The Methodology of Probe Design with Better Resolution and Less Resistive Donut Probe to Achieve the Best Performance

Probes are the interface between microsystems and bio-cells.The ideal interface is one-to-one interface.Though variousresearch groups have been able to establish some sort of interfaces after many years of research,they are very crude.Neurons aremillions in numbers,whereas the prostheses successfully built so far have only a few hundred probes at best.Creating an ef-fective interface is still far away.Though we have micro-and nano-technologies,we couldn’t build a prosthesis with an effectiveresolution.Main reasons behind it are the type of probe being used and the poor design of the probe.To address this problem,wedeveloped a methodology to design a probe and an array of probes with better resolution and less resistive donut probe.Thismethodology helps us to design a probe optimizing all the parameters.We presented our methodology through a design that iscapable of 70 μm penetration inside the tissue.The tissue heating by our designed probe is only 0.411 °C.We also characterizedthe donut probe,which could be used by any research group to design a donut probe of their specific need.     

Plasmonic Property and Stability of Core-Shell Au@SiO2 Nanostructures

Au nanorod (Au NR) is one of the most studied colloidal nanostructures for its tunable longitudinal surface plasmon resonance (SPR_L) property in the near infrared region. And surface coating Au NRs into core-shell nanostructures is particularly important for further investigation and possible applications. In this paper, Au NRs colloids were synthesized using an improved seed method. Then as-prepared Au NRs were coated with SiO₂ to form a core-shell nanostructure (Au@SiO₂) with different shell thickness. And the influence of SiO₂ shell on the SPR_L of Au NRs was investigated based on the experimental results and FDTD simulations. Under the 808 nm laser irradiating, the stability of Au@SiO₂ was studied. Compared with Au NRs, the Au@SiO₂ is stable with increasing laser power (up to 8 W), whereas Au NRs undergo a shape deformation from rod to spherical nanoparticle when the laser power is 5 W. The high stability and tunable optical properties of core-shell structured Au@SiO₂, along with advantages of SiO₂, show that Au@SiO₂ composites are promising in designing plasmonic photothermal properties or further applications in nanomedicine.     

以纤连蛋白(FN)细胞结合片段研究大鼠肝星状细胞FN受体表达及调控

应用亲和层析、凝胶过滤法以及X型蛋白酶消化结合制备电泳分别提取纯化大鼠FN及FN细胞结合片段（120 KDa FN-f）,后经生物素标记后,用亲和细胞化学方法研究大鼠肝星状细胞（HSC）FN受体（FNR）表达及调控。结果显示,生物素标记的120KDa FN－f与FNR的结合具有特异性。原代培养5d、7d的正常大鼠HSC表达FNR较培养1d、3d的明显增强,血小板源性生长因子（PDGF）和转化生长因子－β、（TGF－β1）可上调大鼠HSC表达FNR,全反式维甲酸（atRA）则下调细胞因子再激活的HSC表达FNR,并呈剂量依赖性。本建立了检测FNR的一种新方法,即配体（120KDa FN-f）－受体（FNR）亲和细胞化学方法,该方法能反映FNR的总体水平及活性状态。同时初步探讨了影响大鼠HSC表达FNR的因素,确切机制有待进一步研究。     

森林转换对地表径流可溶性有机碳输出浓度和通量的影响

米槠次生林转换成米槠人工幼林和米槠人工促进天然更新幼林(以下简称"人促幼林")后,以这三种森林类型为研究对象,连续监测每次降雨后地表径流量及径流水中可溶性有机碳(DOC)的含量及通量,比较不同森林类型观测结果的差异,并分析降雨对实验结果的影响。结果表明:米槠人工幼林单次产流量是米槠次生林的1.5—19.0倍,观测期间总径流量为5.9倍;米槠人促幼林单次径流量和总径流量均与米槠次生林无显著差异(P0.05)。观测期间米槠次生林、人工幼林、人促幼林径流水DOC浓度值范围为5.9—18.4 mg/L,4.3—13.5 mg/L和3.2—9.9 mg/L,米槠次生林径流水浓度均值(12.6 mg/L)分别是米槠人促幼林(7.6 mg/L)和米槠人工幼林(5.3 mg/L)的1.6和2.4倍。回归分析表明,径流水中DOC浓度与降雨前土壤含水率呈显著相关;降雨前土壤含水率20.8%是一个临界值,含水率低于20.8%时,径流水DOC浓度与降雨前含水率呈显著正相关(P0.05);高于20.8%时,径流水DOC浓度与降雨前土壤含水率呈显著负相关(P0.05)。米槠人工幼林地表径流DOC输出通量是米槠次生林的0.7—5.4倍,观测期间总输出通量为2.1倍;米槠人促林DOC单次通量和观测期间总通量均与米槠次生林差异不显著(P0.05)。三种森林类型DOC输出通量均与降雨量呈显著相关(P0.05)。可见,米槠次生林转变成米槠人工幼林后DOC输出浓度降低,但径流量显著增加,导致DOC输出通量增加;而转变成米槠人促幼林后DOC输出浓度也降低,但径流量并未增加,因而并未增加DOC输出通量。     

