响。
马晨曦[9](2018)在《声致铺展液态钎料薄层内的声空化特征及机理研究》文中认为超声波钎焊在工业生产中的应用日趋广泛,主要得益于焊接时液相中的空化效应对母材表面氧化膜的破除作用。而本课题主要针对超声辅助钎焊铺展过程中所产生的声空化行为进行了研究。针对不同性质的母材,首先采用了ANSYS软件对其进行了谐响应分析,了解了钎料槽中轴线方向的振动分布为二次函数式的规律,并且钛合金表面的振动强度大于铝合金表面强度。然后采用高速摄影系统对超声作用下的声致铺展过程进行了拍摄。在加载的超声振动条件不同的情况下,液态金属的铺展过程表现出了不同的特征,包括铺展的周期性,表面雾化及涟漪波纹等现象,并由此总结了液态金属声致铺展过程中的表面动态特征,铺展规律和采用不同试验条件后对铺展行为的影响。之后利用CFD软件Fluent对液态金属的声致铺展过程采用多种更详细的参数进行了模拟,得出了在一定范围内,提高振幅和频率可以增大铺展范围的结论。通过使金属液滴在玻璃板表面声致铺展,使用高速摄影系统对整个铺展界面上产生的空化现象进行了拍摄观察。在不同的实验条件下,空化效应也在气泡密度,气泡分布,空化率的大小等方面表现出了差异。然后在观察空蚀对母材的破坏效应后,得出了超声振幅的增大可以提升空化强度的结论,并对空蚀特征和空蚀效应进行了分析。随后采用了CFD软件Fluent对液态金属的空化效应进行了模拟,从数值的角度对流体中压力变化对空化进程的影响,流体中速度场的分布规律以及空化率进行了分析和总结。应用流体力学公式,对声空化动态过程的控制方程进行推导,并针对液态金属的物理特征对控制方程进行了一些近似和简化。然后从质量守恒条件,动量守恒条件和边界条件三个方面对空化泡在液态金属中运动的动力学方程进行了推导并利用这些方程构建的空化物理模型对声致空化过程和效应进行了分析,阐明了液态金属的蒸发速度与凝结速度之间的关系。
何敏[10](2018)在《基频和高阶谐振频率下球形谐振腔声场、声致发光及生物学效应的研究》文中研究指明声波在球腔内传播时,当球腔直径是声波波长的整数倍n(n为非零的自然数)时,声波在球腔内产生谐振,并形成球形驻波声场,此时的球腔即为声谐振腔。根据n的数值不同,球形谐振腔会产生不同的谐振状态:基频激励下的谐振(n=1)和高阶谐振频率激励下的谐振(n>1)。不同的谐振频率激励时,谐振腔会出现不同的声学现象:基频下的单波声场和单泡声致发光现象,高阶谐振频率下的高能焦域声场和多泡声致发光现象。为了研究不同谐振状态下球形谐振腔驻波声场中声学变化及内在关联,本文采用理论模拟和实验研究相结合的方法,1.研究了基频下球形谐振腔内的声场和不同谐振腔直径、不同环境温度下的声致发光现象;2.研究了高阶谐振频率下球形谐振腔内的驻波声场和不同环境静水压力下的声致发光;3.研究了不同环境静水压力下高阶谐振频率激励的球形谐振腔焦域处的空化以及生物学效应变化。目的1.明确基频和高阶谐振频率两种激励模式下谐振腔内声致发光的发光机制和内在联系;2.明确球形驻波聚焦声场的形成,认识球形驻波聚焦的原理;3.明确环境静水压力对高阶谐振频率激励的球形聚焦超声辐照生物组织所致损伤的影响及其机制。材料和方法1.基频下球形谐振腔内声场和声致发光的研究理论部分采用有限元分析软件Comsol Multiphysics对基频6.996kHz、直径230mm球形谐振腔的声场进行仿真计算;实验部分采用信号发生器产生频率6.996kHz的正弦波信号,经功率放大器放大后激励直径230mm的球形谐振腔,光谱仪采集2℃、5℃、10℃、15℃、20℃五个环境温度下声致发光的光谱,研究环境温度对声致发光的影响;然后将频率12.094kHz、6.996kHz、3.689kHz的正弦波信号净功率放大器放大后分别激励直径130mm、230mm、460mm的球形谐振腔并采集光谱,比较不同直径谐振腔内的声致发光。2.高阶谐振频率下球形驻波声场和声致发光的研究理论部分采用有限元分析软件Comsol Multiphysics对高阶谐振频率654.3kHz、直径230mm球形谐振腔的声场进行仿真计算;实验部分采用光学纹影成像系统和光纤水听器对高阶谐振频率650.3kHz,直径230mm,开口直径100mm,高度200mm的球腔聚焦超声换能器的声场进行观测。然后对0.1MPa、1MPa、2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa和10MPa十一个环境静水压力下的声致发光图像及光谱进行采集,分析环境静水压力对声致发光的影响。3.环境静水压力对高阶谐振频率下球形谐振腔中生物学效应影响的研究采用光纤水听器测量常压、2MPa、4MPa、6MPa、8MPa和10MPa环境静压力下不同驱动功率下的焦点声压,得到空化阈值随环境静水压力变化的曲线;采用2000V的电压,654kHz的频率激励开口直径100mm,高度200mm,直径230mm的球腔聚焦超声换能器,并用高速摄影系统拍摄常压、0.4MPa、0.8MPa、1.2MPa、1.6MPa和2.0MPa环境静水压力下的焦点处空化云情况以及辐照前、辐照40 ms、80 ms、120 ms、200 ms、2000 ms后的仿组织体膜内的损伤变化;然后采用1000W的电功率,5s的辐照时间在常压、0.5MPa、1.0MPa、1.5MPa、2.0MPa和2.5MPa六个环境静压力下辐照离体牛肝组织,对损伤截面积进行测量及统计分析。结果1.基频(6.996kHz)激励下的直径230mm的球形谐振腔声场-6dB焦域大小为127.66mm×127.66mm(0.6λ×0.6λ),-6dB区域内的声压基本保持不变,通过外界引入气泡产生单泡声致发光;随着环境温度的逐渐降低,基频声致发光光谱峰值波长逐渐蓝移,峰值波长与环境温度的关系为:ml=-0.1T2+4.04T+290,确定系数R2=0.99984;随着球形谐振腔直径的减小,即随着激励频率(基频)的增加,声致发光的光谱峰值波长逐渐蓝移。