一、Advances in modeling of biomolecular interactions（论文文献综述）
曹晓勇[1]（2021）在《局部自由能地貌图理论及其在蛋白质结构优化中的应用》文中提出蛋白质的自由能计算问题一直都是计算生物学中的重中之重,对蛋白质结构预测,设计,对接和优化具有直接指导意义。生物体中绝大多数的功能都是依靠蛋白质构象变化实现的,例如别构效应。传统蛋白质自由能计算方法一般都需要对蛋白质结构的局部和全局进行充分的构象采样,从而耗费大量的计算资源和时间。本文针对传统计算框架中没有得到关注的重复局部采样问题,提出了局部自由能地貌图理论,并在其基础上结合广义溶剂化自由能理论开发了一种全新的自由能优化方法。该方法通过结合坐标变换,自动微分和神经网络来构建计算图。同时把训练好的局部自由能地貌图缓存到神经网络模型中,以迭代的方式实现了端到端（蛋白质分子的自由能到蛋白质中原子坐标）的优化。对比目前主流蛋白质结构优化方法,该方法在蛋白质结构评估比赛（CASP14）结构优化竞赛中在展现出具有竞争力的准确度的同时,在效率上达成了三个数量级以上巨大提升。本文主要的工作分为以下几个方面:一.对蛋白质结构进行快速的自由能评估。在氨基酸尺度上,通过提取蛋白质主链原子(,,)和原子的信息:包括氨基酸身份信息,对距离信息,以及主链原子角度信息作为特征输入到神经网络。在此基础上,首先拟合了蛋白质局部（每个氨基酸及其周围环境）的自由能,然后通过局部自由能地貌图理论对局部动态拼接得到整体蛋白质自由能,这样实现了对蛋白质天然结构和生成结构（Decoy）的自由能估计。这一部分主要是通过神经网络拟合自由能地貌图,构建一个能快速估计蛋白质自由能的函数,为优化蛋白质结构做铺垫。二.通过已经训练好的神经网络对蛋白质主链坐标进行优化和更新。首先把输入的蛋白质主链和原子的直角坐标,变换转为内坐标,给主链二面角φ和Ψ设置梯度,然后再转成直角坐标并提取特征输入到训练好的神经网络中以计算自由能。由于整个流程都保留在计算图中,最后使用反向求导最小化自由能即可实现对蛋白质主链结构的优化。三.开发了一个给蛋白质侧链重排的程序,即在原子精度上对蛋白质侧链结构进行优化。主要分为两种模式:一是在随机装配模式中,使用了序列蒙特卡洛方法进行装配,即随机从蛋白质侧链库中获得氨基酸构象,只要满足与主链原子和已安装的侧链原子不发生强碰撞即可。另一种模式是,通过神经网络预测侧链二面角1,根据预测的侧链二面角选择合适的构象进行装配。结果第二种模式下装配的侧链二面角更接近天然结构。综上所述,本文通过使用神经网络和计算图等工具,基于局部自由能地貌图理论,在氨基酸尺度上开发了快速计算自由能方法:通过神经网络拟合局部自由能地貌图代替了传统的重复局部采样,大大地加快了对蛋白质结构的自由能评估和蛋白质结构优化速度。此外,通过对氨基酸的侧链进行重排,在原子尺度上进行了蛋白质结构优化。
陈飘云[2]（2021）在《面向癌症标记物甲基化检测的太赫兹时域光谱分析方法研究》文中认为太赫兹时域光谱（Terahertz Time Domain Spectroscopy,THz-TDS）技术作为一种新兴的无损检测手段,近几年在生物医学领域的应用被广泛研究和探讨,特别是在肿瘤检测、人体疾病中的应用引起了学界的关注。本文结合国家自然科学基金项目和实际检测需求,利用太赫兹时域光谱技术,开展了人体癌症潜在标记物甲基化检测问题研究。分别针对小分子DNA碱基的甲基化和大分子蛋白质的甲基化研究了太赫兹时域光谱的检测和分析方法,以胞嘧啶和牛血清白蛋白为例,重点研究了胞嘧啶（正常）、5-甲基胞嘧啶（甲基化）的太赫兹光谱响应机理,蛋白质甲基化定性检测以及甲基化蛋白质溶液浓度回归分析等技术,试图解决蛋白质溶液在太赫兹光谱中特征参数不易提取的难题,从机理和实验上分析5-甲基胞嘧啶与胞嘧啶在太赫兹时域光谱中的差异性,探索太赫兹时域光谱检测方法进行甲基化检测的可行性,为太赫兹时域光谱在临床医学辅助诊断中的应用提供前期积累。论文的主要工作和创新点如下:（1）研究了癌症标记物胞嘧啶甲基化产物——5-甲基胞嘧啶的太赫兹响应机理,提出了较小分子正常与甲基化标记物太赫兹波谱解析方法。为了更好解释太赫兹光谱检测5-甲基胞嘧啶的可行性,根据密度泛函理论,设计了通过优化分子结构、建立振动模式的分子模拟流程,利用Gaussian和Materials Studio等量子化学软件对胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶进行建模分析,得到了理论上两种物质分子内和分子间在太赫兹谱上的共振峰位。同时利用太赫兹透射时域光谱对胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶进行检测实验,分析对比了两者太赫兹光谱响应上的差异性。从理论和实验双重角度证实胞嘧啶与5-甲基胞嘧啶在太赫兹时域光谱中存在峰位差异,可由太赫兹技术判别两种物质。（2）研究了蛋白质溶液的太赫兹时域光谱检测方法和甲基化定性方法。以牛血清白蛋白溶液和甲基化牛血清白蛋白溶液为蛋白质溶液模型,研究两种蛋白质在太赫兹时域光谱响应下的差异,并利用蛋白水合效应解释了差异的原因。围绕蛋白质溶液的太赫兹时域光谱信噪比高、光谱相似、溶质太赫兹响应特征不显着等问题,提出了基于多分辨小波信息熵的蛋白质溶液太赫兹时域光谱特征提取方法,更关注光谱时域细节,达到蛋白质溶液太赫兹光谱特征差异增大的目的。通过不同浓度的牛血清白蛋白溶液和甲基牛血清白蛋白溶液的实例研究验证了多分辨小波信息熵在提取蛋白质溶液太赫兹光谱特征的有效性。同时利用吸收系数、折射率等参数对两种溶液进行区分,实验结果发现多分辨小波信息熵对于牛血清白蛋白甲基化更为敏感,为蛋白质的甲基化检测提供了新的太赫兹光谱特征参数,加强蛋白质种类检测的准确性。（3）研究了基于太赫兹时域光谱的甲基化蛋白质溶液浓度回归检测方法。人体不同疾病、不同病变程度的蛋白质甲基化程度有差异,利用太赫兹时域光谱技术开展了甲基化牛血清白蛋白溶液浓度量化的检测研究。围绕蛋白质溶液的太赫兹吸收系数随着溶液浓度的变化呈现非线性变化、全光谱的太赫兹吸收系数数据具有较强相关性和冗余性的特点,提出基于最大信息系数方法的蛋白质溶液太赫兹时域光谱特征提取方法,筛选了与浓度相关性密切的特征频率点。建立了基于筛选的特征频率点吸收系数的甲基化牛血清白蛋白溶液浓度回归模型。通过与基于全光谱的回归模型相比,验证了最大信息系数方法在蛋白质溶液浓度检测的有效性和准确性,为未来复杂环境下蛋白质甲基化浓度检测奠定了技术基础。总而言之,本文面向癌症标记物甲基化检测开展了太赫兹时域光谱分析方法研究。对癌症潜在标记物5-甲基胞嘧啶做了太赫兹波检测实验、仿真模拟和光谱解析,验证太赫兹时域光谱检测胞嘧啶甲基化的可行性;对甲基化牛血清白蛋白溶液的太赫兹时域光谱进行了分析研究,针对类别检测和浓度回归提出了太赫兹时域光谱的特征提取方法。论文相关研究对太赫兹时域光谱技术在生物分子甲基化检测的应用具有借鉴意义。
杭艳芬[3]（2021）在《石墨烯等离激元效应在分子指纹检测中的研究》文中研究说明相比于传统贵金属等离激元,石墨烯等离激元由于其动态可调谐性、极强的近场局域性、低损耗等性质,被广泛应用于光电探测、光电调制和光学传感等领域。现有的基于石墨烯等离激元效应的传感器往往只有单一的谐振模式,无法满足分子多种指纹谱的检测需求。针对上述问题,本文通过设计石墨烯等离激元多谐振分子指纹检测器件结构,增强被测分子的振动指纹信号,从而实现对分子多种指纹谱的检测,为石墨烯等离激元效应在分子指纹检测中的研究提供一种理论指导。在中红外波段,利用纳米天线理论,研究了基于石墨烯纳米带等离激元的传感结构,可实现同时对多种分子指纹谱的检测,如蛋白质和脂质分子,该传感结构可以通过改变施加于不同石墨烯纳米带上的偏置电压,实现对不同谐振频率的独立调节。通过数值仿真,得出石墨烯的费米能级、结构的几何参数和入射角度对蛋白质和脂质分子指纹检测的影响规律,表明该结构能有效增强被测分子的多种振动指纹信号,增强因子达12000,检测极限为2 nm。为了克服石墨烯纳米带传感结构对入射波的极化依赖性,设计了一种石墨烯纳米盘等离激元传感结构,仿真结果表明石墨烯纳米盘结构在TM、TE极化下均能有效地检测多种分子的振动指纹谱。在太赫兹波段,研究了基于石墨烯SRR的多谐振传感结构,该结构不需要设计具有不同几何形状的结构单元就可以获得多谐振模式,可检测具有多种振动指纹谱的分子,如乳糖分子（振动指纹位于0.53 THz和1.37 THz处）。通过数值仿真,得出石墨烯的费米能级、结构的几何参数对于乳糖分子指纹检测的影响规律,仿真结果表明该结构可以增强乳糖分子的振动指纹信号,实现对分子多种振动指纹谱的检测。
