Study of thermal-sensitive hydrogel based on chitosan as nasal immune delivery system

鼻黏膜免疫具有一系列的优势，受到日益广泛的关注。但是，鼻黏膜纤毛的高频摆动能引起抗原的快速清除，同时，紧密排列的鼻黏膜上皮细胞层也构成了阻止抗原进入机体的天然屏障。为了克服上述鼻黏膜免疫的缺陷，本文基于壳聚糖这一天然材料，发展了一种新型的温敏水凝胶抗原递送系统。这种水凝胶在室温下为溶液状态，但在鼻腔温度下能发生胶凝。将该水凝胶作为鼻腔抗原递送系统，对不同类型的抗原进行了动物免疫实验评价。同时，利用其温敏性能，结合快速膜乳化技术和自固化方法，制备得到一种pH敏感的壳聚糖凝胶颗粒，研究了其作为鼻黏膜免疫载体的可行性。首先，将壳聚糖与环氧丙基三甲基氯化铵（GTMAC）反应，通过优化实验条件，制备得到了一系列具有精确季铵取代度的壳聚糖季铵盐（HTCC），将HTCC与甘油磷酸钠（GP）复配制备得到温度敏感性水凝胶，并探索了HTCC和GP的浓度，以及季铵取代度（QD）对水凝胶体系粘度和胶凝时间的影响。结合鼻腔清除异物的半衰期，优选出了具有最佳粘度和胶凝时间的凝胶体系组成：HTCC，0.35 g；GP，1.0 g；QD：79.5%。在此基础上，进一步对水凝胶的安全性进行了系统的评价，结果表明，该水凝胶毒性低，具有良好的生物相容性。将温敏水凝胶体系作为H5N1流感裂解抗原的鼻黏膜免疫递送系统，在动物水平进行了评价。结果显示，水凝胶-抗原混合物能诱导显著的系统IgG（包括IgG1和IgG2a亚型）和呼吸道黏膜（鼻腔和肺）IgA的抗体反应，诱导产生了高水平的Th1/Th2细胞因子，且不改变细胞和体液免疫反应的平衡，并能明显激活NALT淋巴细胞，刺激产生NALT细胞的免疫记忆。温敏水凝胶抗原体系免疫小鼠后产生的抗体以及细胞因子的分泌水平优于或者能达到商品化的MF59佐剂组水平。进一步的机理研究发现，水凝胶通过溶液-凝胶的转变显著延长抗原在鼻腔的停留时间，并借助其可逆性破坏紧密连接蛋白ZO-1的能力打开上皮细胞间的通道，从而增强抗原的渗透，实现鼻腔抗原的高效利用。为了验证温敏水凝胶对不同类型鼻腔免疫的可行性，采用人腺病毒为载体的埃博拉膜蛋白抗原（Ad-GPZ）进行了小鼠滴鼻免疫，结果表明HTCC取代度为79.5%和60%的水凝胶诱导产生最高的系统和黏膜抗体水平。与H5N1的平衡的Th1/Th2免疫结果不同，水凝胶病毒抗原体系使得机体免疫显著偏向细胞免疫方向（Th1），然而免疫后产生的细胞因子水平仍然很低。进一步通过黏膜和注射的组合免疫方式，成功地诱导高水平的系统和黏膜免疫水平，并同时增强了细胞因子介导的T细胞活化。基于温敏水凝胶良好的pH敏感性和温度敏感性，进一步将该体系与快速膜乳化法相结合，制备得到粒径均一的凝胶颗粒（CHPs），粒径为1.6 μm左右。装载H5N1流感裂解抗原后，在pH 5环境下，抗原能快速释放，中性或碱性环境释放缓慢。以髓源DC为平台进行的细胞水平评价结果表明，CHPs借助其pH敏感性在溶酶体实现靶向抗原释放，激活且上调细胞共刺激分子的表达，并通过溶酶体逃逸进而增强抗原特异性的细胞免疫应答。本论文针对鼻黏膜免疫的问题及传统鼻腔疫苗剂型的不足，基于壳聚糖材料发展出了一种新型的鼻腔抗原递送系统，显示出了对不同类型抗原的鼻黏膜递送能力。此外，利用快速膜乳化技术结合自固化方法制备出了壳聚糖水凝胶颗粒，并展示出了良好的细胞免疫水平的增强能力，对病毒或胞内感染性疾病的免疫以及治疗性疫苗的开发具有显著的优势