2.直径230mm的球腔在高阶谐振频率驱动下有强烈的频率依赖特性,谐振频率间隔分布约等于6.5kHz,即c/D(c为水中的声速,D为球形谐振腔的直径)。高阶谐振频率650.3kHz下球形驻波聚焦声场建立过程中,声波会随着时间的增加向球心汇聚,焦点声压逐渐增加,声场在空间上始终呈中心对称分布。高阶谐振频率驱动650.3kHz下的-6dB焦域大小约为1.34mm×2.23mm,即0.6λ×0.9λ;高阶谐振频率650.3kHz下的声致发光光强随着环境静水压力的增加而逐渐增加,声致发光光强与环境静水压力的关系为:I=153.6P2stat-105.9Pstat,确定系数R2=0.98027。3.空化阈值和环境静水压力呈线性关系,关系式为“Pcav(空化阈值)=11.043×Pstat(环境静水压力)+31.226”,确定系数为98.12%。可见环境静水压力的提升可以提高空化阈值,从而抑制空化。球腔聚焦换能器在1000W电功率激励下产生的超声辐照离体牛肝组织时发现,当环境静水压力增加到完全抑制空化时,即环境静压力大于2MPa,等于2.5MPa时,离体牛肝组织中损伤明显减小。另外也发现适当增加环境静水压力,即环境静压力等于0.5MPa、1MPa、1.5MPa、2MPa时,组织中的空化未被完全抑制,反而增大HIFU辐照离体牛肝组织中的损伤。结论1.基频下的单泡声致发光和高阶谐振频率下的多泡声致发光具有相同的发光机理。2.球腔聚焦超声换能器在高阶谐振频率下的球形驻波声场内有强烈的频率依赖特性,并且会形成亚波长焦域,这为HIFU精准治疗提供了理论基础。3.由于沸腾泡和空化效应的共同作用,适当增加环境静水压力会增强靶区组织的损伤;而当环境静水压力增加到完全抑制空化时,靶区组织损伤明显减小。
二、声致毛细效应的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、声致毛细效应的研究(论文提纲范文)
(1)pH响应聚氨基酸包覆介孔纳米粒子复合材料的制备及肿瘤诊疗应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 介孔纳米粒子在肿瘤诊断中的应用 |
1.2.1 介孔纳米粒子应用于超声造影 |
1.2.2 介孔纳米粒子应用于磁共振造影 |
1.3 介孔纳米粒子在肿瘤治疗中的应用 |
1.3.1 介孔纳米粒子应用于磁热治疗 |
1.3.2 介孔纳米粒子应用于药物释放 |
1.4 聚氨基酸材料与TAE在肿瘤诊疗中的应用 |
1.5 课题提出及创新点 |
第2章 pH响应聚氨基酸包覆介孔二氧化硅纳米粒子并负载PFP的合成与肿瘤诊疗应用 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料及仪器 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 实验细胞株及动物 |
2.3 PFP-m-SiO_2@PGTTCs的合成 |
2.3.1 NCA单体的合成 |
2.3.2 聚氨基酸的合成 |
2.3.3 m-Si O2 的合成 |
2.3.4 m-Si O2 的表面改性 |
2.3.5 m-Si O2@PGTTCs的合成 |
2.3.6 m-SiO_2@PGTTCs负载PFP以制备PFP-m-SiO_2@PGTTCs |
2.3.7 使用Cy.5.5 NHS酯和FITC荧光素标记m-SiO_2@PGTTCs |
2.3.8 使用~(131)I标记m-SiO_2@PGTTCs合成~(131)I-m-SiO_2@PGTTCs |
2.4 PFP-m-SiO_2@PGTTCs的表征及性能测试 |
2.4.1 ~1H NMR测试 |
2.4.2 m-Si O2 纳米粒子的表征 |
2.4.3 表面改性m-SiO_2纳米粒子的红外光谱表征 |
2.4.4 m-SiO_2@PGTTCs的 pH值响应测试 |
2.4.5 m-SiO_2@PGTTCs的粒径分布与Zeta电位的测定 |
2.4.6 PGTTCs的酶降解性能测试 |
2.4.7 m-SiO_2@PGTTCs的细胞毒性测试 |
2.4.8 m-SiO_2@PGTTCs的血液相容性评估 |
2.4.9 实验动物模型建立 |
2.4.10 m-SiO_2@PGTTCs的体内荧光示踪及生物分布实验 |
2.4.11 PFP-m-SiO_2@PGTTC-6.2 增强超声造影性能实验 |
2.4.12 m-SiO_2@PGTTCs的荷瘤小鼠肿瘤栓塞治疗实验 |
2.4.13 ~(131)I-m-SiO_2@PGTTCs的同位素示踪及SPECT-CT显影评估 |
2.4.14 m-SiO_2@PGTTCs的兔肝肿瘤栓塞行为的血管造影(DSA)评估 |
2.4.15 m-SiO_2@PGTTCs的兔肝肿瘤栓塞治疗实验 |
2.4.16 统计学分析 |
2.5 实验结果与讨论 |
2.5.1 聚氨基酸的合成及分子量 |
2.5.2 m-SiO_2纳米粒子的TEM图像与BET分析 |
2.5.3 m-SiO_2纳米粒子的表面改性 |
2.5.4 PGTTCs的酶降解性 |
2.5.5 m-SiO_2@PGTTCs复合材料的pH值响应性相变 |
2.5.6 m-SiO_2@PGTTCs复合材料的水动力学尺寸分布及Zeta电位 |
2.5.7 m-SiO_2@PGTTCs复合材料的细胞毒性 |
2.5.8 m-SiO_2@PGTTCs复合材料的血液相容性 |
2.5.9 m-SiO_2@PGTTCs体内荧光示踪及生物分布研究 |
2.5.10 PFP-m-SiO_2@PGTTC-6.2 超声造影增强研究 |