余毅豪[4]（2021）在《海参肽抗疲劳的作用及机制研究》文中认为疲劳影响着现代人的生活质量、生理健康以及精神状态。开发高效抗疲劳功能的营养调节补充剂是目前的研究热点。海参肽具有抗疲劳效果,但其抗疲劳的作用机制尚不清楚。本研究从促进脂肪分解代谢、促进糖异生、增强线粒体供能等方面探讨了海参肽的抗疲劳作用机制。此外,运用生物信息学方法,分析海参肽抗疲劳作用的生物学过程以及核心作用靶点,并进行实验验证。主要研究结果如下:1.海参肽抗动物疲劳的作用及机制研究。海参体壁酶解产物海参肽含量71.32%,分子量小于1998 Da占92.59%。采用7周龄C57BL/6J健康雄性小鼠64只按体重随机均分为对照组、低剂量海参肽组（0.7 mg/g·d）、中剂量海参肽组（1.4 mg/g·d）和高剂量海参肽组（2.8 mg/g·d）。饲喂第21天时,进行前肢握力实验,第25天时进行疲劳转棒实验,第30天时进行等时游泳实验,构建运动性疲劳模型,游泳结束后动物采血、取组织样品分析。主要研究结果如下:海参肽增加了小鼠的采食量,但组间体重无显着差异（p>0.05）。与对照组相比,H-Scp组前肢握力、各海参肽组疲劳转棒时间均显着提高（p<0.05）,且均呈量效关系。海参肽改善了小鼠等时游泳后的氧化应激和炎症因子水平,血糖水平及组织糖原含量高于对照组,并降低了疲劳代谢标志物的含量。进一步发现,海参肽提高了肝脏、心脏和骨骼肌组织中的脂肪酸分解代谢能力,肝脏中PPARα、PGC1α、CPT1、LPL和PDK4的表达提高,心脏中PPARα和CPT1的表达提高,骨骼肌中PPARδ和CPT1的表达提高。海参肽提高了肝脏中糖异生能力,G6Pase和PEPCK的表达提高。此外,海参肽提高了心脏和骨骼肌中的线粒体拷贝数（Mt DNA）含量。等时游泳后,海参肽组心脏和骨骼肌中的ATP酶活性,COXI、PGC1α、NRF2、NRF1、TFAM、AMPK和SIRT1的表达高于对照组。以上结果表明海参肽维持了运动时的能量稳态以及提高了线粒体ATP生成能力。2.海参肽抗疲劳的生物信息学研究。首先,将DPPH·清除能力最强的海参肽组分使用UPLC-Q-TOF-MS/MS进行肽段鉴定,并对序列进行靶点预测。其次,通过转录组数据构建抗疲劳靶点集合。最后将海参肽构效靶点与抗疲劳靶点进行生物信息学方法分析。（1）经色谱分析鉴定得到的134条海参肽序列,通过SEA及Target Net服务器预测得到488个有效靶点。（2）通过对耐力训练相关的转录组GSE59088、GSE9013、GSE155271数据集进行差异基因分析,构建了含1762个基因的抗疲劳靶点数据集。（3）联立后得到海参肽抗疲劳潜在靶标的蛋白互作网络,主要生物过程包括“调节炎症反应”,“调节小分子代谢”,“应对缺氧及不同氧水平”,“调节钙离子稳态”等;其中“调节脂肪代谢”,“应对活性氧”,“炎症调控”和“钙离子稳态”与动物实验结果相符。分析还显示,NF-κB/STAT3/RELA/SRC,共同作用于IL-6和TNF-α的产生。（4）进一步对海参肽干预疲劳的蛋白互作网络进行分析,核心模块的关键基因ESR1可能与海参肽提高采食量作用相关。3.海参肽功能的细胞学验证试验。根据134条海参肽功能分析的结果,选择合成了海参肽P1（G（Hyp）LQADY）、P2（FD（Hyp）GA）、P3（LPGSDDF）、P4（APGLTY）肽段,对H2O2诱导的C2C12氧化损伤模型进行干预,验证其对氧化还原稳态以及炎症相关靶点的干预效果。结果表明,与模型损伤组相比,海参肽P1和P2在50μg/m L浓度时,显着提高了细胞活力和抗氧化能力,显着降低了IL-6和TNF-α的含量及表达,降低了NF-κB的磷酸化水平,提高了STAT3的磷酸化水平,表明P1和P2肽具有抗炎功效,符合生物信息的功能预测结果。综合本研究动物、细胞学和生物信息学分析实验结果,海参肽通过运动时增加肌组织糖原含量、加速脂肪分解代谢,提高线粒体拷贝数及ATP生成能力,降低氧化应激和炎症因子水平起到了抗疲劳作用。
顾雯雯[5]（2021）在《基于清洁生产理念的环境友好型PCNs衍生物设计及其风险调控》文中进行了进一步梳理多氯萘（polychlorinated naphthalenes,PCNs）是一类基于萘环上的氢原子被氯原子所取代的化合物总称,共有75个同系物,因其在介质流体和绝缘体中的热稳定性而在历史上被广泛用作容器或变压器中的绝缘油、润滑油添加剂、电缆绝缘体及防腐剂等。尽管自1977年以来PCNs已被禁止,但在大气、水、土壤、沉积物及生物体内中仍然可以检测到PCNs的存在。研究表明,PCNs具有显着的生物毒性、生物富集性、环境持久性及远距离迁移性,因此2015年被认定为持久性有机污染物（Persistent organic pollutants,POPs）,其中尤以生物毒性最为研究者所关注。但文献大多局限代表性同系物的相关研究,缺乏75种PCNs同系物的环境行为、调控及其内在环境特征的揭示,且多针对其中单一 POPs特性开展研究。此外,当前许多被禁用的污染物,由于它们特定的实用性能,人们开始研究并开发其替代品,但这些替代品在生产使用过程中又产生了新的环境问题,因此设计环境友好型绝缘油和阻燃剂即PCNs替代品显得十分重要。因此,本研究以PCNs的POPs特性为切入点,首先评价75种PCNs同系物的POPs特性大小,在此基础上分析影响PCNs各POPs特性大小的内在机理,再分别从源头控制、污染过程调控及末端治理等角度调控环境中已有的PCNs,开展PCNs环境行为控制研究,同时设计环境友好型新型PCNs绝缘油和阻燃剂（同时开展控制4项POPs特性的研究）。在污染物源头控制方面,首先基于PCNs生物毒性（logEC50）、生物富集性（logBCF）、远距离迁移性（logPL）及环境持久性（total-score）效应分别构建其POPs特性的传统单效应3D-QSAR模型,并基于此分别设计了 5、6、4、3种低毒性、低富集性、低迁移性及高降解性的新型PCNs衍生物分子,并同时保持与改性前同系物相近的绝缘和阻燃功能特性。此外,在各单效应模型基础上结合向量分析法构建了修正的多效应3D-QSAR模型,所建模型同时兼顾POPs的多种环境特性,打破了传统3D-QSAR模型只能进行单效应建模的局限性,并据此构建了一种集环境特性评价、实用性能评价及风险评价于一体的环境友好型高性能材料修饰及筛选体系,基于所构建模型与筛选体系设计了 2种环境友好型且对人体风险低的高性能绝缘油和阻燃剂材料（PCNs替代品）,其中有1种替代品已经脱离POPs的生物富集特性（logKow<5）。在污染过程调控方面,本研究以调控PCNs对人工养殖区水生生态系统食物链（绿藻-大型溞-鱼）的复合毒性与工业污染区人体暴露毒性及健康风险为例,采用多效应2D-QSAR模型与分子动力学模拟相结合的方法分别揭示了 PCNs对水生生态系统食物链关键环节生物的复合毒性效应机制及其对人体多种内分泌干扰受体的联合干扰机制,并制定了 PCNs水生毒性在食物链中传递阻控的宏观调控方案以及预防工业污染区工作人员人体健康风险的辅食推荐方案。研究发现,PCNs对水生食物链各营养级的毒性效应均属于高毒性及极高毒性,且其属于非极性麻醉型和反应型化学品;PCNs分子与水生生物受体的结合能力是影响PCNs对生态系统食物链毒性的主要因素;改善溶剂化效应、脱氯加氢及分子吸附的外界刺激条件均可降低水生生态系统食物链PCNs的水生毒性效应,降幅分别为-66.26%--263.16%、-198.93%--323.98%及-189.24%--549.48%,食物链中营养级毒性阻控效果显着;PCNs分子自身的电子参数是影响其对人体内分泌干扰受体联合毒性效应的主要因素,且最低占据轨道能量ELUMO>轨道能量之差ΔE>最正密立电荷q+;维生素和胡萝卜素类物质可作为预防PCNs污染区工作人员健康风险的最佳推荐营养成分搭配方案,且不建议将富含乳球蛋白的食物、富含维生素和胡萝卜素及人参类物质一起食用。在污染物末端治理方面,采用基因工程与环境修复技术相结合方法构建了PCNs“源”与“汇”控制技术相结合的有机联合修复体系,确定了促进植物-微生物体系通过多种修复方式同时高效修复不同PCNs污染土壤类型的调控方案,实现了 PCNs污染土壤的区域化调控。本研究采用修正的2D-QSAR模型构建兼顾植物-微生物多种修复方式的联合修复机理模型,突破了传统2D-QSAR模型只能进行单效应建模的局限性,同时改进了传统的同源建模方法,共设计4种集吸收、降解、矿化功能于一体的多功能修复蛋白,其修复效果提高了 12.07%-41.87%,并提出提高PCNs污染土壤的有机修复方案,修复效果在上述基础上有所提高（4.40%-7.26%）。本研究旨在为PCNs及其同系物、衍生物的POPs特性值预测提供重要的理论方法,并为实现PCNs污染的源头控制、过程调控及末端治理及环境友好型材料设计提供一种新思路和新方法,实现清洁生产。
