剪切流动法研究表面固定化配基与目标分子的相互作用力

基于剪切流动腔技术,以微球作为受力载体,设计了一套可用于研究表面固定化配基与目标分子特异性相互作用力的实验和分析方法,并以人免疫球蛋白G (human IgG)和羊抗人免疫球蛋白G(goat anti-human IgG)分别作为模型配基和模型目标分子进行了研究.基于平面Poiseuille层流模型设计了流场参数,以数值计算结果验证了设计的合理性.使用牛血清白蛋白(BSA)作为非特异性对照,判断微球与基片表面的结合力来自配基和目标分子的生物特异性相互作用,并由进一步的目标分子灭活对比实验确认了这一结论.实验观察到微球与基片表面的结合力受到配基面密度的影响,说明发生结合的是多对而非单对蛋白质分子.将95%的微球被剥离时对应的壁面剪切率设定为临界剪切率,由大量实验结果拟合得到了临界剪切率与配基面密度间的定量关系.在受力分析模型中,考虑到多分子的结合,以及分子键位置不同造成的力臂长度的差异,最终计算得到单对配基与目标分子的平均结合力约为342pN.

高雷诺数流动的控制方程体系和扩散抛物化Navier-Stokes方程组的意义和用途

在计算机发达的时代,高雷诺(Re)数绕流计算中有无必要使用简化NS方程组,本文讨论这个问题.主要内容如下:(1)高Re数绕流包含3种基本流动:所有方向对流占优流动、所有方向对流扩散竞争流动和部分方向对流占优部分方向对流扩散竞争流动(简称干扰剪切流动),3个基本流动的特征彼此不同且在流场中所占领域大小彼此相差悬殊,NS方程区域很小,它们的最简单控制方程组Euler、Navier-Stokes(NS)和扩散抛物化(DP)NS方程组的数学性质彼此不同,因此利用Euler-DPNS-NS方程组体系分析计算高Re数绕流流动就是一个合乎逻辑的选择,该法与利用单一NS方程组的常用方法可以彼此检验和补充.(2)流体之间以及流体与外界的动量、能量和质量交换,流态从层流到湍流的演化主要发生在干扰剪切流动中,干扰剪切流及其最简单控制方程--DPNS方程组具有基础意义;DPNS方程组笔者在1967年已提出.(3)诸简化NS方程组:DPNS、抛物化(P)NS、薄层(TL)NS、黏性层(VL)NS方程组的发展、相互关系,它们的历史贡献和今后的用途;它们的数学性质均为扩散抛物型,但它们包含的黏性项彼此有所不同;从流体力学角度来看,它们中只有DPNS方程组能够准确描述干扰剪切流动.提出把诸简化NS方程组统一为DPNS方程组的建议.(4)干扰剪切流--DPNS方程组与无干扰剪切流--边界层方程组之间的关系以及进一步研究干扰剪切流的意义.

Progress In Modeling Of Fluid Flows In Crystal Growth Processes

Modeling of fluid flows in crystal growth processes has become an important research area in theoretical and applied mechanics. Most crystal growth processes involve fluid flows, such as flows in the melt, solution or vapor. Theoretical modeling has played an important role in developing technologies used for growing semiconductor crystals for high performance electronic and optoelectronic devices. The application of devices requires large diameter crystals with a high degree of crystallographic perfection, low defect density and uniform dopant distribution. In this article, the flow models developed in modeling of the crystal growth processes such as Czochralski, ammonothermal and physical vapor transport methods are reviewed. In the Czochralski growth modeling, the flow models for thermocapillary flow, turbulent flow and MHD flow have been developed. In the ammonothermal growth modeling, the buoyancy and porous media flow models have been developed based on a single-domain and continuum approach for the composite fluid-porous layer systems. In the physical vapor transport growth modeling, the Stefan flow model has been proposed based on the flow-kinetics theory for the vapor growth. In addition, perspectives for future studies on crystal growth modeling are proposed. (c) 2008 National Natural Science Foundation of China and Chinese Academy of Sciences. Published by Elsevier Limited and Science in China Press. All rights reserved.

In situ synthesis of ZrO2/ZrW2O8 composites with near-zero thermal expansion

In this paper, ZrO2 and WO3 were used as the raw materials to prepare ZrO2/ZrW2O8 composites by in situ reaction method and the thermal expansion property of the composites was studied. This novel method included a heating step up to 1473 K for 24 h, which combines the synthesizing and sintering of ZrW2O8. The result indicates that ZrO2/ZrW2O8 composite shows near-zero thermal expansion when the weight ratio of ZrO2 and WO3 is 2.5:1. Compared with composites prepared previously by non-reactive sintering of ZrO2 and ZrW2O8, the composites show higher relative density and lower porosity.