2.5.11 m-SiO_2@PGTTCs肿瘤栓塞治疗实验 |
2.5.12 ~(131)I-m-SiO_2@PGTTCs的 SPECT-CT同位素示踪及显影评估 |
2.5.13 m-SiO_2@PGTTC-6.2 的兔肝肿瘤栓塞行为的DSA评估 |
2.5.14 m-SiO_2@PGTTC-6.2 的兔肝肿瘤栓塞治疗实验 |
2.5.15 m-SiO_2@PGTTCs的兔肝肿瘤栓塞治疗实验的组织病理学分析 |
2.6 本章小结 |
本章附图 |
第3章 pH响应聚氨基酸包覆介孔四氧化三铁粒子合成及多模态造影、栓塞与磁热治疗应用 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料与仪器 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 实验仪器 |
3.3 PFP-m-Fe_3O_4@PGTTCs的合成 |
3.3.1 NCA单体的合成 |
3.3.2 聚氨基酸的合成 |
3.3.3 m-Fe_3O_4 纳米粒子的合成 |
3.3.4 m-Fe_3O_4 的表面改性 |
3.3.5 m-Fe_3O_4@PGTTCs的合成 |
3.3.6 m-Fe_3O_4@PGTTCs负载PFP以制备PFP-m-Fe_3O_4@PGTTCs |
3.3.7 使用Cy.5.5 NHS酯和FITC荧光素标记m-Fe_3O_4@PGTTCs |
3.3.8 使用~(131)I标记m-Fe_3O_4@PGTTCs合成~(131)I-m-Fe_3O_4@PGTTCs |
3.4 PFP-m-Fe_3O_4@PGTTCs的表征及性能测试 |
3.4.1 m-Fe_3O_4 纳米粒子的表征 |
3.4.2 m-Fe_3O_4@PGTTCs的 pH值响应测试 |
3.4.3 m-Fe_3O_4@PGTTCs的粒径分布与Zeta电位的测定 |
3.4.4 m-Fe_3O_4@PGTTCs的细胞毒性测试 |
3.4.5 m-Fe_3O_4@PGTTCs的血液相容性评估 |
3.4.6 m-Fe_3O_4@PGTTCs与 m-Fe_3O_4的磁学性能评估 |
3.4.7 实验动物模型建立 |
3.4.8 m-Fe_3O_4@PGTTCs的体内荧光示踪及生物分布实验 |
3.4.9 PFP-m-Fe_3O_4@PGTTCs增强超声造影性能实验。 |
3.4.10 m-Fe_3O_4@PGTTCs在荷瘤小鼠模型中的MRI造影性能评估实验 |
3.4.11 m-Fe_3O_4@PGTTCs的荷瘤小鼠肿瘤栓塞治疗实验 |
3.4.12 ~(131)I-m-Fe_3O_4@PGTTCs的同位素示踪及SPECT-CT显影评估 |
3.4.13 m-Fe_3O_4@PGTTCs的兔肝肿瘤栓塞行为的DSA评估 |
3.4.14 m-Fe_3O_4@PGTTCs的体外磁热效应评估 |
3.4.15 m-Fe_3O_4@PGTTCs的体内磁热效应评估 |
3.4.16 m-Fe_3O_4@PGTTCs的荷瘤小鼠肿瘤磁热协同栓塞治疗实验 |
3.4.17 统计学分析 |
3.5 实验结果与讨论 |
3.5.1 m-Fe_3O_4纳米粒子的TEM图像与BET分析 |
3.5.2 m-Fe_3O_4@PGTTCs复合材料的pH值响应性相变 |
3.5.3 m-Fe_3O_4@PGTTCs复合材料的水动力学尺寸分布及Zeta电位 |
3.5.4 m-Fe_3O_4@PGTTCs复合材料的细胞毒性 |
3.5.5 m-Fe_3O_4@PGTTCs复合材料的血液相容性 |
3.5.6 m-Fe_3O_4@PGTTC-6.3与m-Fe_3O_4的磁学性能评估 |
3.5.7 m-Fe_3O_4@PGTTCs体内荧光示踪及生物分布研究 |
3.5.8 PFP-m-Fe_3O_4@PGTTC-6.3 超声造影增强性能评估 |
3.5.9 m-Fe_3O_4@PGTTCs在荷瘤小鼠模型中的MRI造影性能评估 |
3.5.10 ~(131)I-m-Fe_3O_4@PGTTC-6.3 的同位素示踪及SPECT-CT显影评估 |
3.5.11 m-Fe_3O_4@PGTTC-6.3 的兔肝肿瘤栓塞行为的DSA评估 |
3.5.12 m-Fe_3O_4@PGTTCs肿瘤栓塞治疗实验 |
3.5.13 m-Fe_3O_4@PGTTC-6.3 的体外磁热效应评估 |
3.5.14 m-Fe_3O_4@PGTTC-6.3 的体内磁热效应评估 |
3.5.15 m-Fe_3O_4@PGTTC-6.3 的磁热协同栓塞治疗实验 |
3.6 本章小结 |
第4章 聚谷氨酸包覆介孔二氧化硅纳米粒子并包封紫杉醇的合成及药物递送系统的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料及仪器 |
4.2.1 实验试剂与实验动物模型 |
4.2.2 实验仪器 |
4.3 PTX-m-SiO_2@PGA的合成 |
4.3.1 NCA单体的合成 |
4.3.2 PGA的合成 |
4.3.3 PTX标准曲线的建立 |
4.3.4 PTX-m-SiO_2的合成与负载量的测定 |
4.3.5 PTX-m-SiO_2的纳米粒子表面改性及PTX-m-SiO_2@PGA的合成 |
4.3.6 PTX-m-SiO_2及PTX-m-SiO_2@PGA的 SEM表征 |
4.3.7 PTX-m-SiO_2的纳米粒子及PTX-m-SiO_2@PGA的 Zeta电位及水动力学直径 |
4.3.8 PTX-m-SiO_2@PGA的体外药物释放动力学研究 |
4.3.9 PTX-m-SiO_2@PGA的血液相容性 |
4.3.10 PTX-m-SiO_2@PGA的体内荧光示踪 |
4.4 实验结果与讨论 |