王姣[6]（2021）在《磷脂酶D功能部位识别及催化合成磷脂酰丝氨酸反应体系研究》文中研究表明磷脂酶D（Phospholipase D,PLD）可以催化磷脂酰基转移反应,以磷脂酰胆碱（Phatidylcholine,PC）为底物,生成稀有磷脂磷脂酰丝氨酸（Phosphatidylserine,PS）。本课题基于生物分子模拟技术,系统探究了PLD的功能部位识别机制,指导了反应体系的构建和PLD结构的设计,以达到提高磷脂酰基转移反应效率的目的。利用分子对接和分子动力学模拟探究PLD在水-乙醚体系中的催化机制,阐明了双底物的绑定机制和副产物胆碱的抑制机理,构建了相关动力学模型,用于预测磷脂酰基转移反应的真实反应进程,监控副产物胆碱积累量,通过控制PC初始量和反应时间,消除副产物抑制效应。此外,该模型还能预测酶溶液的最大循环次数。将γ-（2,3-环氧丙氧基）丙三甲氧基硅烷共价固定在硅胶载体表面,利用此改性载体构建磷脂酰基转移反应的水-固体系,通过疏水作用在水溶液中吸附PC并与游离PLD发生酶促反应。副反应水解作用被有效抑制,PS最大产率达到98%。同理,PLD外表面含有大量疏水二级结构域（如α-螺旋和β-折叠等）,生物分子模拟研究发现,这些结构域可以在水介质中,通过疏水作用快速吸附PC。被吸附的PC通过三种扩散方式（吸附-解吸平衡,蛋白质表面的平行运动和组合扩散）进入PLD活性中心进行反应。因此,本文制备了负载特定含量PLD的固定化酶(1.75 mg PLD/g硅胶),并利用它构建了磷脂酰基转移反应的水-固体系。该体系中,PC负载率和PS产率分别达到94%和95%以上。利用生物分子模拟探究了磷脂酰基转移反应在不同双液相反应体系中的催化机制,阐明了反应体系中溶剂选择对底物在PLD上内迁移机制的影响,分析了酶蛋白结构功能关系。构建了磷脂酰基转移反应的水-椰子油/橄榄油双液相反应体系。其中,副反应水解作用被有效抑制,PS产率达到95%以上。反应结束后,减压蒸馏去除水相和所有水溶性杂质,得到高纯度PS食用油溶液,并加工成微胶囊产品。PLD的活性中心对L-丝氨酸的区域选择性很差,反应需要很大的底物摩尔比。将一级序列编号为BAA75216的PLD作为目标酶蛋白,基于提高L-丝氨酸的选择性和调节活性口袋尺寸的突变策略,确定待突变位点为L205和Q418,利用同源建模和分子动力学模拟构建并优化虚拟突变体文库。通过分子对接,分子动力学模拟和结合自由能计算三类虚拟仿真连用技术,预测并判断突变正负性,设计PLD结构。
殷博[7]（2020）在《一些重要生物分子的定量及疾病诊断新方法研究》文中认为硫醇等生物分子在调节各种正常生理病理过程中发挥着重要的作用,它们在体内的生理水平与许多疾病密切相关。因此,开发简便、灵敏、低成本的方法来实现这些重要生物分子的快速准确检测具有非常重要的意义。本学位论文在复杂体系中一些重要生物分子的测定及疾病诊断方面进行了较为深入地研究。借助化学计量学中矩方法的多分辨性和全局特征描述能力解决了复杂体系中多目标组分之间信号重叠及噪声干扰等问题。各章主要内容如下:第一章绪论主要概述纳米材料在一些重要生物分子检测方面的研究进展及化学计量学在复杂体系中定量分析及疾病诊断方面的应用研究,并对本学位论文的研究工作和创新之处进行了介绍。第二章谷胱甘肽自由基与药物白藜芦醇相互作用研究许多体外实验表明,在各种天然产品中发现的白藜芦醇（resveratrol,RES）与神经保护、心脏保护以及癌症的预防等有关。然而,临床试验得出的结果却各不相同,使得RES的作用备受争议。在本文中,我们首先研究了谷胱甘肽（reduced Glutathione,GSH）能以谷胱甘肽自由基（GS·）的形式和内源性有毒代谢物丙烯醛（Acrolein,ACR）结合。同时,我们证明了药物RES也可与细胞中的GS·结合。利用自由基捕获剂来捕获ACR、RES与GSH反应过程中的GS·,并通过紫外-可见分光光度法、质谱法以及理论计算等对两种反应的机理进行了进一步研究。密度泛函理论结果表明,与GS·与ACR之间的反应相比,GS·与药物RES的反应比更容易发生。此外,在癌细胞培养过程中加入RES后得到了RES与GSH的加合物GS-RES;进一步的研究表明超过77.6%的RES在癌细胞中被GSH消耗。由于在许多癌细胞中都观察到GSH的浓度偏高,因此从本研究结果可以推断出细胞中内源性的GS·可能是导致化疗期间抗肿瘤药物药效降低的重要因素之一,在临床治疗和药物开发中应予以特别关注。第三章基于多响应荧光探针同时定量分析癌细胞中的三种硫醇谷胱甘肽（reduced Glutathione,GSH）、半胱氨酸（Cysteine,Cys）和同型半胱氨酸（Homocysteine,Hcy）是生物体内非常重要的三种硫醇。由于它们在体内是共存的,为了满足实际需要,对它们的同时定量测定是非常有必要的。虽然目前已经研发了大量的荧光探针（包括多响应荧光探针）,但由于光谱信号的重叠以及细胞内环境的复杂性,同时准确定量分析细胞内多种硫醇仍然存在一定的困难。本研究采用多响应荧光探针同时定量分析细胞内的GSH、Cys和Hcy。利用密度泛函理论进一步研究了荧光探针与三种硫醇之间的作用机理,结果表明三种硫醇中Hcy与探针作用所需要的激发能量最低。为了实现对三种硫醇的同时定量分析,我们采用了Tchebichef图像矩（Tchebichef image moment,TiM）方法。作为目标组分的特征变量,TiM方法可以方便地提取多种目标组分的特征信息。从三维（three-dimensional,3D）荧光光谱灰度图像出发,我们计算得到了代表各个组分信息的Tchebichef图像矩值,然后采用逐步回归的方法建立定量线性模型。该分析方法的日内和日间精密度分别低于5.6%和8.7%,Cys、GSH和Hcy的检测限分别为0.11μM,0.35μM和0.18μM。回收率在97.0%到105.9%之间。此外,该方法还应用于MCF-10A细胞和MDA-MB-231癌细胞中Cys、GSH和Hcy的同时定量测定。结果表明,癌细胞中三种硫醇的浓度均高于正常细胞中硫醇的浓度。本研究不仅为复杂细胞环境中多目标生物分子的定量研究提供了一种有效的方法,而且进一步拓展了多响应荧光探针的应用范围。第四章血清中单胺类神经递质的同时定量分析研究神经递质是内源性的化学信使,在神经元和其他细胞之间传递和转换特定的信号。它们可以作为生物标记物用于许多疾病的诊断分析研究。在此,我们发展了一种电化学与化学计量学相结合的方法,可以同时定量分析人血清中单胺类神经递质,包括多巴胺（Dopamine,DA）、血清素（又名5-羟色胺,5-hydroxytryptamine,5-HT）、肾上腺素（Epinephrine,EP）以及去甲肾上腺素（Norepinephrine,NE）。采用电沉积法制备了还原氧化石墨烯（Reduced Graphene Oxide,RGO）修饰的玻碳电极RGO/GCE,并用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）和电化学技术对该修饰电极进行了表征。差示脉冲伏安（Differential Pulse Voltammetry,DPV）测试结果表明四种神经递质之间存在比较严重的伏安信号重叠现象。为了实现这四种神经递质的同时测定,我们利用课题组提出的Tchebichef曲线矩（Tchebichef curve moment,TcM）方法从伏安图中得到每个目标组分的特征信息,并通过逐步回归建立定量模型进行多目标组分的同时定量分析。该分析方法的日内和日间精密度分别低于3.5%和8.1%,四种神经递质DA、EP、NE和5-HT的检测限分别达到0.074μM,0.104μM,0.084μM和0.097μM。