非均匀性对单层膜光学特性的影响

探讨了不同规律的非均匀性对单层膜的光谱特性的影响，与均匀单层膜对比发现：折射率正变引起透射率的极大值减小，折射率负变引起透射率的极大值变大，当非均匀性很小时，透射率的极小值基本不变．对实验制备的单层膜从实验和理论上进行了对比并给出了较好的拟合，发现在薄膜和基底的界面处存在一过渡层，过渡层可近似为线性，并从理论上给予了分析解释．

大功率微波与臭氧等复合因子对大棚蔬菜根结线虫及土壤的作

虫（nematodes）是世界农业生产的一大障碍，每年给世界农业生产造成约1000亿美元的巨额损失，是世界各国一直关注的重点病害之一。线虫可以危害各种大田作物和各种温室植物，几乎所有的栽培植物都有线虫危害发生。随着人们环保意识的增强以及健康意识的觉醒，传统防治根结线虫的药物如溴甲烷等因对环境的破坏作用，或者由于高毒、使用不便、抗药性等原因而迅速退出历史舞台，研究环保高效防治线虫成为世界各国竞相发展的技术之一。本研究尝试通过物理方式防治蔬菜根结线虫，并调查了对土壤质量的影响，主要内容包括： 1. 设计制造了功率20 Kw，频率为915 MHz的大功率土壤微波处理机，并通过了田间试验; 2. 设计制造了每小时120 g臭氧产量的便携式臭氧土壤处理机，并通过了田间试验; 3. 采用4因素3水平正交法L9(34)在山东寿光蔬菜大棚进行了蔬菜根结线虫的防治试验，综合考察微波、臭氧、微波吸收剂、EM菌等不同处理水平对根结线虫和对土壤质量的影响，结果表明： 1) 大棚土壤经微波60 s照射能够显著降低甜瓜根结线虫数和根结指数（p < 0.05），盆栽试验只需处理10 s即可显著防治甜瓜根结线虫（p < 0.01）;以120 g/h臭氧浓度处理5 s也能显著降低甜瓜根结线虫的数量（p < 0.05）;田间施入5 g/m2的EM菌，能够显著降低甜瓜根结线虫的数量（p < 0.05）;盆栽试验中微波吸收剂具有降低根结线虫数量的趋势，但是不同处理水平之间差异不显著，田间试验则具有增加根结线虫的趋势，不同处理水平之间也没有显著差异。 2) 微波不同处理水平之间对甜瓜单瓜重的影响没有显著差异;以120 g/h臭氧浓度处理甜瓜能够显著增加甜瓜单瓜重（p < 0.05）;200 g/m2微波吸收剂能够显著提高甜瓜单瓜重（p < 0.05）;以5 g/m2EM菌处理土壤则显著降低甜瓜单瓜重（p < 0.05）。 3) 微波、臭氧、微波吸收剂不同处理水平对甜瓜糖度的影响没有显著差异;以3 g/m2的EM菌处理甜瓜能够显著降低甜瓜的糖度。 4) 不同因素对甜瓜硬度的影响没有显著差异。 5) 微波处理60 s能够显著提高甜瓜的果型指数（p < 0.1），臭氧、微波吸收剂、EM菌等因素不同处理水平之间对果型指数影响差异不显著。 6) EM菌5 g/m2处理浓度能够显著降低甜瓜株高（p < 0.1），微波、臭氧、微波吸收剂不同处理水平之间对株高的影响没有显著差异。 7) EM菌5 g/m2处理浓度能够显著降低甜瓜根径（p < 0.1），微波、臭氧、微波吸收剂不同处理水平之间对根径的影响没有显著差异。 8) 微波处理60 s能够显著降低表层土壤（0-5 cm）的有机质含量（p < 0.01）;以120 g/h的臭氧浓度处理，则可以显著提高10-15 cm土壤的有机质含量（p < 0.05），其它处理因素的不同水平对有机质的影响差异不显著。 9) 微波不同处理水平对土壤全氮的影响没有显著差异（p < 0.05）;120 g/h臭氧处理浓度能够显著降低表层土壤（0-5 cm）的土壤全氮量（p < 0.1）;100 g/m2微波吸收剂处理水平能够显著提高10-15 cm土壤全氮量（p < 0.05）;EM菌3 g/m2的处理水平则显著降低5-10 cm土壤全氮量（p < 0.05）。 10) 微波、微波吸收剂、EM菌不同处理水平之间对土壤全磷没有显著影响;240 g/h臭氧浓度处理5 s能够显著降低10-15 cm土层的土壤全磷含量(p < 0.05)。 11) 微波、微波吸收剂对土壤全磷没有显著影响;臭氧处理具有降低土壤有效磷的趋势，EM菌处理则有提高土壤有效磷的趋势，但是 不同处理水平之间差异不显著（p > 0.05）。 12) 微波处理对土壤EC值没有显著影响;臭氧、微波吸收剂、EM菌处理具有降低土壤EC值的趋势，但是不同处理水平之间差异不显著（p > 0.05）。 13) 微波处理30 s能够显著降低表层土壤的pH值（p < 0.05），臭氧、微波吸收剂、EM菌处理具有提高土壤pH值的趋势，但是不同处理水平之间差异不显著。