4.4.1 PGA的表征 |
4.4.2 PTX标准曲线的建立 |
4.4.3 PTX-m-SiO_2的合成即负载量的测定 |
4.4.4 PTX-m-SiO_2及PTX-m-SiO_2@PGA的红外光谱表征 |
4.4.5 PTX-m-SiO_2及PTX-m-SiO_2@PGA的 SEM表征 |
4.4.6 m-SiO_2纳米粒子及PTX-m-SiO_2@PGA的 Zeta电位及水动力学直径 |
4.4.7 PTX-m-SiO_2@PGA的体外药物释放动力学研究 |
4.4.8 PTX-m-SiO_2@PGA的血液相容性 |
4.4.9 PTX-m-SiO_2@PGA的体内荧光示踪 |
4.5 本章小结 |
本章附图 |
总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
(2)基于光纤马赫-曾德干涉仪的无振膜式声波传感器研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究意义 |
1.2 光纤与光纤传感技术 |
1.2.1 光纤及光纤特性 |
1.2.2 光纤传感技术原理 |
1.2.3 光纤传感类型 |
1.3 光纤声波传感技术 |
1.3.1 声波概述 |
1.3.2 光纤声波传感器分类及发展现状 |
1.3.3 无振膜式声波传感器 |
1.4 论文结构及主要研究内容 |
第二章 无振膜式声波传感基础理论 |
2.1 声波的基本性质 |
2.1.1 声波波动方程和特征参量 |
2.1.2 声压与声压级 |
2.1.3 声波的传播特性 |
2.1.4 测量精度 |
2.2 基于空气折射率动态变化的无振膜式声波传感机理 |
2.3 边缘滤波解调 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于光纤MZI的无振膜式声波传感器机理验证 |
3.1 基于MZI无振膜式光纤声波传感系统的搭建 |
3.1.1 无振膜式光纤MZI声波传感工作原理 |
3.1.2 传感头制备 |
3.2 理论分析与仿真 |
3.2.1 空气折射率动态变化机理模型的搭建及特性研究 |
3.2.2 仿真模拟响应结果 |
3.3 声传感器系统搭建 |
3.4 实验结果与分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 无振膜式光纤MZI声波传感器的设计优化 |
4.1 基于3D打印器件的集成型无振膜式光纤MZI声波传感器 |
4.1.1 传感器的制备 |
4.1.2 传感器声波测量响应结果 |
4.2 用于无振膜式光纤MZI声波传感器的反射式声波聚焦腔体研究 |
4.2.1 反射式声波聚焦器件的设计 |
4.2.2 仿真模拟结果与讨论 |
4.3 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
作者简介 |
(3)载药靶向胶原相变纳米粒诊疗心肌纤维化的实验研究(论文提纲范文)
英汉缩略语名词对照 |
中文摘要 |
英文摘要 |
前言 |
参考文献 |
第一部分 载药靶向胶原相变纳米粒CNA35/PFP/DIZE@NPs的制备及性能检测 |
第一节 纳米粒的制备及理化性质检测 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
参考文献 |
附图 |
第二节 纳米粒的体外相变及释放药物研究 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
参考文献 |
附图 |
第二部分 载药靶向胶原相变纳米粒CNA35/PFP/DIZE@NPs对兔心肌纤维化显像研究 |
第一节 兔心肌纤维化模型的建立 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
参考文献 |
附图 |
第二节 纳米粒对兔心肌纤维化体内外靶向性检测 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
参考文献 |
附图 |
第三节 纳米粒对兔心肌纤维化体内超声显像研究 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
参考文献 |
附图 |
第三部分 载药靶向胶原相变纳米粒CNA35/PFP/DIZE@NPs治疗心肌纤维化效果研究67 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
参考文献 |
附图 |
全文总结 |
文献综述 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表论文、参研项目和参加学术会议 |
(4)超声类芬顿体系的构建及催化效能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 超声技术 |
1.2.1 超声技术的发展历史 |
1.2.2 超声技术的反应机理 |
1.2.3 超声技术用于水处理中存在的问题 |
1.2.4 超声技术的改进措施 |
1.3 超声芬顿技术 |
1.3.1 均相超声芬顿技术 |
1.3.2 非均相超声芬顿技术 |
1.4 课题目的意义及研究内容 |
1.4.1 课题来源 |
1.4.2 研究目的和意义 |
1.4.3 主要研究内容 |
1.4.4 技术路线 |
第2章 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 实验仪器 |
2.1.3 其他实验材料 |
2.1.4 目标有机污染物的选择及配水方案 |