回收率在83.5%到111.6%之间。以上结果表明,我们提出的方法简便、可靠,可实现人血清中多种神经递质的同时测定。第五章一锅法合成CuNCs/RGO纳米复合材料及其对人血清中肝素的灵敏检测利用简便的一锅法来合成铜纳米簇（CuNCs）修饰的还原氧化石墨烯（CuNCs/RGO）纳米复合材料,其中CuNCs通过与GSH功能化的还原氧化石墨烯之间的配体交换作用附着在石墨烯表面。我们对合成的纳米复合材料进行了紫外、红外、质谱以及透射电镜等表征,同时利用密度泛函理论对CuNCs的结构进行了详细的研究,发现Cu3R2簇结构(R=C10H16O6N3S)能量最低,推测是CuNCs的主要组成结构。由于CuNCs和还原氧化石墨烯（RGO）之间存在光诱导电子转移过程,致使CuNCs/RGO纳米复合材料的荧光很弱。发现该纳米复合材料在肝素（Heparin,Hep）的作用下,波长为595 nm处的荧光会明显增强。基于此我们构建了CuNCs/RGO纳米复合材料荧光传感平台来灵敏检测人血清中的Hep,并对复合材料荧光猝灭的机理以及Hep的传感机理作了进一步的研究。另外,在含有2%人血清样品的缓冲溶液中Hep的检测限可以达到26 nM;线性范围在0.1-10μM之间,加标回收率结果满意,在96.6%104.7%之间。以上结果说明我们制备的CuNCs/RGO纳米复合材料能够应用于人血清样品中Hep的灵敏检测。第六章基于血浆三维荧光光谱对结肠直肠癌的早期诊断分析研究结肠直肠癌（colorectal cancer,CRC）是胃肠道中常见的恶性肿瘤。由于CRC的早期症状不明显以及对该病缺乏有效的筛查方法,导致CRC筛查率在一般人群中仍然较低。因此,急需发展一种快速、可靠的方法来进行CRC的早期诊断。恶性组织上相关的生物分子如嘌呤核苷酸和卟啉等会在紫外可见区域产生一个宽的荧光发射光谱范围。本章提出了一种基于Tchebichef图像矩的偏最小二乘-判别分析（TiM-PLS-DA）方法,可以从三类血浆样本（CRC患者样本、腺瘤患者样本和健康受试者样本）的三维荧光光谱中进行快速诊断。建立的分类模型对CRC癌症样本预测的准确率达到了84%。我们采用Venetian blinds交互检验方法对建立的模型进行了验证。交叉验证集和测试集的分类误差率均低于0.16,CRC检测的灵敏度和特异性分别为0.95和0.88。另外,我们利用受试者工作特征曲线（Receiver Operating Characteristics,ROC）对模型诊断能力进行的进一步的检验,CRC样本的ROC曲线下面积（Area Under Curve,AUC）达到0.94。和已有方法相比,血浆荧光光谱结合TiM-PLS-DA方法对CRC的早期诊断具有较大的优势,将为临床癌症诊断分析提供一种潜在的替代方法。第七章总结与展望
周鸿[8]（2020）在《人工平面超材料的电磁特性及其传感应用研究》文中研究指明随着“中国制造2025”战略的推进和物联网应用的发展,传感技术得到了亘古未有的重视,更迎来了千载难逢的发展机遇。基于微纳加工工艺的新型生物、气体和光学等智能传感是当前传感技术研究的重点。超材料是一类具备自然界中天然材料所不具有的超常物理性能的人工复合材料,基于超材料的传感技术具备小型化、灵敏度高、结构简单和灵活度高等优势,在生物、气体和光学领域展现出广阔的应用前景,符合当前传感技术的发展趋势。论文面对“中国制造2025”和物联网对新型生物、气体和光学等智能传感的需求,从微波、太赫兹和红外光学三个波段入手,开展了超材料传感技术在生物、气体和光学领域中的应用研究。论文从描述电磁场的麦克斯韦方程组出发,阐述了超材料在电磁场中的理论基础,建立了集总元件等效电路模型和时域耦合模模型;设计、仿真和加工制备了用于生物传感的超材料试纸、双层互补式太赫兹生物传感器和用于气体传感的红外超材料多气体复合传感器;表征了所研制的超材料传感器的微观形貌;搭建了超材料传感器的测试平台;完成了超材料传感器在生物和气体传感上的性能测试;系统地分析了超材料传感器的测试结果和影响因素;讨论了超材料传感器对比其他类型传感器的传感优势。本论文的主要工作和研究结果如下:（1）从描述电磁场的麦克斯韦方程组出发,阐述了超材料在电磁场中的理论基础,讨论了超材料传感应用所涉及的电磁谐振特性,研究了电磁激励方式对超材料谐振特性的影响,建立了集总元件等效电路模型和时域耦合模模型。结果表明,集总元件等效电路模型适合于微波和太赫兹波段的超材料传感器的分析,时域耦合模模型适合于红外光学波段的超材料传感器的分析。（2）研究了超材料在微波领域的传感应用,采用荫罩式掩膜沉积技术和喷蜡打印技术制备了超材料试纸。超材料试纸利用谐振器感应免疫层析组件所捕获的目标分子可以实现目标分子的检测。结果表明,超材料试纸的检测极限和灵敏度分别达到了0.784 ng/m L和10.214 MHz（ng/m L）,其中,检测极限比用裸眼判断的胶体金试纸高63倍（50 ng/m L）,其稳定性比用荧光素标记物的荧光试纸的稳定性高18倍。此外,超材料试纸避免了光学方法中自吸收、镜面反射和长期信号猝灭等干扰。（3）研究了超材料在太赫兹领域的传感应用,采用光刻和电子束蒸镀工艺制备了双层互补式太赫兹生物传感器。传感器利用双层互补式超材料结构激发增强场可以高灵敏地感应场中分析物。结果表明,双层互补式结构可以提升传感器的灵敏度,互补式传感器的灵敏度比凸形传感器和凹形传感器的灵敏度分别高7到18倍。此外,传感器表现出很强的偏振不敏感性,并在±50°以上的宽入射角范围内可以保持高谐振状态。此外,互补式太赫兹生物传感器具备监测链霉亲和素和生物素结合的状态能力,检测生物素的灵敏度达到153 GHz/μM。（4）研究了超材料在红外光学领域的传感应用,利用步进扫描光刻技术和离子束刻蚀技术加工制备出红外超材料多气体复合传感器。红外超材料多气体复合传感器利用表面增强红外吸收效应和金属有机框架功能材料可以实现更高性能的气体检测能力。结果表明,红外超材料多气体复合传感器可同时对CO2和CH4进行片上传感,其响应时间短（<1分钟）、精度高（最大误差:CO2:1.1%,CH4:0.4%）、探测极限高（CO2:80 ppm,CH4:230 ppm）和在宽浓度范围（0 ppm至2.5×104ppm）中具有出色的线性。所介绍的方法十分灵活,可以通过设计更多的谐振和开发合适的金属有机框架来扩展传感器的检测气体的数量。
王磊[9]（2020）在《基于反应分子动力学模拟的等离子体与DNA分子相互作用的机理研究》文中提出等离子体医学（plasma medicine）是等离子体科学与生物医学学科交叉融合而成的一门新型研究领域。近年来,大气压低温等离子体（Cold Atmospheric Plasma,CAP）技术飞速进步,极大地推动了等离子体医学（plasma medicine）的发展进程。CAP中存在许多种活性组分,其中活性氧粒子（Reactive Oxygen Species,ROS）被认为是CAP发挥生物医学作用的关键成分。ROS可以与生物组织或细胞内的生物分子相互作用,改变其分子结构;还可能作为信号因子影响细胞的正常生理过程。本课题组通过实验证明了经CAP活化之后的磷虾油具有高效的抑癌活性,这说明ROS导致了磷虾油成分的改变,其具体的变化过程以及磷虾油活性提高的机理无法通过实验测定,仍需要进一步的探索。此外,还有研究表明等离子体可以有效杀灭癌细胞,且被灭活的癌细胞内存在碎裂的DNA片段,这被认为是ROS所导致的,但是人们对ROS与DNA分子具体反应的微观机理的认知还没有十分清晰,同样需要进一步的深入研究。随着计算机技术的发展,分子模拟技术成为探究物质之间微观反应机理的重要手段,它可以突破实验检测手段的单一性和局限性,是对实验方法和理论方法的有力补充,近年来,越来越多的学者将分子模拟技术应用到等离子体医学的研究中,受到了广泛的认可。本文正是利用反应分子动力学模拟的方法对上述现象进行了微观机理的探索,并对当前热门的等离子体剂量问题进行了初步的研究。本文的主要内容主要分为以下几个方面:1.概括介绍了大气压低温等离子体,综述了 CAP在生物医学方面的应用,论证了分子模拟应用于生物医学领域的可行性。又介绍了本文所用的反应分子动力学模拟方法以及ReaxFF力场,详细讲解了反应分子动力学方法的原理,并对模拟模型的建立和预处理过程进行了论述。再以艾滋病病毒衣壳蛋白结构为算例,分析了等离子体ROS与衣壳蛋白的反应微观过程,并讨论了剂量作用的影响,证实了反应分子动力学方法的有效性。