Piezoelectric Pump Used in Bionic Underwater Propulsion Unit

A new piezoelectric pump can pump liquid either forward or backward and adjust the flow rate. Thus an object can be driven forward or backward at different speeds. The driver of the pump, a circular piezoelectric plate, is modelled by Finite Element Method （FEM） in ANSYS and its performance is simulated and analyzed. The pump gives the best performance when the driving signals of the inlet and outlet valves have a bigger duty cycle and the plate has a higher voltage applied.     

Radiolabeling and biodistribution of a nasopharyngeal carcinoma-targeting peptide identified by in vivo phage display

A dodecapeptide EDIKPKTSLAFR ligand targeting CEN- 1 human nasopharyngeal carcinoma （NPC） was identified by in vivo phage display. Two tridecapeptides and their derivatives, named YR13 （YEDIKPKTSLAFR）, EY 1 3 （EDIKPKTSLAFRY）, EY 1 3-NH2 （EDIKPKTSLAFRY-NH2） and Fmoc-YR 1 3 （Fmoc-YEDIKPKTSLAFR）, were synthesized and radiolabeled with ^[3]I. The stability in vitro, biodistribution and tissue distribution of selected phage particles in mice bearing NPC tumor were determined, and plasma metabolites analysis of radiolabeled peptides was carried out. Although Fmoc and NH2 groups could protect the peptide from deiodination, only Fmoc group inhibited the binding of Fmoc-YR13 to NPC tumors. The compound EY13-NH2, the C-terminal amide of peptide EY13, had the greatest serum stability, the least deiodination, and showed favorable tumor/blood ratios. The selected phage particles （phage 3 or phage 5） were more concentrated in NPC tumors than the control phage （initial phage display peptide library）. EY13 could also inhibit the binding of selected phage particles to tumors. The results indicated that EDIKPKTSLAFR was a good candidate in diagnostic and therapeutic NPC.     

模拟降雨条件下砾石含量对塿土工程堆积体坡面产流产沙的影响

为探究砾石含量对塿土堆积体坡面产流产沙的影响,采用室内人工模拟降雨试验,以土质坡面为对照,研究5种砾石含量(10%、20%、30%、40%、50%)堆积体坡面在不同降雨强度(1.0、1.5、2.0、2.5 mm·min^-1)下的产流产沙特征。结果表明:不同试验条件下的平均径流率在2.18～13.07 L·min^-1,不同雨强条件下平均径流率均在砾石含量10%(或20%)和50%时分别达到最大值与最小值;平均流速在0.06～0.22 m·s^-1,流速变化复杂,砾石含量越小,流速变幅越大,变异系数也越大,砾石含量10%时平均流速最大。砾石的存在可有效抑制产沙,最大减沙效益可达84.2%,雨强相较于砾石含量对平均产沙率的影响更大。偏相关分析表明,平均径流率、流速、产沙率均与砾石含量呈极显著负相关;平均产沙率与平均径流率、平均流速以及二者交互项均呈极显著线性函数关系,其中,与平均径流率的相关性最强。本研究可为塿土区工程堆积体水土流失治理和侵蚀模型的建立提供参考。     

人工模拟条件下青海湖裸鲤自然繁殖环境条件需求研究

为对青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)的自然繁殖需求条件进行定量研究, 实验结合青海湖裸鲤自然产卵场原位生境调查, 通过室内人工模拟构建产卵环境诱发野生亲鱼自然繁殖, 解答可控环境中青海湖裸鲤自然繁殖的环境需求。结果表明, 青海湖裸鲤自然繁殖发生与水温、水深、流速、光照及底质因素密切相关, 其中卵石河床质较细砂等底质环境可显著提升自然交配诱导率及繁殖效果; 在合适的底质条件下, 青海湖裸鲤自然繁殖的适宜条件: 水深为0.15—0.2 m、流速为0.2—0.4 m/s、水温为10.8—14.3℃; 15D﹕9L比例的光周期有利于促进青海湖裸鲤自然繁殖的发生。在人工模拟环境中, 水深≥0.45 m、流速≥0.8 m/s、温度≥17℃或≤6℃、全光照等环境中未观测到自然繁殖活动的发生, 这些被认为是其自然繁殖环境的限制条件。研究阐明了可控环境中青海湖裸鲤野生亲鱼自发产卵繁殖的环境需求, 构建人工模拟产卵环境技术, 为自然产卵场生境调查评估、改进人工繁育模式提供技术支撑和新思路。     

模拟失重对白假丝酵母菌增殖和毒性的影响

【背景】近年来研究发现,失重条件可对一些致病微生物的增殖和毒性产生影响,白假丝酵母菌(Candida albicans)是典型的条件性致病真菌,在太空环境和人体中普遍存在,研究失重条件下白假丝酵母菌的增殖和毒性意义重大。【目的】利用旋转细胞培养系统(Rotary cell culture system,RCCS)模拟失重环境对白假丝酵母菌进行连续传代培养,检测模拟失重环境对白假丝酵母菌增殖情况、毒性以及基因表达的变化。【方法】将白假丝酵母菌接种在旋转生物反应器(High aspect rotating vessel,HARV)中,利用旋转细胞培养系统连续传代培养14 d,然后对菌株进行增殖速率测定、不同pH条件下增殖能力测定、生物膜相对形成能力测定和细胞毒性和动物毒力测定;利用转录组测序技术找出差异表达基因,结合性状分析模拟失重可能对白假丝酵母菌增殖和毒力的影响。【结果】与对照组相比,模拟失重组白假丝酵母菌对数期提前,增殖速率加快,在适宜pH条件下的增殖能力普遍提高,但其生物膜形成能力相对减弱,对LoVo细胞和小鼠的毒性减弱;转录组测序发现,模拟失重组共有280个基因表达差异达1.5倍以上(P0.05),其中248个上调、32个下调。差异基因经基因功能注释(Gene ontology,GO)和京都基因及基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集分析发现,相关胞膜形成及细胞分裂基因表达上调,生物膜形成、细胞黏附及共生粘连宿主基因表达下调。【结论】模拟失重环境可引起白假丝酵母菌增殖和毒性水平发生变化,相关改变可为研究失重环境对微生物的影响提供参考。     

