納米氣泡物理特性及其生物麻醉機(jī)制的研究
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更多相關(guān)文章: 納米氣泡 氮?dú)?/b> 電偶極矩 穩(wěn)定 氙氣 麻醉
【摘要】:納米氣泡的研究已經(jīng)有20多年歷史,研究發(fā)現(xiàn),其在生物、物理、化學(xué)等領(lǐng)域都有很重要的影響和應(yīng)用。目前,對(duì)其在固/液界面上的超長(zhǎng)穩(wěn)定性的解釋都沒有統(tǒng)一的定論,理論方面的研究尤其的匱乏。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),基底的濕潤(rùn)性對(duì)納米氣泡的穩(wěn)定性具有很大的影響。為了深入理解納米氣泡在不同基底表面的穩(wěn)定性,本文利用分子動(dòng)力學(xué)模擬的手段提供了兩種固定納米氣泡的方法:(1)通過電荷及電荷電偶極矩的特殊排列來改變石墨烯表面的親疏水特性,使石墨烯中心變成一個(gè)親水區(qū)域包圍疏水區(qū)域的特殊表面,從而氮?dú)饧{米氣泡很容易固定在疏水的區(qū)域;(2)在石墨烯表面的中心修飾一個(gè)用一定的電荷和特殊的電偶極矩方式排列的區(qū)域,這個(gè)特殊的區(qū)域中心的親疏水特性和沒有修飾的石墨烯表面相似,由于其外面有一圈比較窄的邊界非常親水和預(yù)先放置的氮?dú)夥肿幼鳛槌珊它c(diǎn)的影響,氮?dú)饧{米氣泡也很容易固定在修飾的區(qū)域。這兩種不同修飾方式為我們提供了兩種固定納米氣泡的新思路,也為研究納米氣泡的穩(wěn)定性和探討其在微觀液體流中的應(yīng)用提供了一定的幫助。Xe是一種對(duì)人體沒有任何負(fù)面效應(yīng)的麻醉氣體,其在臨床上面的效果也是很令人欣慰的。Xe是惰性氣體,進(jìn)入人體不會(huì)發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng),因而關(guān)于其麻醉機(jī)理至今沒有非常合理的解釋。而納米氣泡的提出給了我們一個(gè)新的思路,原因是如果Xe分子能夠在人體蛋白分子的某一個(gè)位點(diǎn)上面聚集成為氣泡那么這個(gè)區(qū)域?qū)?huì)失去其功能,從而可以產(chǎn)生麻醉的效果;谶@一思想,我們通過上海光源BL15U1和BL14W1兩個(gè)線站的同步輻射X射線熒光吸收譜和熒光成像技術(shù)對(duì)Xe在胃蛋白酶表面的吸附情況進(jìn)行了研究。初步結(jié)果顯示,Xe在蛋白酶溶液中的吸附含量明顯比不含蛋白酶的水溶液高。也就是說,Xe可能以微/納米氣泡在胃蛋白酶表面吸附。這些研究將有助于揭示Xe麻醉的微觀機(jī)制。
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【學(xué)位授予單位】:中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:R318;TB383.1
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-10
- 1 引言10-27
- 1.1 研究背景及意義10
- 1.2 固/液界面微米氣泡的發(fā)現(xiàn)10-11
- 1.2.1 納米氣泡由來10-11
- 1.3 納米氣泡存在的探討11-15
- 1.3.1 基底之間相互作用力的測(cè)量11-12
- 1.3.2 脫氣對(duì)比12-13
- 1.3.3 溫度的影響13
- 1.3.4 AFM(原子力顯微鏡)的觀測(cè)13-14
- 1.3.5 電解質(zhì)溶液14
- 1.3.6 光譜的測(cè)量14-15
- 1.4 納米氣泡的生成方法15-16
- 1.4.1 醇水替換法15
- 1.4.2 溫差法15-16
- 1.4.3 電化學(xué)方法16
- 1.4.4 STXM(掃描透射X射線顯微技術(shù))法16
- 1.5 納米氣泡的存在理論16-19