2.对磷虾油的主要成分进行了分析,选用EPA和DHA两种多不饱和脂肪酸以及虾青素这三种具有抗癌效果的成分作为研究对象,建立相应模型,进行反应分子动力学模拟,分析化学反应的反应路径以及相关产物。经过模拟发现虾青素在等离子体作用下,α-羟基酮结构遭到破坏,虾青素不能继续保持强抗氧化性,这对它的抗癌效应也有很大的影响,同时也失去了对氧化EPA和DHA的保护效果;EPA和DHA在ROS的作用下,一方面,分子上的隔离双键结构转化成为活性更高的共轭多烯键结构,另一方面,末端甲基有几率可以被氧化为醛基,最终生成不饱和醛,这种不饱和醛存在生物毒性,可以对癌细胞造成损伤。因此EPA和DHA在被等离子体处理之后可以转化成为生物性能更活跃的结构,很可能就是磷虾油经等离子体活化后抑癌效果提升的关键所在。3.选用了等离子体ROS中的基态氧原子、羟基和过氧化氢分子分别与构成DNA的四种基本脱氧核苷酸进行反应分子动力学模拟。通过模拟发现,氧原子和羟基可以通过夺氢作用破坏脱氧核苷酸的碱基以及脱氧核糖结构,有几率导致DNA分子内氢键以及磷酸二酯键的断裂,从而引起DNA双链分离,甚至DNA骨架断裂。过氧化氢分子既能从碱基上夺氢,也能将自身氢原子加成到碱基上影响碱基上氢原子的分布,从而破坏DNA分子间氢键,但是过氧化氢分子对脱氧核糖部分的几乎无影响。氧原子在三种ROS中的夺氢效果最优,其次是羟基,最后是过氧化氢分子,而且胞嘧啶和鸟嘌呤要比胸腺嘧啶和腺嘌呤更易被夺氢。再通过对多浓度下氧原子的夺氢效果的对比发现碱基上失去氢原子的概率随着氧原子浓度的提高而提高,脱氧核糖上的失氢概率也表现出相似的趋势,但是断链和核糖开环的概率并未随氧原子浓度的升高而升高,而是相对来说很早的就保持在一个水平上,这主要是由于高浓度下产生环上烯键的原因。
李保玉[10]（2020）在《带有缺陷的石墨烯纳米材料与生物分子相互作用机理研究》文中进行了进一步梳理随着纳米技术和纳米科学的飞速发展,纳米材料特别是碳基纳米材料由于其优越的物理和化学性质而被广泛地应用于生物医学等领域并取得了良好的进展,例如,作为药物载带和基因传递的平台,作为细胞和组织标记及显像剂,用于肿瘤光热和光动力疗法。另一方面,纳米材料的生物安全性问题也同样引起了人们极大的研究兴趣。纳米材料进入生物系统中与重要生物分子（例如,蛋白质,核酸和生物膜）在分子甚至原子水平上的相互作用是它们获得生物功能的关键。由于所使用的制备方法以及环境和操作条件的影响,实验制备的纳米材料并不是完美的,而是不可避免地会产生各种缺陷（例如,局部缺陷或褶皱等）。尽管生物分子与纳米材料之间的相互作用已经通过实验和理论方法得到了大量的研究,但是缺陷在其中的作用却仍所知甚少。在论文中,本人利用分子动力学模拟方法,研究了带有局部缺陷的石墨烯与YAP65WW结构域,带有褶皱缺陷的石墨烯与dsDNA和HP35蛋白之间的相互作用。结果表明,YAP65WW结构域在理想石墨烯上能够很好地保存其天然结构,然而在带有局部缺陷的石墨烯上会发生严重的解折叠。这是由于YAP65WW结构域中带电的氨基酸与石墨烯的缺陷处具有很强的静电相互作用,使得蛋白质部分被锚定在缺陷处,而蛋白质其他部分却能在石墨烯无缺陷区域相对自由地运动,这种运动的差异致使整个蛋白质发生解折叠。对于带有褶皱的石墨烯与dsDNA的模拟,结果显示dsDNA结合到带有褶皱缺陷的石墨烯表面时会发生严重的去折叠,而结合到理想的石墨烯纳米片上则会保持其完整的结构。进一步的自由能分析表明,dsDNA末端碱基与石墨烯褶皱区域具有远强于其与石墨烯平整区域的结合能。dsDNA末端的一个碱基会被较强的锚定在褶皱区域,而dsDNA其余部分则能够在平整区域移动并对锚定碱基产生较强的“拉伸”力,从而导致头部碱基对之间氢键的断裂和局部解折叠。这种解折叠就像拉开拉链的拉头一样,会逐渐扩展到下一个碱基对。这种“拉链式”的解折叠方式使得更多的碱基暴露于褶皱区域,加速了 dsDNA的变形。在带有褶皱缺陷的石墨烯与HP35蛋白相互作用中,我们也发现了类似的解折叠现象。我们的这些发现厘清了形貌缺陷在石墨烯与生物分子相互作用中的重要性,并加深了石墨烯形貌结构对生物分子构象影响的认识。
二、Advances in modeling of biomolecular interactions（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Advances in modeling of biomolecular interactions（论文提纲范文）
（1）局部自由能地貌图理论及其在蛋白质结构优化中的应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRCT |
| 部分缩略词注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 分子模拟中最基本的挑战 |
| 1.2.1 精确描述分子相互作用 |
| 1.2.2 构象空间采样中固有的低效率 |
| 1.3 加速分子模拟的方法 |
| 1.3.1 粗粒化 |
| 1.3.2 增强采样 |
| 1.4 机器学习在分子动力学模拟中的应用 |
| 1.4.1 机器学习方法对力场的拟合 |
| 1.4.2 机器学习在粗粒化中的应用 |
| 1.4.3 机器学习在增强采样中的应用 |
| 1.5 分子模拟中的重复局部采样 |
| 1.6 局部自由能地貌图方法 |
| 1.6.1 局部自由能地貌图方法概述 |
| 1.6.2 广义溶剂化自由能理论的局部自由能地貌图实现 |
| 1.6.3 关于粗粒化、增强采样和局部自由能地貌图方法之间的联系 |
| 1.7 局部自由能地貌图初步应用验证 |
| 1.7.1 蛋白质结构评估 |
| 1.7.2 蛋白质结构优化 |
| 1.7.3 CASP比赛 |
| 1.8 本论文主要研究内容 |
| 第二章 神经网络方法概述 |
| 2.1 多层感知机 |
| 2.2 长短期记忆网络 |
| 2.3 激活函数和代价函数 |
| 2.4 计算图 |
| 2.5 自动微分技术 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 基于计算图的自由能对蛋白质主链结构优化 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 数据和方法 |
| 3.2.1 测试数据 |
| 3.2.2 广义溶剂化自由能的局部最大似然估计介绍 |
| 3.2.3 局部自由能地貌图训练 |
| 3.2.4 优化过程 |
| 3.2.5 优化中的LOSS函数 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 局部极大似然估计优化的研究 |
| 3.3.2 Smooth_L1 项对优化的影响 |
| 3.3.3 氨基酸权重对优化的影响 |
| 3.3.4 GSFE-refinement在 Refine D数据集上的表现 |
| 3.3.5 GSFE-refinement对 CASP11和CASP12 数据测试 |
| 3.3.6 GSFE-refinement在 CASP14 中的表现 |
| 3.3.7 讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 蛋白质侧链重排 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 数据和方法 |
| 4.2.1 装配流程 |
| 4.2.2 LSTM预测侧链二面角χ1 |
| 4.2.3 构建Rotamer |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 侧链构象熵分析 |
| 4.3.2 装配后二面角精度比较 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| S1 补充数据 |
| S2 程序和结构数据简介 |
| 作者简介及博士期间科研成果 |
| 后记和致谢 |
（2）面向癌症标记物甲基化检测的太赫兹时域光谱分析方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 太赫兹技术在核酸研究上的进展 |
| 1.2.2 太赫兹技术在蛋白质研究上的进展 |