结合膜乳化及热固化技术制备壳聚糖季铵盐凝胶颗粒

目的:壳聚糖类凝胶颗粒具有较好的生物相容性及可生物降解性等多种优势,在药物领域得到了广泛的关注。但传统的制备方法不能有效地控制壳聚糖类凝胶颗粒的粒径及形貌,并需要采用戊二醛等具有毒性的化学交联剂,影响了其实际应用。方法:采用前期开发的温度敏感壳聚糖季铵盐智能水凝胶,与先进的膜乳化技术相结合,制备具有自固化性质的粒径均一可控的纳米及微米级微球,并初步考察其作为疫苗佐剂的应用。结果:所制备的壳聚糖季铵盐凝胶颗粒粒径均一、可控,制备方法简单、温和,具有较好的生物相容性。作为黏膜免疫佐剂时可以有效地提高体液及黏膜处的免疫应答,是一种具有较好前途的新型生物材料。结论:这一方法尤其适合于作为生物活性大分子..

快速膜乳化与热固化法制备粒径均一的pH敏感壳聚糖季铵盐凝胶微球

以具有升温自固化特性的壳聚糖季铵盐/甘油磷酸钠混合溶液为水相,利用快速膜乳化与热固化法制备了粒径均一、pH敏感的壳聚糖季铵盐凝胶微球,考察了跨膜压力、水油相组成、水油相体积比及微孔膜孔径等对微球粒径、结构和药物包埋率的影响. 结果表明,得到粒径698±57.33, 1145±71.48, 2021±53.63及3984±191.72 nm、粒径分布窄(多分散系数<0.1)、药物包埋率高达75.49%±2.62%的凝胶微球. 所制微球生物相容性好,有明显的pH敏感性,中性和碱性环境下结构稳定,药物缓释,pH=7.4时24 h内药物累计释放率为34.6%;酸性环境下微球崩解,药物快速释放,pH=5.5时1 h内药物累计释放率高达79.6%

physically based fluid simulation in computer animation

基于物理的流体模拟近年来成为计算机动画领域的一个研究热点.回顾了该领域中基于物理的流体模拟的发展情况,总结了该研究方向所采用的各类方法,并结合各种现象的特点分门别类地详细展开.其方法总体上可以分为欧拉法和拉格朗日法,涉及的现象包括烟雾、火焰、爆炸、波浪、气泡以及自由运动界面等.最后展望了未来发展的3个重点:细节策略、加速策略和控制策略,以使整个模拟能够更好地满足人们对真实感、实时性以及灵活性的需求

binary mixtures simulation based on lattice boltzmann method

引入了一种二元Lattice Boltzmann Model(LBM),实现了两种液体组成的混合流的模拟.不同于其它的类似模型,它区分考虑了流体的粘性和扩散特性,可以很容易地模拟各种互溶或者不互溶的混合流现象.此外,由于LBM的运算大都是线性的局部运算,这使得它很容易在可编程图形处理器(Graphics Process Unit,GPU)上进行加速,从而进行实时模拟.给出了若干二元混合流的模拟结果

