人体脐带血单核细胞与冰晶间相互机械影响的显微研究

利用低温显微镜观察了脐带血单核细胞在降温过程中与冰晶间的相互机械作用,比较了在不同保护剂情况下有无静电场的降温过程中,冰晶形成和生长以及由此引起的机械作用的变化.结果表明,在脐血中的细胞与冰晶间存在一定的机械作用,静电场的引入在一定程度上改变了冰晶的形成和生长特性,使其细化;不同的保护剂,由于其本身的化学机制不同,对冰晶的抑制影响也不同.     

磁场影响水溶液冰晶的试验及装置

为寻找生物组织低温无损保存的新方法,研究了磁场对KMnO4溶液冰晶形成的影响.建立了不同形式的磁场发生装置,包括旋转磁场、方波叠加正弦波磁场、50kHz磁场.为保证样品降温过程慢速均匀,运用虚拟仪器技术建立了温度测控系统.使用低温显微系统对磁场影响下样品冰晶的形态进行了记录.结果表明,低频旋转磁场对生物溶液冰晶的形成产生了影响,尤其50kHz交变磁场对溶液中冰晶的生长具有较为显著的抑制作用,说明在易于产生的低冷冻速率下,交变磁场对生物组织的低温无损保存研究具有重要意义,适合实际应用.     

离子水合对胞内冰成核与生长的影响

使用Karlsson于1994年建立的细胞内冰晶成核与生长的模型研究了细胞内Na 和Cl-离子的水合对细胞内冰晶成核的影响.对水合层中的水分子数h取3个典型值0.0,1.0,2.0,详细研究了细胞内冰晶的成核与生长过程.取细胞内溶液为H2O-NaCl-丙三醇(Glycerol)三元系统,研究发现随着h值的增加,细胞内最终冰晶体积分数减少,而胞内冰晶成核的起始温度不变.取玻璃化转变对应的冰晶体积分数临界值为10,结果表明h的取值对玻璃化转变条件的确定有本质影响.对H2O-NaCl-Glycerol研究表明,在描述胞内冰成核与成长的理论模型中,h应为一状态函数h([cw,cs,ca],T)(其中cw,cs,ca分别是细胞内H2O,NaCl和丙三醇的质量分数).为进一步完善胞内冰晶成核与生长的模型,必须建立低温下h值与溶液组分、温度之间的函数关系.     

用改进的Wollaston激光剪切干涉法研究溶液薄膜的结晶过程

报道了一种采用激光干涉法观测低温保护剂(CPA)溶液降温结晶过程的方法.对传统的Wollaston棱镜剪切干涉光路进行改造,并与半导体制冷装置相结合,建立了一套实时观测和记录CPA溶液薄膜降温结晶过程的实验系统.从实验记录可以直接得到降温过程中相界面的产生和移动过程;并且可通过干涉条纹分析进一步研究结晶过程中溶液的温度场和浓度场.以此实验系统为基础,可分别研究降温速率和CPA初始浓度等条件对结晶过程的影响,为了解低温保存过程中溶液结晶的物理机理提供了有力的实验基础.     

木糖醇的结晶动力学

应用粒数衡算理论模型,研究了木糖醇的结晶过程,分析了结晶过程的成核、生长机理和影响因素,采用间歇动态法测定了木糖醇的结晶动力学数据,回归了木糖醇的结晶动力学方程参数.研究表明升高温度有利于晶体成核,而且对于晶体生长的影响十分显著,同时当搅拌桨的形式一定时,成核速率随搅拌速率的增加而增大,晶体生长速率取决于溶质扩散速率和表面反应速率的综合作用.本研究为进一步提高木糖醇的工业结晶水平提供了理论依据.     

低温下超薄膜分形生长的Monte-Carlo模拟

用 Monte-Carlo方法模拟了不同沉积速率下超薄膜中多粒子扩散、多中心生长的动力学过程。成核率随沉积速率的增大呈指数上升 ,成核率随时间的增大而迅速下降 ;对于确定的沉积速率 ,各个粒子在衬底上的扩散步数相差非常大 ;粒子按扩散步数的分步具有多重分形的特性。     

界面层结构对硅灰石填充聚丙烯结晶行为和形态的影响

采用ＤＳＣ和偏光显微镜技术对以硅烷类ＫＨ－５５０，ＫＨ－５７０和钛酸酯类ＮＤＺ－２０１等偶联剂处理的硅灰石填充聚丙烯的结晶行为和形态进行了研究，结果表明，由于偶联剂结构各异，将形成不同的填料与树脂间的界面层结构，产生不同的界面效应，从而影响其结晶成核与生长过程．ＫＨ－５５０提高了硅灰石异相成核的能力，使结晶温度升高，结晶速率加快，晶粒变小，分布变窄；ＮＤＺ－２０１则相反，而ＫＨ－５７０影响不大．     

低过冷度下抗冻糖蛋白(AFGP8)溶液中冰晶生长速率的理论模型

抗冻糖蛋白是一种具有抗冻作用的特殊生物功能蛋白质分子，可以防止低温环境中生物细胞被冻伤。通过与冰晶的某些晶面相结合，抗冻糖蛋白分子能降低冰晶的生长点温度，而对冰晶的熔点温度无明显影响。冰晶在抗冻蛋白溶液中的生长行为与冰晶在纯水中生长有明显区别。根据晶体生长理论，分析了抗冻糖蛋白溶液中冰晶基面上水分子发生固-液相转变概率与纯水中冰晶棱面上水分子发生固-液相转变概率的差异。在此基础上，结合Jackson理论并将其推广应用于抗冻糖蛋白溶液中冰晶的生长，提出了在低过冷度下抗冻糖蛋白溶液中冰晶沿c轴生长速率的理论模型，应用该理论模型的计算结果与实验数据更加符合。     

第一类鱼抗冻蛋白分子对冰晶表面平衡结构的影响

根据冰晶生长理论,在一定的生长驱动力作用下,冰晶界面生长机制和动力学规律决定于冰晶界面的微观结构.从大分子溶液热力学性质出发,得到了结合抗冻蛋白后冰晶表面微观平衡结构的变化,并讨论了这种变化对冰晶生长形态的影响.结果显示抗冻蛋白造成冰晶表面微观平衡结构改变,是抗冻蛋白溶液中冰晶生长的形态与纯水中冰晶生长的形态有显著区别的原因之一.     

二亚(3,4-二甲基)苄基山梨糖醇对聚丙烯非等温结晶及其动力学的影响

分析了透明成核剂二亚(3,4-二甲基)苄基山梨糖醇对聚丙烯(PP)的非等温结晶特性和结晶动力学的影响.由实验结果可知,添加透明成核剂可以使PP结晶速率、结晶温度和结晶度等结晶特征参数有所提高.其中:使半结晶时间t1/2缩短27%以上;Avrami指数n趋于3,表明结晶呈异相三维成核增长;结晶速率常数Zt增加50%以上.在相同条件下,单一加快降温速率,使t1/2和n减小而Zt增大,加快了结晶速率但不利于结晶温度和晶粒分布等结晶特征参数.