| 1.2.3 太赫兹技术在糖类研究上的进展 |
| 1.2.4 太赫兹技术在甲基化生物分子研究上的进展 |
| 1.3 本文研究内容与结构安排 |
| 1.3.1 课题提出 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 章节安排 |
| 第二章 生物样本的太赫兹时域光谱检测技术 |
| 2.1 太赫兹时域光谱检测技术 |
| 2.2 检测样品的透射式时域光谱系统 |
| 2.2.1 透射式时域光谱检测系统 |
| 2.2.2 透射式时域光谱系统的样品参数提取模型 |
| 2.2.3 基于透射式时域光谱检测的固体样品架设计 |
| 2.2.4 基于透射式时域光谱检测的液体池设计与稳定性分析 |
| 2.3 太赫兹光谱主要分析方法 |
| 2.3.1 主成分分析方法 |
| 2.3.2 光谱匹配算法 |
| 2.3.3 偏最小二乘回归分析算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 胞嘧啶甲基化的太赫兹时域光谱检测 |
| 3.1 问题的提出 |
| 3.2 胞嘧啶的太赫兹时域光谱检测机理研究 |
| 3.2.1 建模仿真的基本原理和流程 |
| 3.2.2 分子内振动仿真结果 |
| 3.2.3 分子间振动仿真结果 |
| 3.3 胞嘧啶的太赫兹时域光谱实验分析 |
| 3.3.1 实验样品介绍及制备 |
| 3.3.2 胞嘧啶与5-甲基胞嘧啶太赫兹时域光谱分析判别 |
| 3.3.3 胞嘧啶与5-甲基胞嘧啶太赫兹时域光谱定量分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 蛋白质溶液太赫兹时域光谱检测及甲基化定性判别 |
| 4.1 问题的提出 |
| 4.2 蛋白质溶液的太赫兹响应研究 |
| 4.2.1 液体实验样品制备 |
| 4.2.2 蛋白质溶液水合层变化在太赫兹光谱中的非线性特性 |
| 4.2.3 不同蛋白质溶液检测识别的难点 |
| 4.3 基于多分辨小波信息熵的蛋白质溶液太赫兹谱图特征选择方法 |
| 4.3.1 小波变化的信号处理方法概述 |
| 4.3.2 基于多分辨小波信息熵的太赫兹光谱提取方法有效性分析 |
| 4.4 甲基化蛋白质溶液的识别 |
| 4.4.1 分类算法 |
| 4.4.2 基于SVM的甲基化蛋白质溶液识别流程 |
| 4.4.3 基于K-Means算法和支持向量机算法的甲基化蛋白质溶液识别结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 甲基化蛋白质溶液的太赫兹时域光谱检测及浓度回归分析 |
| 5.1 问题的提出 |
| 5.2 基于最大信息系数的太赫兹光谱特征提取方法原理 |
| 5.3 甲基化蛋白质溶液浓度回归算法 |
| 5.3.1 回归模型评价指标 |
| 5.3.2 支持向量回归算法 |
| 5.3.3 基于最大信息系数的支持向量回归算法流程 |
| 5.4 实验验证与结果分析 |
| 5.4.1 实验设计 |
| 5.4.2 太赫兹吸收系数响应分析 |
| 5.4.3 常规方法回归结果分析 |
| 5.4.4 太赫兹光谱特征提取分析 |
| 5.4.5 基于最大信息系数方法的回归结果分析 |
| 5.4.6 结果综合分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
| 参加的科研工作和成果 |
（3）石墨烯等离激元效应在分子指纹检测中的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文组织结构 |
| 2 石墨烯表面等离激元效应相关理论 |
| 2.1 石墨烯特性 |
| 2.1.1 石墨烯概述 |
| 2.1.2 石墨烯电导率 |
| 2.2 表面等离激元 |
| 2.2.1 表面等离激元原理 |
| 2.2.2 石墨烯等离激元效应 |
| 2.3 表面增强红外吸收 |
| 2.4 数值计算方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 中红外分子指纹检测器件结构设计与分析 |
| 3.1 单谐振石墨烯纳米带传感器 |
| 3.1.1 石墨烯纳米带结构设计 |
| 3.1.2 结果分析与讨论 |
| 3.2 多谐振石墨烯纳米带传感器 |
| 3.2.1 石墨烯纳米带结构设计 |
| 3.2.2 结果分析与讨论 |
| 3.3 多谐振石墨烯纳米盘传感器 |
| 3.3.1 石墨烯纳米盘结构设计 |
| 3.3.2 结果分析与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 太赫兹分子指纹检测器件结构设计与分析 |
| 4.1 多谐振石墨烯SRR传感结构设计 |
| 4.2 结果分析与讨论 |
| 4.2.1 电可调谐性 |
| 4.2.2 几何参数调控 |
| 4.2.3 折射率传感特性 |
| 4.2.4 斜入射特性与极化特性 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（4）海参肽抗疲劳的作用及机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 中英文缩略语对照表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 抗疲劳生物活性蛋白肽研究进展 |
| 1.1.1 背景概述 |
| 1.1.2 运动性疲劳发生机制 |
| 1.1.3 抗疲劳蛋白活性肽研究进展 |
| 1.2 海参肽抗疲劳研究进展 |
| 1.2.1 海参肽抗疲劳研究现状 |
| 1.2.2 海参肽研究进展 |
| 1.2.3 海参肽研究小结 |
| 1.3 海参肽抗疲劳生物信息学研究 |
| 1.3.1 生物信息学研究背景 |
| 1.3.2 生物分子网络 |
| 1.3.3 疲劳的生物分子网络背景 |
| 1.3.4 活性肽功能预测 |
| 1.4 立题意义与主要研究内容 |
| 1.4.1 立题意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 实验材料与仪器 |
| 2.1.1 实验动物 |
| 2.1.2 实验材料 |
| 2.1.3 实验仪器与设备 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 海参肽制备 |
| 2.2.2 海参肽分子量分布及氨基酸组成测定 |
| 2.2.3 实验动物饲养 |
| 2.2.4 行为学实验 |
| 2.2.5 组织及样品收集 |
| 2.2.6 基础生化指标检测 |
| 2.2.7 DPPH·清除率测定 |
| 2.2.8 海参肽分离鉴定 |
| 2.2.9 海参肽功能预测与鉴定 |
| 2.2.10 细胞模型建立及样品收集 |
| 2.2.11 实时荧光定量PCR(RT-PCR) |
| 2.2.12 免疫印迹试验 |
| 2.3 数据处理与分析 |
| 3 结果与讨论 |
| 3.1 海参肽对小鼠疲劳模型的脂肪分解、糖异生和线粒体供能的影响 |
| 3.1.1 海参肽分子量分布 |
| 3.1.2 海参肽氨基酸组成 |
| 3.1.3 海参肽对体重、采食量、心脏和骨骼肌质量的影响 |
| 3.1.4 海参肽对小鼠前肢握力和疲劳转棒试验的影响 |
| 3.1.5 海参肽对疲劳相关生化指标的影响 |
| 3.1.6 海参肽对氧化应激及炎症因子水平的影响 |
| 3.1.7 海参肽对糖异生和脂肪分解代谢的影响 |
| 3.1.8 海参肽对线粒体供能的影响 |
| 3.1.9 海参肽对AMPK和 SIRT1 的影响 |
| 3.1.10 讨论 |
| 3.1.11 小结 |
| 3.2 基于生物信息学方法的海参肽抗疲劳作用机制分析及细胞验证 |
| 3.2.1 海参肽分离鉴定 |
| 3.2.2 抗疲劳差异基因数据集分析 |
| 3.2.3 海参肽抗疲劳功能靶点分析 |
| 3.2.4 蛋白互作网络分析及海参肽功能评分 |
| 3.2.5 GO分析 |
| 3.2.6 H_2O_2介导的氧化应激模型和海参肽干预的保护作用 |
| 3.2.7 合成海参肽对细胞炎症的干预作用 |