南海北部沉积物常量元素变化、碳酸盐旋回及其古环境意义

通过对南海北部ODP1145站沉积物的常量元素和碳酸盐分析,探讨了早更新世南海北部沉积物常量元素和碳酸盐含量变化特征及其古环境意义。结果表明,南海北部沉积物中主量元素CaO、Fe_2 O_3、K_2 O、Na_2 O、MnO和P_2O_5受碳酸盐含量影响相对较小,而SiO_2、MgO、A1_2O_3和TiO_2受到碳酸盐含量影响相对较大。碳酸盐校正后的常量元素变化可以划分为3种类型,即PC1、PC2和PC3,它们的主要特点有:PC1元素组合包括了SiO_2、CaO、Na_2 O、P_2O_5、Fe_2 O_3和K_2 O,主要反映了与季风强度有关的生源物质产率变化,指示了距今2. 5 ~ 1.5Ma时段生产力的逐渐降低;PC2元素组合(Al_2 O_3、TiO_2)代表了陆源物质的输入,指示了在约2Ma开始陆源物质输入的明显增加;PC3元素组合(MgO、MnO)可能与海洋自生作用有关,反映了海底氧化/还原环境的相对变化。早更新世南海北部CaCO_3含量呈阶段性降低,一方面受陆源物质稀释作用的影响,另一方面可能更与生物生产力逐渐降低有关。主量元素组合及碳酸盐含量在约2Ma和1.7Ma左右均发生显著变化,可能指示了早更新世时期东亚冬季风的两次增强。</p

壳聚糖微球的自发荧光机理

为验证壳聚糖的自发荧光机理,以顺-2-甲基-2-丁烯醛和2-氨基-2-甲基丙烷为原料,在-14℃无水无氧条件下合成了具有-C==N-C==C-结构单元的产物,通过傅立叶红外光谱和液质联用技术进行结构确认,并对合成产物进行了荧光光谱扫描和激光共聚焦光谱扫描分析.结果表明,合成的物质在488nm激发下,于510～540和570～600nm波段采集到了稳定的荧光,与壳聚糖荧光微球的荧光波长一致.据此可推断壳聚糖微球的自发荧光主要源于-C==N-C==C-共轭结构单元

壳聚糖微球的自发荧光机理

为验证壳聚糖的自发荧光机理,以顺-2-甲基-2-丁烯醛和2-氨基-2-甲基丙烷为原料,在-14℃无水无氧条件下合成了具有-C==N-C==C-结构单元的产物,通过傅立叶红外光谱和液质联用技术进行结构确认,并对合成产物进行了荧光光谱扫描和激光共聚焦光谱扫描分析.结果表明,合成的物质在488nm激发下,于510～540和570～600nm波段采集到了稳定的荧光,与壳聚糖荧光微球的荧光波长一致.据此可推断壳聚糖微球的自发荧光主要源于-C==N-C==C-共轭结构单元

壳聚糖微球的自发荧光机理

为验证壳聚糖的自发荧光机理,以顺-2-甲基-2-丁烯醛和2-氨基-2-甲基丙烷为原料,在-14℃无水无氧条件下合成了具有-C==N-C==C-结构单元的产物,通过傅立叶红外光谱和液质联用技术进行结构确认,并对合成产物进行了荧光光谱扫描和激光共聚焦光谱扫描分析.结果表明,合成的物质在488nm激发下,于510～540和570～600nm波段采集到了稳定的荧光,与壳聚糖荧光微球的荧光波长一致.据此可推断壳聚糖微球的自发荧光主要源于-C==N-C==C-共轭结构单元

乙肝表面抗原在微球表面的吸附行为、活性和结构变化

采用快速膜乳化技术结合溶剂挥发法制备了尺寸均一的聚乳酸(PLA)微球,平均粒径为800nm左右,并采用PLA微球对乙肝表面抗原(HBsAg)进行了吸附研究,考察了pH值、盐浓度、微球用量、HBsAg浓度及吸附温度对HBsAg吸附率、活性和结构的影响.结果表明,在pH6.0的磷酸缓冲溶液中,NaCl浓度为20g/L、微球用量为20mg/mL、HBsAg浓度为10μg/mL、吸附温度为37℃的条件下,HBsAg吸附率可达60%左右.4℃下,pH值为8.0及NaCl浓度为1g/L、微球用量为2mg/mL及HBsAg浓度为300μg/mL时,HBsAg活性保留可达98%以上