植被恢复过程中芒萁覆盖对侵蚀红壤氮组分的影响

氮素是限制陆地生态系统生产力的重要因子。采用时空代换法,以红壤侵蚀区未治理、恢复12年和30年的马尾松林为研究对象,对比分析了林下芒萁覆盖地与裸地表层土壤之间氮同位素、不同形态氮组分含量以及不同组分氮含量所占比例之间的差异。结果表明:在所有马尾松林中,芒萁覆盖增加了表层土壤的全氮含量,δ~(15)N值则比林下裸地显著降低了33. 8%—83.1%(P0.05)。随着恢复年限增加,林下芒萁覆盖地表层土壤δ~(15)N值显著下降,而林下裸露地δ~(15)N值没有显著变化(P0.05)。不同恢复年限马尾松林的芒萁覆盖地表层土壤微生物生物量氮、可溶性有机氮和铵态氮含量显著高于林下裸地(P 0.05),而硝态氮含量则显著低于林下裸地(P0.05)。随恢复年限增加,表层土壤微生物生物量氮、可溶性有机氮、铵态氮含量均呈增加趋势,而硝态氮含量则呈下降趋势,不同形态氮占全氮比例表现为:微生物生物量氮铵态氮可溶性有机氮硝态氮。相关分析表明土壤δ~(15)N值与硝态氮极显著正相关,与其他氮组分极显著负相关(P0.01)。由此可见,与林下裸地相比,芒萁覆盖在植被恢复过程中有助于提高表层土壤中全氮、微生物生物量氮、可溶性有机氮和铵态氮含量,降低硝态氮的淋溶损失风险,促进土壤氮保持和积累,从而有利于退化红壤生态系统的恢复。     

互作对水稻白叶枯病菌JXOⅢ和JXOⅤ超氧阴离子释放的调控

水稻白叶枯病菌能够引起水稻的白叶枯病等一系列水稻病害。水稻白叶枯病菌JXOⅢ和JXOⅤ细胞中超氧阴离子的释放水平存在显著的差异,并进一步显示在两者亚细胞组分的超氧阴离子释放水平上。这种差异暗示致病性不同的病原菌中,O2^-可能具有信号传导及毒性因子的不同作用。亲和性不同的植物一病原菌互作过程对病原菌JXOⅢ和JXOⅤ的超氧阴离子释放具有不同的调控作用。对自身O2^-水平很低的JXOⅢ来说,亲和互作和非亲和互作过程都可诱导JXOⅢ中O2^-的释放;然而在自身听水平较高的JXOⅤ中,则随亲和性不同而表现出诱导或抑制的不同调控作用。无论是在JXOⅢ还是在JXOⅤ中,互作后分离得到的病原菌仍然能够显示出互作对其O2^-释放的显著影响,这种调控作用很可能具有一定的遗传稳定性。虽然机制还不清楚,但是推测这种调控可能和互作的走向相关。     

模拟降水减少对中亚热带杉木人工林土壤甲烷吸收的影响

森林土壤是大气中甲烷重要的汇,降水变化是影响森林土壤甲烷吸收速率(V_(CH_4))的重要因子。以中亚热带地区不同降水减少程度的杉木林土壤为研究对象,采用静态箱-气相色谱法来测定不同模拟降水减少处理样地的土壤甲烷吸收速率。结果表明:模拟降水减少后显著改变了土壤中的含水量,降水减少60%、降水减少20%和对照样地的年均土壤含水量分别为18.87%、23.89%和28.33%。杉木人工林土壤甲烷吸收速率在月变化上存在较大幅度的波动,其中土壤甲烷吸收速率在8月份达到一年中的最大值(对照75μg m~(-2) h~(-1)),2月份达到一年中的最小值(对照10.93μg m~(-2) h~(-1))。3种处理样地的土壤全年均为甲烷汇,与对照样地的甲烷年通量(2.48 kg hm~(-2) a~(-1))相比,降水减少60%和20%样地的甲烷年通量分别增加44%和19%。在对照样地中,土壤甲烷吸收速率与土壤含水量呈现负相关(P=0.001),与温度相关性不显著(P0.05);而模拟降水减少后,土壤甲烷吸收速率与土壤温度呈正相关关系(P=0.006和P=0.034),与土壤含水量相关性不显著(P0.05)。总之,模拟降水减少后不仅提高了杉木人工林土壤甲烷吸收的能力,同时也可能改变影响土壤甲烷吸收的环境因子;在模拟降水减少前土壤甲烷吸收速率与土壤水分相关性更为密切,而模拟降水减少后土壤甲烷吸收速率可能主要受土壤温度的影响。     

辅助病毒依赖型腺病毒载体转基因的体外表达效率

构建可表达增强型绿色荧光蛋白 (Enhanced green fluorescent protein,EGFP) 的辅助病毒依赖型腺病毒载体 (Helper-dependent adenoviral vector,HDAd),并完成大量制备、纯化和体外表达鉴定。荧光显微镜证实HDAd/EGFP可表达,电镜下观察到经CsCl纯化后的腺病毒的典型形态。分光光度计法测定病毒的浓度为4.0×1012 颗粒数 (Virus particle,vp) /mL。与可表达EGFP的第一代腺病毒载体 (First generation adenoviral vector,FGAd) FGAd/EGFP进行了体外感染和转基因表达效率的比较研究,分别用约2 000 vp/细胞的HDAd/EGFP和FGAd/EGFP感染A549细胞,流式细胞仪检测EGFP的表达情况。通过相同时间点流式细胞仪分析EGFP的表达情况,可见HDAd/EGFP感染早期的A549细胞较FGAd/EGFP有更高的荧光表达率及更高的表达强度,显示HDAd载体具有转基因瞬时高表达的特性,是一种更有价值的疫苗载体。