| 3.2.8 讨论 |
| 3.2.9 小结 |
| 主要结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附表 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（5）基于清洁生产理念的环境友好型PCNs衍生物设计及其风险调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及其意义 |
| 1.1.1 PCNs的危害 |
| 1.1.2 PCNs的使用与分布 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 理论计算化学的国内外研究进展 |
| 1.2.2 环境友好型替代品的国内外研究进展 |
| 1.2.3 环境中PCNs污染水平的国内外研究进展 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 第2章 计算软件与方法 |
| 2.1 计算软件 |
| 2.2 计算方法与系统配置 |
| 2.2.1 系统配置 |
| 2.2.2 计算方法 |
| 第3章 基于传统3D-QSAR模型的环境友好型PCNs替代品源头控制设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PCNs各POPs特性数据来源 |
| 3.3 基于PCNs辛醇/水分配系数(K_(ow))的低富集性替代品设计 |
| 3.3.1 PCNs分子生物富集性3D-QSAR模型的构建 |
| 3.3.2 PCNs分子富集性CoMFA和CoMSIA模型评价、分析与验证 |
| 3.3.3 低生物富集性PCNs衍生物设计 |
| 3.3.4 低生物富集性PCNs衍生物POPs特性及功能特性评价 |
| 3.3.5 PCNs生物富集性验证分析 |
| 3.4 基于PCNs蒸汽压系数(logPL)的低迁移性替代品设计 |
| 3.4.1 PCNs远距离迁移性(logPL) 3D-QSAR模型的构建 |
| 3.4.2 PCNs远距离迁移性CoMSIA模型的评价、分析和验证 |
| 3.4.3 低迁移性PCNs衍生物设计 |
| 3.4.4 新型PCNs衍生物远距离迁移性及功能特性评价 |
| 3.5 基于PCNs降解性(total-score)的高降解性替代品设计 |
| 3.5.1 PCNs降解性(total-score) 3D-QSAR模型的构建 |
| 3.5.2 PCNs分子降解性的3D-QSAR模型评价与分析 |
| 3.5.3 新型PCNs分子POPs特性及功能特性评价 |
| 3.5.4 易降解PCNs衍生物分子设计 |
| 3.5.5 PCNs及其衍生物分子风险评价体系构建及评价 |
| 3.5.6 PCNs分子生物降解性机理分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于修正3D-QSAR模型的环境友好型PCNs替代品源头控制设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于PCNs生物毒性(logEC50)的低毒性替代品设计及其健康风险评价 |
| 4.2.1 PCNs分子生物毒性(logEC50) 3D-QSAR模型的建立和评价 |
| 4.2.2 低毒性PCNs分子的设计 |
| 4.2.3 基于3D-QSAR模型的新型PCNs分子POPs特性及功能特性评价 |
| 4.2.4 基于2D-QSAR模型的PCNs及其衍生物毒性及风险机理分析 |
| 4.3 基于PCNs多POPs特性的环境友好型替代品设计 |
| 4.3.1 数据来源 |
| 4.3.2 多效应3D-QSAR模型构建及评价 |
| 4.3.3 低综合效应指数PCNs衍生物分子设计 |
| 4.3.4 PCNs衍生物环境综合效应评价、POPs特性及功能性评价 |
| 4.3.5 基于分子动力学模拟的新型PCNs衍生物分子环境特性验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于3D-QSAR、分子对接与分子动力学的PCNs污染过程调控研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 PCNs对人工养殖区水生生态系统食物链的联合毒性机理及调控 |
| 5.2.1 PCNs水生生物单毒性及联合毒性数据来源 |
| 5.2.2 PCNs水生生物毒性机制分析 |
| 5.2.3 基于分子动力学模拟的PCNs水生生物毒性效应调控验证 |
| 5.3 PCNs对工业污染区工作人员人体暴露风险调控 |
| 5.3.1 PCNs对内分泌干扰受体的单效应及综合效应表征 |
| 5.3.2 PCNs内分泌干扰效应机理分析 |
| 5.3.3 降低工业污染区PCNs对人体内分泌干扰效应的调控方案 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于分子改造、分子对接与分子动力学的PCNs污染末端治理研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 植物-微生物联合修复系统多途径同时去除污染土壤中的PCNs |
| 6.2.1 联合修复系统去除污染土壤中PCNs多指标综合评价体系构建 |
| 6.2.2 促进植物-微生物修复土壤中PCNs最佳外界刺激条件的筛选 |
| 6.3 多情景下PCNs污染土壤的有机联合修复 |
| 6.3.1 蛋白及PCNs分子结构来源 |
| 6.3.2 基于情景分析的植物-微生物联合修复效率综合评价体系构建 |
| 6.3.3 多情景下植物-微生物联合修复PCNs污染土壤的修复机理研究方法 |
| 6.3.4 植物-微生物联合修复PCNs污染土壤关键蛋白/酶的基因重组 |
| 6.3.5 多情景下促进植物-微生物联合高效修复PCNs污染土壤条件确定 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）磷脂酶D功能部位识别及催化合成磷脂酰丝氨酸反应体系研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 磷脂酶D研究进展 |
| 1.1.1 磷脂酶D来源和功能 |
| 1.1.2 磷脂酶D的应用研究 |
| 1.1.3 磷脂酰基转移反应体系研究进展 |
| 1.2 磷脂酶D作用机制研究进展 |
| 1.2.1 动力学研究方法 |
| 1.2.2 晶体结构学研究方法 |
| 1.2.3 分子对接研究方法 |
| 1.2.4 量子化学研究方法 |
| 1.2.5 分子动力学模拟研究方法 |
| 1.3 酶分子改造研究进展 |
| 1.3.1 酶分子非理性定向进化策略 |
| 1.3.2 酶分子半理性定向进化策略 |
| 1.3.3 酶分子理性定向进化策略 |
| 1.4 选题意义及研究内容 |
| 1.4.1 选题意义 |
| 1.4.2 研究内容与研究目标 |
| 第二章 磷脂酶D底物结合模式及磷脂酰基转移反应动力学研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模拟方法与实验方法 |
| 2.2.1 磷脂酶D模型构建 |
| 2.2.2 溶剂及配体结构准备 |
| 2.2.3 分子对接 |
| 2.2.4 分子动力学模拟 |
| 2.2.5 材料与设备 |
| 2.2.6 磷脂酶D催化生成磷脂酰丝氨酸 |
| 2.2.7 磷脂酶D的回收再利用 |
| 2.2.8 反应动力学模型参数求解 |
| 2.3 磷脂酰基转移反应分子机制的研究 |
| 2.3.1 Streptomyces sp.PMF PLD催化磷脂酰基转移反应机制的探究 |
| 2.3.2 Streptoverticillium cinnamoneum PLD催化磷脂酰基转移反应机制的探究 |
| 2.4 磷脂酶D催化磷脂酰基转移反应生成PS动力学模型的构建 |
| 2.5 磷脂酶D催化磷脂酰基转移反应生成PS动力学模型的评价 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 磷脂酶D表面疏水结合作用及水-固固定化酶磷脂酰基转移反应体系构建 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法与模拟方法 |