2.1.5 超声辅助泡沫金属催化降解有机物体系的设计 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 催化剂的合成 |
2.2.2 催化剂性能测试 |
2.3 分析测试方法 |
2.3.1 反应体系中H_2O_2浓度测定 |
2.3.2 反应体系中Fe~(2+)、Fe~(3+)浓度的测定 |
2.3.3 反应体系中·OH的测定 |
2.3.4 紫外-可见吸光度的检测 |
2.3.5 三维荧光光谱检测 |
2.3.6 RhB去除率的测定 |
2.3.7 RhB降解产物的测定 |
2.4 催化剂的表征方法 |
2.4.1 SEM表征 |
2.4.2 EDS表征 |
2.4.3 XRD表征 |
2.4.4 XPS表征 |
2.4.5 UV-vis DRS表征 |
2.4.6 TGA热重分析 |
第3章 超声/泡沫铁/H_2O_2氧化体系协同效应及影响因素 |
3.1 引言 |
3.2 非均相超声芬顿体系去除水中罗丹明B的协同效应 |
3.3 超声参数对水中罗丹明B的去除效能 |
3.3.1 超声发生器的类型对罗丹明B去除的作用 |
3.3.2 超声辐射模式对罗丹明B去除的作用 |
3.3.3 超声功率对罗丹明B去除的作用 |
3.4 反应水体初始条件对水中罗丹明B的去除效能 |
3.4.1 不同初始pH值下罗丹明B的去除效能 |
3.4.2 不同初始温度下罗丹明B的去除效能 |
3.4.3 不同H_2O_2投加量下罗丹明B的去除效能 |
3.5 氧化剂因素对罗丹明B去除的作用 |
3.5.1 不同有机配合物对罗丹明B去除的作用 |
3.5.2 不同无机配合物对罗丹明B去除的作用 |
3.6 催化剂因素对罗丹明B去除的作用 |
3.6.1 泡沫金属的种类对罗丹明B去除的作用 |
3.6.2 泡沫金属催化剂的稳定性 |
3.7 去除机制的研究 |
3.7.1 体系中Fe~(2+)溶出 |
3.7.2 体系中H_2O_2浓度的变化 |
3.7.3 不同自由基捕获剂对罗丹明B去除的作用 |
3.7.4 罗丹明B的降解产物 |
3.8 本章小结 |
第4章 泡沫铁镍催化剂的合成及超声类芬顿体系催化降解罗丹明B |
4.1 引言 |
4.2 泡沫铁镍催化剂的表征 |
4.2.1 样品SEM-EDS分析 |
4.2.2 样品XRD分析 |
4.2.3 样品XPS分析 |
4.3 超声/泡沫铁镍/H_2O_2氧化体系对罗丹明B的去除动力学研究 |
4.3.1 不同体系对水中罗丹明B的去除动力学研究 |
4.3.2 超声/泡沫铁镍/H_2O_2协同氧化动力学研究 |
4.3.3 初始pH对罗丹明B去除表观速率常数的作用 |
4.4 超声/泡沫铁镍/H_2O_2氧化体系对罗丹明B的去除机制 |
4.4.1 Fe~(2+)浓度的变化 |
4.4.2 H_2O_2浓度的变化 |
4.4.3 自由基捕获剂对罗丹明B的去除机制的研究 |
4.4.4 反应液紫外光谱扫描结果 |
4.5 泡沫铁镍催化剂评价 |
4.5.1 催化剂的稳定性 |
4.5.2 催化剂对环境的影响 |
4.6 本章小结 |
第5章 泡沫铁镍负载TiO_2催化剂的合成及超声类芬顿体系催化降解罗丹明B |
5.1 引言 |
5.2 TiO_(2-)泡沫铁镍催化剂的表征 |
5.2.1 样品SEM-EDS分析 |
5.2.2 样品XRD分析 |
5.2.3 样品XPS分析 |
5.2.4 样品UV-vis DRS分析 |
5.3 超声/TiO_(2-)泡沫铁镍/H_2O_2氧化体系对罗丹明B的去除动力学研究 |
5.3.1 不同载体负载的TiO_2催化剂对水中罗丹明B的去除效能研究 |
5.3.2 不同体系对水中罗丹明B的去除动力学研究 |
5.3.3 超声/TiO_(2-)泡沫铁镍/H_2O_2协同氧化动力学研究 |
5.3.4 初始pH对罗丹明B去除表观速率常数的作用 |
5.4 超声/TiO_(2-)泡沫铁镍/H_2O_2 氧化体系对罗丹明B的去除机制 |
5.4.1 Fe~(2+)浓度的变化 |
5.4.2 H_2O_2浓度的变化 |
5.4.3 自由基捕获剂对罗丹明B的去除效能的作用 |
5.4.4 ESR捕获·OH分析 |
5.4.5 荧光光谱法检测·OH |
5.4.6 反应三维荧光光谱扫描结果 |
5.5 TiO_(2-)泡沫铁镍催化剂评价 |
5.5.1 催化剂的重复使用性 |
5.5.2 催化剂的TG-DSC分析 |
5.6 三种体系对不同污染物的处理效能 |
5.6.1 三种体系对各类单一染料的处理效能 |
5.6.2 三种体系处理混合染料配水的比较研究 |
5.6.3 三种体系的优缺点及改进方向 |
5.7 本章小结 |
结论 |
创新点 |
展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(5)声致相变调控碱性成纤维细胞生长因子释放促进微血管生成的研究(论文提纲范文)
缩略语表 |
英文摘要 |
中文摘要 |
第一章 前言 |
第二章 不同浓度bFGF对微血管网生长的促进作用 |
2.1 研究背景 |
2.2 材料与方法 |
2.3 结果 |
2.4 讨论 |
2.5 小结 |
第三章 声致相变对bFGF释放的促进作用 |
3.1 研究背景 |
3.2 材料与方法 |
3.3 结果 |
3.4 讨论 |
3.5 小结 |
第四章 声致相变对微血管网生长的促进作用 |
4.1 研究背景 |
4.2 材料与方法 |
4.3 结果 |
4.4 讨论 |
4.5 小结 |
第五章 声致相变对微血管网生长的时间调控 |
5.1 研究背景 |
5.2 材料与方法 |
5.3 结果 |
5.4 讨论 |
5.5 小结 |
全文结论 |
本研究的局限性和今后的研究方向 |
参考文献 |