中国北方草地及东部森林季节生长格局模拟

近现代以来，由于人类对自然植被的不合理利用，导致植被退化，严重影响了我国的环境质量及社会经济的发展。因此，根据植被的净第一性生产力(NPP)制定植被资源的利用强度，依据环境承载力确定退化土地的植被恢复盖度，对于我国自然资源的合理利用及可持续的退化生态系统恢复具有重要意义，急需在区域上对NPP及最适植被盖度进行科学估计。 以我国北方草地、东部森林样带为研究对象，采用以植物群落生长与环境容纳量相平衡的基本生态学理论为基础的植物群落生理生态学模型模拟植物群落的蒸发系数(k)、叶片投影盖度(FPC)及NPP的分布状况，分析其最适盖度与NPP的空间分布及NPP的季节变化。结果表明： (1) 温性草地自东向西，青藏高原自东南向西北，植物群落3个模拟参数 k、NPP与FPC呈递减趋势。北方草地NPP的模拟值较低，仅高寒草甸和温性草甸草原的NPP均值大于2 t•hm-2•a-1，高寒草甸和高寒草原的叶片投影盖度为93%和79%。高寒草甸的3个模拟参数均最高，高寒草原FPC仅次于高寒草甸，而NPP却与温性典型草原相近，温性典型荒漠的3个参数最低。 (2) 东部森林NPP表现为从南到北逐渐减少的纬度地带性分布趋势，从最南端热带雨林季雨林的31.62 t•hm-2•a-1依次向北减少至寒温带针叶林的3.45 t•hm-2•a-1。k与FPC没有表现出递减趋势，而且变化幅度不大，分别为05-0.4和87%-77%。 (3) 高寒草甸、高寒草原、温性草甸草原、温性典型草原、温性荒漠草原、温性草原化荒漠、温性典型荒漠这7个类型草地的畜群承载力约为：5.2、2.3、3.6、2.1、1.0、0.6、0.2只羊单位•hm-2。 (4) 我国东部森林FPC大多数大于70%，可以支持密度较高的森林植被类型。北方温性草原大部分地区FPC约为50%或者更小，宜维持现有的以草本、灌木及半灌木植物为主的植被类型及生态环境功能，而不宜进行大面积的农田开垦或恢复高密度的人工植被。

云南矮马资源及种质研究总结

矮马在国内重新发现后，我们对云南矮马历经７年的调查研究，取得如下主要结果：（１）据史料记述，考古物证，血液蛋白多态测定，云南极可能是矮马渊源地；（２）对全省１２个地（州）实地调查及５个地（州）的了解，证明云南全省均有矮马，其数量占全国矮马总数的８５％～９０％，表明云南为矮马的中心产区。矮马的分布密度与生态环境、社会经济、文化、交通状况密切相关，与海拔、气温关系不大；（３）对正常的成年矮马和普通马，屠测６９项指标，其差异达显著和极显著水平的占５２．２７％；（４）对头骨形态和１０５项尺度观测，两种马间差异达显著和极显著水准的占７２．３８％，表明二者为独立的品种。通过臼齿大小及齿面雏褶形态鉴别，两者间存在明显差异，并确认两种马均为古老品种；（５）测定矮马、普通马的血液生理生化指标２８项４６个指标，有７个指标存在显著和极显著差异。（６）两种马的染色体数均为２ｎ＝６４，Ｃ带结构异染色质存在明显差异，反映出两种马间遗传进化上的差异；（７）对矮马、普通马的６种血液蛋白和同功酶测定，测到９个多态位点，结果在ＴＦ上两者有明显差异。对矮马、普通马样本，测定４４个遗传座位，１０个多态遗传座位中ＰＧＭ及ＴＦ在两品种间差异显著.

Differentiate performance of eight filter media in vertical flow constructed wetland: Removal of organic matter, nitrogen and phosphorus

A comparative study was conducted to reveal the differentiate effects of eight different filter media including gravel, zeolites, anthracite, shale, vermiculite, ceramic filter media, blast furnace steel slag and round ceramsite. The study mainly related to the eight different filter media's removal performances of organic matter, nitrogen and phosphorus in the vertical flow constructed wetland simulated system, which treating wastewater at hydraulic loading rate of 1000-2500 mm/d. The results indicated that the removal effects were closely related to the physical and chemical properties of medium materials. Anthracite-filled system had the highest removal rate for the total organic carbon (TOC), up to 70%, and the removal rates of other systems ranged from 20% to 30%. As for the five-day biochemical oxygen demand (BOD5), anthracite-filled and steel slag-filled systems had the highest removal rates, also up to 70%, as well as other systems all exceeded 50%. At the same time, for the total nitrogen (TN) and NH4(+)-N, the zeolites-filled and ceramic-filled systems had the best performances with the removal rates of more than 70%, the other way round, the removal rates of other systems were only about 20%. The distinguishable effects were also observed in removal performances of total phosphorus (TP) and total dissoluble phosphorus (TDP). The removal rates of TP and TDP in steel slag-filled systems were more than 90%, a much higher value, followed by that of the anthracite-filled system, more than 60%, but those of other systems being the less. Our study provided a potential mechanism to optimize the filter media design for the vertical flow constructed wetlands.