- 1.5.1 自發(fā)性形成理論17
- 1.5.2 線張力理論17
- 1.5.3 動(dòng)態(tài)平衡理論17-18
- 1.5.4 雜質(zhì)覆蓋理論18
- 1.5.5 氣體內(nèi)部高密度理論18
- 1.5.6 電荷密度和范德華相互作用理論18-19
- 1.5.7 氣液三相線理論19
- 1.6 納米氣泡研究存在的問題19-22
- 1.6.1 納米氣泡的穩(wěn)定問題19
- 1.6.2 納米氣層的基本物理性質(zhì)問題19-20
- 1.6.3 裂縫、空洞及臺(tái)階對(duì)納米氣泡成核的影響問題20-21
- 1.6.4 納米氣泡的融合和移動(dòng)問題21-22
- 1.7 納米氣泡對(duì)多個(gè)學(xué)科產(chǎn)生的影響22-25
- 1.7.1 在物理學(xué)方面的作用和應(yīng)用22-23
- 1.7.2 在化學(xué)方面的作用和應(yīng)用23-25
- 1.7.3 在生物方面的作用和應(yīng)用25
- 1.8 論文的研究方法、內(nèi)容和目的25-27
- 1.8.1 研究方法25-26
- 1.8.2 論文內(nèi)容的安排26
- 1.8.3 論文的研究目的26-27
- 2 修飾的石墨烯表面納米氣泡成核控制27-41
- 2.1 分子動(dòng)力學(xué)方法27-33
- 2.1.1 基本原理介紹27-29
- 2.1.2 力場(chǎng)的簡(jiǎn)述29
- 2.1.3 分子動(dòng)力學(xué)中相互作用的介紹29-31
- 2.1.4 周期邊界條件31-32
- 2.1.5 熱力學(xué)系綜32-33
- 2.2 納米氣泡控制的背景33-34
- 2.3 理論模型的構(gòu)建和參數(shù)的設(shè)置34-35
- 2.4 模擬結(jié)果35-38
- 2.4.1 納米氣泡在普通石墨烯上的吸附35-36
- 2.4.2 納米氣泡在同時(shí)具有親/疏水性的石墨烯表面上的固定36
- 2.4.3 納米氣泡在有成核點(diǎn)的石墨烯表面上的固定36-37
- 2.4.4 納米氣泡成核點(diǎn)的變化37-38
- 2.5 結(jié)果的理論分析38-40
- 2.6 本章小結(jié)40-41
- 3 氙氣微/納米氣泡的生物麻醉機(jī)制41-52
- 3.1 上海光源介紹41-43
- 3.1.1 BL15U1(硬X射線微聚焦及應(yīng)用線站)42-43
- 3.1.2 BL14W1(X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜線站)43
- 3.2 研究背景及意義43-44
- 3.3 氣體麻醉劑研究機(jī)理的探討44-47
- 3.3.1 氣體麻醉劑的脂質(zhì)學(xué)說44-45
- 3.3.2 氣體麻醉劑的全蛋白學(xué)說45-47
- 3.4 實(shí)驗(yàn)材料、試劑和方法47-48
- 3.4.1 實(shí)驗(yàn)試劑、材料及儀器47
- 3.4.2 實(shí)驗(yàn)方法步驟47-48
- 3.4.3 試驗(yàn)取樣48
- 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果48-51
- 3.5.1 BL14W1線站的結(jié)果48-49
- 3.5.2 BL15U1線站的實(shí)驗(yàn)結(jié)果49-51
- 3.5.3 后續(xù)實(shí)驗(yàn)51
- 3.6 本章小結(jié)51-52
- 4 總結(jié)與展望52-54
- 4.1 論文總結(jié)52
- 4.2 展望52-54
- 參考文獻(xiàn)54-64
- 攻讀學(xué)位期間的主要學(xué)術(shù)成果64-66
- 致謝66
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9 管e,
本文編號(hào):1118749
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