文献综述 声致相变在超声诊断和治疗方面的应用 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的论文 |
致谢 |
(6)水中纳米气泡的气体状态与稳定机理的探究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 纳米气泡的研究背景 |
1.2 纳米气泡的基本定义与分类 |
1.2.1 界面纳米气泡 |
1.2.2 体相纳米气泡 |
1.2.3 其他纳米气泡 |
1.2.3.1 石墨烯纳米气泡 |
1.2.3.2 金属中的纳米气泡和脂质体纳米气泡 |
1.3 纳米气泡的制备方法 |
1.3.1 醇水替换 |
1.3.2 电化学电解法 |
1.3.3 其他产生表面纳米气泡的方法 |
1.3.4 体相纳米气泡制备方法 |
1.4 纳米气泡的检测手段 |
1.4.1 原子力显微镜 |
1.4.2 光学显微镜 |
1.4.3 电子显微镜 |
1.4.4 红外谱学 |
1.4.5 同步辐射软x射线成像 |
1.4.6 基于表面增强效应的暗场显微镜 |
1.4.7 体相纳米气泡追踪技术 |
1.4.7.1 动态光散射 |
1.4.7.2 纳米粒子追踪技术 |
1.4.7.3 基于共振的质量测量 |
1.5 纳米气泡研究的基本科学问题 |
1.5.1 水中气泡的 Epstein-Plesset 理论 |
1.5.2 与经典理论的冲突 |
1.5.2.1 违背理论预测的超强稳定性 |
1.5.2.2 不遵循杨氏方程的接触角 |
1.5.3 基础研究新领域:在挫折与未知中前行 |
1.5.3.1 普遍接受的界面纳米气泡的存在性 |
1.5.3.2 受到质疑的体相纳米气泡的存在与稳定机制 |
1.5.4 工业应用与生物学效应探讨 |
1.6 纳米气泡的理论研究现状 |
1.6.1 唯象理论模型 |
1.6.1.1 理想气体下的模型 |
1.6.1.2 Knudsen 气体模型 |
1.6.1.3 高密度气体模型 |
1.6.2 现有解析研究理论 |
1.6.2.1 基于气体过饱和及三相线固定的气泡稳定性解释 |
1.6.2.2 基于 Lennard-Jones 势的分子动力学模拟 |
1.6.2.3 基于表面吸引势下的三相线固定的气泡稳定性的讨论 |
1.7 纳米气泡与空化作用 |
1.7.1 空化作用简介 |
1.7.2 声致发光现象 |
1.7.3 早期黑体辐射等解释机制的失败 |
1.7.4 小龙虾中的空化作用和声致发光效应 |
1.7.5 近年来“致密等离子体”新物态的讨论 |
1.7.6 气泡冷核聚变:神话的破灭 |
1.7.7 纳米气泡与空化作用探讨 |
1.8 关于本论文的内容安排 |
第2章 无污染便捷高效的长时冷冻水制备纳米气泡方法 |
2.1 研究背景与目的 |
2.2 实验材料与检测方法 |
2.2.1 纳米气泡的产生步骤:长时间冷却-滴加-静置 |
2.2.2 AFM成像测量 |
2.2.3 脱气对照 |
2.2.4 溶氧量测量 |
2.2.5 颗粒追踪技术 |
2.3 实验数据与分析 |
2.3.1 冷冻水和脱气水在基底上产生的纳米气泡对比 |
2.3.2 产生的纳米气泡的基本特性:大小、覆盖度、力曲线和硬度 |
2.3.3 统计纳米气泡数量和总体积 |
2.3.4 冷冻水中的溶氧量与冷却时间的关系 |
2.3.5 利用颗粒追踪排除污染物的引入 |
2.3.6 冷冻水产生纳米气泡的动态观测 |
2.3.7 探讨冷冻水方法在其他体系的有效性 |
2.4 讨论与总结 |
第3章 软x射线成像谱学获取纳米气泡内部的物化性质 |
3.1 研究背景与目的 |
3.2 实验材料与测量方案 |
3.2.1 样品准备 |
3.2.2 测试平台介绍 |
3.2.3 纳米气泡产生方法 |
3.2.3.1 电解水法 |
3.2.3.2 冷冻水法 |
3.2.4 软X射线吸收成像测量 |
3.3 实验数据与分析 |
3.3.1 样品制备可靠性的初步验证 |
3.3.1.1 光学成像分析 |
3.3.1.2 AFM成像分析 |
3.3.1.3 拉曼光谱分析 |
3.3.2 不同光子能量下纳米气泡的成像 |
3.4 纳米气泡的近边吸收谱 |
3.4.1 氧边的x射线近边吸收谱:氧气存在与否 |
3.4.2 氮边的x射线近边吸收谱:氮气存在与否 |
3.5 X射线近边吸收谱的物理内涵 |
3.5.1 估算纳米气泡内部的气体含量和内部压强 |
3.5.2 估算纳米气泡周围水中的气体含量 |
3.5.3 不同大小的纳米气泡的内部气体压强(密度) |
3.6 讨论与总结 |
3.6.1 与理想气体模型下纳米气泡内部压强理论值对比 |
3.6.2 受限空间下高密度(压强)气体的聚集机制的思考 |
第4章 分子动力学模拟探讨纳米气泡的物理图像与稳定机制 |
4.1 分子动力学模拟的基本原理 |
4.1.1 分子模拟发展历史 |
4.1.2 分子动力学的计算方程,力场,模型构建和计算平台 |
4.1.3 分子动力学模拟的实用性和局限性 |
4.2 纳米气泡研究体系搭建 |
4.3 均质表面上气体分子的富集行为 |
4.3.1 水中石墨表面上气体分子富集行为 |
4.3.2 不同气体分子数下纳米气层的形成 |
4.3.3 不同疏水性表面气体分子富集行为 |
4.3.4 亲水表面:铂(111)面上的气体吸附行为 |
4.4 非均质表面:亲疏水交替结构 |
4.4.1 亲疏水结构 pattern 设计的初衷与启发 |
4.4.2 亲疏水交替结构上纳米气泡的形成(N2,O2) |
4.4.3 初始体系溶液中气体过饱和度对气泡形成的影响 |
4.4.4 最终气泡稳定状态是否受模拟体系影响 |
4.5 不同乙醇/水溶液浓度对纳米气泡的形成和稳定的影响 |
4.6 纳米气泡内部在表面上富集的高密度气体层 |
4.6.1 AFM力曲线黏滞力段与基底界面附近原子排布的关系 |