湖泊水库结构生态动态模型

综述了湖泊水库结构生态动态模型的研究进展及其在湖泊水库环境生态模拟中的应用。结果表明,热力学理论为获取湖泊水库生态系统的特性提供了一条整体性的途径,热力学概念“Ｙｏｎｇ”可将生态学理论（达尔文理论）和热力学理论（最大Ｙｏｎｇ原理）很好地联系起来。引入Ｙｏｎｇ后,许多重要模型参数的目标函数可根据最大Ｙｏｎｇ原理获得,达尔文“达者生存”理论可被定量为一个生态约束条件用于发展湖泊水库结构生态结构模型,从     

Experimental study of rat beta islet cells cultured under simulated microgravity conditions

To observe the effects of simulated microgravity on beta islet cell culture, we have compared the survival rates and the insulin levels of the isolated rat islet cells cultured at micro- and normal gravity conditions. The survival rates of the cells cultured were determined by acridine orange-propidium iodide double-staining on day 3, 7 and 14. The morphology of the cells was observed by electron microscopy. Insulin levels were measured by radio immuno assays. Our results show that the cell number cultured under the microgravity condition is significantly higher than that under the routine condition (P<0.01). Some tubular structure shown by transmission electron microscopy, possibly for the transport of nutrients, were formed intercellularly in the microgravity cultured group on day 7. There were also abundant secretion particles and mitochondria in the cytoplasm of the cells. Scanning electron microscopy showed that there were holes formed between each islet, possibly connecting with the nutrient trans     

间断性人工重力作用对模拟失重大鼠股骨的防护效应

目的：比较三种间断性人工重力对抗措施对模拟失重大鼠的影响。方法：SD雄性大鼠30只,按体重配对后随机等分为5组：对照组（C）,悬吊组（S）,站立组（G1）,1.5G（G2）和2.6G人工重力组（G3）。对抗组大鼠每日分别给予1h的站立、1.5和2.6G人工重力作用。利用物理测量和三点弯曲等实验,观察了3周间断性人工重力对大鼠股骨生长、生物力学特性的影响。结果：与S组大鼠比较：G1组弹性载荷、最大和刚性系数显著恢复（P＜0.05）;G2组直径（P＜0.01）和干重、密度（P＜0.05）,弹性载荷和最大载荷显著提高（P＜0.05）;G3组弹性载荷和最大载荷显著恢复（P＜0.01）。结论：三种对抗措施均显著改善了尾吊大鼠承重骨的生长力学特性,而1.5G的1h/d人工重力作用是较理想的对抗方法。     

血管紧张素Ⅱ对模拟缺血心室肌细胞L-型钙通道的影响

实验研究了血管紧张素II（AngⅡ)对模拟缺血心室肌细胞L－型钙离子通道的作用,用胶原酶酶解法急性分离豚鼠心室肌细胞,以全细胞膜片钳方法记录心室肌细胞的L－型钙电流（ICa L.)。采用低氧,无糖,高乳酸和酸中毒综合方式模拟缺血液灌流,造成心室肌细胞的模拟缺血,并在缺血的基础上继续用含100mmol/A AngⅡ灌流细胞,观察AngⅡ对模拟缺血心室肌细胞钙离子通道的影响,实验结果显示,模拟缺血时ICa.L峰值电流明显减小,最大激活电压为0mV,AngⅡ能抵抗模拟缺血对ICa,L的抑制效应,使ICa,L峰值电流增大,并使最大激活电压左移至－10mV。     

四周模拟失重大鼠后身动脉平滑肌细胞钾电流的改变

本文采用全细胞膜片钳方法观察4周尾部悬吊大鼠（tail-suspended rats,SUS)隐动脉及肠系膜的动脉第2-6级动脉分支血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells,VSMCs)钾电流密度的变化,结果表明：SUS大鼠后身动脉VSMCs的静息电位（RP）较对照大鼠（CON）后身动脉VSMCs的RP更负,SUS组隐动脉和肠系膜小鼠后身动脉VSMCs的静息电位（RP）较对照大鼠（CON）后身动脉VSMCs的RP更负,SUS组隐动脉和肠系膜小动脉VSMCs的全细胞钾电流密度较CON组显著增加,其中,SUS组的隐动脉和肠系膜小动脉VSMCs的大电导钙激活钙离子通道（BKca)和电压激活钾离子通道（Kv)电流密度较CON组的BKca和Kv电流密度均显著增加,以上结果提示,VSMCs的超极化及进一步引起的通过电压依赖性钙离子通道的钙内流减少可能是模拟失重引起后身动脉反应性降低的电生理机制之一。