4.6.2 分子模拟得到的纳米气泡内富集在表面的高密度气层 |
4.6.3 气泡大小是否影响内部密度的讨论 |
4.7 纳米气泡内部的高密度气体聚集机理 |
4.7.1 软X射线吸收谱得到的纳米气泡的内部气体状态 |
4.7.2 分子动力学模拟得到的高密度纳米气泡 |
4.7.3 水中气体分子和纳米气泡内部气体分子的扩散行为 |
4.8 受限空间下气体富集是否存在新机制:思考与探索 |
第5章 总结与展望 |
5.1 研究工作总结与创新点 |
5.2 对后续工作的展望 |
5.2.1 纳米气泡与纳米气层 |
5.2.2 关于体相纳米气泡 |
5.2.3 关于纳米气泡的应用 |
5.2.4 石墨烯/云母受限空间中界面水对多肽自组装行为的影响 |
5.2.5 纳米气泡内部“dense gas”状态形成的内在机制 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(7)超声联合微泡增加肿瘤血流灌注并增强兔VX2肿瘤化疗效果的研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1 肿瘤组织的结构及微环境 |
2 超声联合微泡治疗的作用机制 |
3 超声联合微泡对肿瘤的治疗 |
第二章 超声联合微泡增加肿瘤血流灌注并增强兔VX2肿瘤化疗效果的研究 |
1 研究背景 |
2 材料与方法 |
3 结果 |
4 讨论 |
5 结论 |
创新性 |
局限性 |
参考文献 |
主要英文缩略词表 |
博士期间发表的学术论文 |
致谢 |
(8)声致穿孔中射流与细胞膜的相互作用及内皮组织的形态学行为(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 空泡与细胞膜相互作用机理的研究进展 |
1.2.1 微泡诱导跨细胞基因递送方法 |
1.2.2 空泡与细胞膜的相互作用 |
1.3 细胞膜力学响应的微观机理 |
1.3.1 力敏通道 |
1.3.2 细胞膜破裂的微观机制 |
1.3.3 细胞连接的打开机制 |
1.4 空泡的宏观流体力学模型 |
1.4.1 空泡研究概况 |
1.4.2 空泡模型 |
1.4.3 Rayleigh-Plesset方程 |
1.4.4 Rayleigh-Plesset方程的非耗散形式 |
1.5 本论文的主要研究内容 |
第二章 分子动力学及粗粒化方法 |
2.1 引言 |
2.2 分子动力学 |
2.2.1 微正则系综的统计力学描述 |
2.2.2 微正则系综的分子动力学模拟 |
2.2.3 数值积分算法 |
2.2.4 边界条件 |
2.3 分子模型与粗粒化力场参数 |
2.3.1 非键合相互作用 |
2.3.2 成键相互作用 |
2.3.3 Martini粗粒化力场 |
2.4 微观粒子系统的应力张量 |
2.4.1 应力张量的微观定义 |
2.4.2 刘维尔方程 |
2.4.3 Irving-Kirkwood-Noll方法 |
2.5 本章结论 |
第三章 纳米尺度下细胞膜声致穿孔的分子动力学模拟 |
3.1 纳米尺度声致穿孔中的空化现象 |
3.1.1 纳米尺度声致穿孔的研究进展 |
3.1.2 建模方法与NPT平衡过程计算参数 |
3.1.3 分子动力学中生成冲击波的方法 |
3.1.4 纳米空泡的破裂过程及二次空化现象 |
3.1.5 初始空泡及二次空化特征 |
3.1.6 压力场的计算 |
3.1.7 微观模拟结果与经典成核理论对比 |
3.2 射流作用下细胞膜的变形特征 |
3.2.1 射流流场 |
3.2.2 细胞膜的变形特征 |
3.3 本章小结 |
第四章 环状收缩作用下血管内皮组织的形态学行为 |
4.1 引言 |
4.2 非平面Vertex模型 |
4.3 均质化过程 |
4.3.1 Vertex模型网格的Bravais晶格表示 |
4.3.2 细胞单元能量的微扰展开 |
4.4 圆筒型Vertex模型及求解算法 |
4.4.1 基于拓扑关系图的建模 |
4.4.2 圆筒型Vertex模型势能的导数形式 |
4.4.3 Armijo线搜索技术 |
4.5 环状收缩作用下胞状管组织的构型变化 |
4.5.1 能量最小化 |
4.5.2 拉伸实验与变分原理 |
4.5.3 管侧壁上有收缩环作用时的构型变化 |
4.5.4 临界现象分析 |
4.5.5 胞状圆管的几何非线性效应 |
4.6 本章结论 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 本文创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间主要的科研活动与成果 |
致谢 |
(9)声致铺展液态钎料薄层内的声空化特征及机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 超声波钎焊的研究现状 |
1.2.1 钎料池浸没式超声波钎焊 |
1.2.2 钎料表面激励式超声波钎焊 |
1.2.3 工件导入式超声波钎焊 |
1.3 超声物理过程的研究现状 |
1.3.1 超声作用下的铺展过程 |
1.3.2 超声作用下的填缝过程 |
1.3.3 超声作用下的空化过程 |
1.3.4 空化动力学理论 |
1.4 主要研究内容 |
第2章 试验材料及方法 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 母材 |
2.1.2 液态金属 |
2.2 试验设备 |
2.2.1 超声辅助钎焊设备 |
2.2.2 CCD高速摄影系统 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 液态金属声致铺展试验及数值模拟 |
2.3.2 液态金属超声空化效应观察试验 |
2.3.3 超声空化过程的FLUENT数值模拟 |
第3章 液态金属的声致铺展行为 |
3.1 固体表面超声振动场分布的谐响应分析 |
3.1.1 模型的建立及模拟参数 |
3.1.2 不同性质母材表面振动的谐响应分析 |
3.2 液态金属的声致铺展特征 |
3.2.1 声致铺展特征观察试验 |
3.2.2 铺展中三相界面处力学分析 |
3.3 液态金属的声致铺展过程数值模拟 |
3.3.1 模型的建立及模拟参数 |
3.3.2 不同超声条件对声致铺展的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 固液界面上的声空化特征及空蚀效应 |
4.1 超声空化结构特征及分布 |
4.1.1 空化结构的一般特征 |
4.1.2 不同母材条件下的空化结构 |
4.1.3 不同振幅条件下的空化结构 |
4.1.4 窄间隙条件下的空化结构 |
4.2 液态金属内部空化结构的FLUENT模拟 |
4.2.1 模型建立及参数设置 |
4.2.2 空化现象的产生过程 |
4.2.3 空化现象带来的紊流效应 |
4.3 空蚀效应的观察及分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 声空化动力学理论 |
5.1 液体中气泡的动力学方程 |
5.1.1 质量守恒条件 |
5.1.2 动量守恒条件 |
5.1.3 边界条件 |
5.2 空化过程的控制方程 |
5.3 空化气泡的产生机理 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(10)基频和高阶谐振频率下球形谐振腔声场、声致发光及生物学效应的研究(论文提纲范文)
英汉缩略语名词对照 |
中文摘要 |
英文摘要 |
前言 |
参考文献 |
第一部分 基频下球形谐振腔内声致发光的研究 |
1 材料与方法 |
1.1 波动方程 |
1.2 理论模型 |
1.3 仿真参数 |
1.4 实验设备及材料 |
1.5 球形谐振腔基频的计算 |
1.6 气泡内等效黑体温度的计算 |
1.7 声致发光光谱检测 |
1.8 实验方法 |
1.9 数据处理 |
2 结果 |
2.1 基频激励球形驻波声场的仿真结果 |
2.2 基频下的单泡声致发光 |
2.3 不同环境温度下的声致发光 |
2.4 不同谐振腔直径下的声致发光 |
3 讨论 |
小结 |
参考文献 |
第二部分 高阶谐振频率下球形谐振腔内声场和声致发光的研究 |
第一节 高阶谐振频率下球形驻波聚焦声场的研究 |
1 材料与方法 |
1.1 理论计算 |
1.2 仿真参数 |
1.3 实验系统 |
1.4 声压检测装置 |
1.5 声场自动扫描 |
1.6 实验方法 |
1.7 数据处理 |
2 结果 |
2.1 球形谐振腔的驻波声场形成 |
2.2 球形谐振腔的仿真声场分布 |
2.3 球形谐振腔的稳态声场分布 |
3 讨论 |
小结 |
第二节 高阶谐振频率下声致发光的研究 |
1 材料与方法 |
1.1 球形聚焦集声系统 |
1.2 球形谐振腔 |
1.3 声致发光图像采集 |
1.4 声致发光光谱检测 |
1.5 实验方法 |
2 结果 |
2.1 高阶谐振频率下的多泡声致发光 |
2.2 不同环境静水压力下声致发光的光强变化 |
2.3 不同环境静水压力下声致发光的光谱变化 |
3 讨论 |
小结 |
参考文献 |
第三部分 不同环境静压力下球形谐振腔内生物学效应的研究 |
1 材料与方法 |
1.1 球形聚焦集声系统 |
1.2 球腔换能器 |
1.3 高速摄像系统 |
1.4 声压检测装置 |
1.5 实验材料 |
1.6 实验方法 |
1.7 损伤截面积测量 |
2 结果 |
2.1 不同环境静压力下的空化阈值 |
2.2 不同环境静压力下焦点处的空化云 |
2.3 仿组织体膜中的损伤变化 |
2.4 离体牛肝组织中损伤变化 |
3 讨论 |
小结 |
参考文献 |
全文总结 |
局限性与展望 |
文献综述 |
参考文献 |
致谢 |
博士期间发表的论文 |
四、声致毛细效应的研究(论文参考文献)
- [1]pH响应聚氨基酸包覆介孔纳米粒子复合材料的制备及肿瘤诊疗应用[D]. 陈明枢. 西北师范大学, 2021(12)
- [2]基于光纤马赫-曾德干涉仪的无振膜式声波传感器研究[D]. 朱文华. 西北大学, 2020(02)
- [3]载药靶向胶原相变纳米粒诊疗心肌纤维化的实验研究[D]. 钟世根. 重庆医科大学, 2020(01)
- [4]超声类芬顿体系的构建及催化效能研究[D]. 李光明. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [5]声致相变调控碱性成纤维细胞生长因子释放促进微血管生成的研究[D]. 董小小. 中国人民解放军陆军军医大学, 2019(03)
- [6]水中纳米气泡的气体状态与稳定机理的探究[D]. 周利民. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2019(07)
- [7]超声联合微泡增加肿瘤血流灌注并增强兔VX2肿瘤化疗效果的研究[D]. 肖妮娜. 暨南大学, 2019(03)
- [8]声致穿孔中射流与细胞膜的相互作用及内皮组织的形态学行为[D]. 南楠. 上海大学, 2019(02)
- [9]声致铺展液态钎料薄层内的声空化特征及机理研究[D]. 马晨曦. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [10]基频和高阶谐振频率下球形谐振腔声场、声致发光及生物学效应的研究[D]. 何敏. 重庆医科大学, 2018(11)