| 3.2.1 材料与设备 |
| 3.2.2 改性硅胶的制备 |
| 3.2.3 PC在改性硅胶载体表面的吸附实验 |
| 3.2.4 偶联剂修饰法水介质反应体系制备PS |
| 3.2.5 PC在偶联剂修饰硅胶表面吸附模型的确定 |
| 3.2.6 偶联剂修饰法水介质反应体系PS的连续化生产 |
| 3.2.7 共价固定化PLD的制备 |
| 3.2.8 共价固定化PLD水介质反应体系制备PS |
| 3.2.9 共价固定化PLD的重复利用 |
| 3.2.10 分子对接 |
| 3.2.11 分子动力学模拟 |
| 3.2.12 PS微胶囊的制备 |
| 3.3 PC在改性硅胶上的吸附 |
| 3.4 吸附模型的确定 |
| 3.5 改性硅胶构建磷脂酰基反应的水介质反应体系 |
| 3.6 偶联剂修饰法水介质反应体系PS的连续化生产 |
| 3.7 PC在固定化PLD上的吸附 |
| 3.8 固定化PLD构建磷脂酰基反应水介质反应体系 |
| 3.9 固定化PLD水介质反应体系的性能评价 |
| 3.10 固定化PLD的循环再利用 |
| 3.11 PS微胶囊的制备 |
| 3.12 本章小结 |
| 第四章 磷脂酶D底物内迁移机制及水-食用油双液相反应体系研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法与模拟方法 |
| 4.2.1 材料与设备 |
| 4.2.2 水-食用油体系磷脂酰基转移反应合成PS |
| 4.2.3 磷脂含量的测定 |
| 4.2.4 PS微胶囊的制备 |
| 4.2.5 PLD食用油介质体系制备PS反应微单元模型构建 |
| 4.2.6 分子动力学模拟 |
| 4.3 水-食用油体系油溶剂的筛选 |
| 4.4 磷脂酰基转移反应水-椰子油/橄榄油体系的建立 |
| 4.5 水-椰子油/橄榄油体系合成PS |
| 4.6 PS微胶囊产品的制备 |
| 4.7 磷脂酰基转移反应合成PS在不同反应体系中的性能比较 |
| 4.8 底物L-丝氨酸和PC在 Sc PLD表面的扩散 |
| 4.9 底物扩散通道和相应区域结构功能的研究 |
| 4.10 体系溶剂对底物扩散通道的影响 |
| 4.11 本章小结 |
| 第五章 磷脂酶D催化部位识别及结构设计改善磷脂酰基转移活力研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型与方法 |
| 5.2.1 ScPLD及其突变体三级结构的准备 |
| 5.2.2 磷脂酶D虚拟突变位点的确定 |
| 5.2.3 磷脂酶D虚拟突变体文库的筛选 |
| 5.3 Sc PLD待突变位点的确定 |
| 5.4 PLD虚拟突变文库的建立 |
| 5.5 L205虚拟突变体文库的筛选 |
| 5.5.1 分子对接初步筛选L205虚拟突变体文库 |
| 5.5.2 结合自由能计算再次筛选突变体文库 |
| 5.6 Q418虚拟突变体文库的筛选 |
| 5.6.1 分子对接初步筛选Q418虚拟突变体文库 |
| 5.6.2 结合自由能计算再次筛选突变体文库 |
| 5.7 本章小结 |
| 附章 拓展研究--新型冠状病毒主蛋白酶活性区域抑制机制及抗病毒功能性食品因子的高通量筛选研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 模型与方法 |
| 6.2.1 新冠病毒主蛋白酶及配体结构准备 |
| 6.2.2 分子对接 |
| 6.2.3 分子动力学模拟 |
| 6.3 功能性食品成分的整体分析 |
| 6.4 β-谷甾醇及其异构体/类似物/衍生物的性能评价 |
| 6.5 维生素及其异构体/类似物/衍生物的性能评价 |
| 6.6 黄酮类化合物及其异构体/类似物/衍生物的性能评价 |
| 6.7 分子动力学模拟探究酶-抑制剂复合物的稳定性 |
| 6.8 附章小结 |
| 结论 |
| 本文创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）一些重要生物分子的定量及疾病诊断新方法研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言——重要生物分子 |
| 1.1.1 生物硫醇 |
| 1.1.2 神经递质 |
| 1.1.3 肝素 |
| 1.2 纳米材料在重要生物分子检测方面的研究进展 |
| 1.2.1 金属纳米簇 |
| 1.2.2 基于氧化石墨烯的纳米复合材料 |
| 1.3 化学计量学在复杂体系分析中的应用 |
| 1.3.1 化学计量学的发展 |
| 1.3.2 化学计量学在定量分析中的应用 |
| 1.3.3 化学计量学在疾病诊断中的应用 |
| 1.4 本学位论文的研究工作和意义 |
| 1.4.1 小分子生物硫醇谷胱甘肽与药物之间的相互作用研究 |
| 1.4.2 重要生物分子的定量分析研究 |
| 1.4.3 结肠直肠癌的早期诊断分析研究 |
| 1.5 本学位论文的创新点 |
| 第二章 谷胱甘肽自由基与药物白藜芦醇相互作用研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂和仪器 |
| 2.2.2 GS·的产生 |
| 2.2.3 GS·的捕获 |
| 2.2.4 GSH与 ACR的反应 |
| 2.2.5 GSH与 RES的反应 |
| 2.2.6 细胞培养 |
| 2.2.7 荧光光谱测定 |
| 2.2.8 计算方法 |
| 2.3 结果和讨论 |
| 2.3.1 GS·与ACR的反应 |
| 2.3.2 GS·与RES的反应 |
| 2.3.3 密度泛函理论研究反应机理 |
| 2.3.4 细胞中GS-RES的检测 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 基于多响应荧光探针同时定量分析癌细胞中的三种硫醇 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂和仪器 |
| 3.2.2 荧光测定过程 |
| 3.2.3 细胞培养及硫醇的测定 |
| 3.3 数据和方法 |
| 3.3.1 样品和数据 |
| 3.3.2 Tchebichef图像矩介绍 |
| 3.3.3 回归建模 |
| 3.3.4 模型性能评估 |
| 3.3.5 方法的性能评估 |
| 3.4 结果和讨论 |
| 3.4.1 探针与Cys/GSH/Hcy作用研究 |
| 3.4.2 Tchebichef矩值的计算 |
| 3.4.3 建立定量模型 |
| 3.4.4 定量模型及分析方法的性能 |
| 3.4.4.1 定量模型的性能 |
| 3.4.4.2 分析方法的性能 |
| 3.4.5 与N-PLS和 MCR-ALS比较 |
| 3.4.6 细胞中硫醇含量的检测 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 血清中单胺类神经递质的同时定量分析研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 修饰电极的制备 |
| 4.2.4 神经递质的电化学测定 |
| 4.2.5 加标回收实验 |
| 4.3 数据和方法 |
| 4.3.1 样品和数据 |
| 4.3.2 Tchebichef曲线矩方法介绍 |
| 4.3.3 逐步回归建模 |
| 4.3.4 模型性能评估 |
| 4.3.5 方法的性能评估 |
| 4.4 结果和讨论 |
| 4.4.1 RGO修饰电极 |
| 4.4.2 神经递质的电化学行为研究 |
| 4.4.3 Tchebichef矩值的计算 |
| 4.4.4 建立定量模型 |
| 4.4.5 定量模型及分析方法的性能 |
| 4.4.5.1 定量模型的性能 |
| 4.4.5.2 分析方法的性能 |
| 4.4.6 与PLS和 MCR-ALS比较 |
| 4.4.7 血清中四种神经递质含量的检测 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 一锅法合成CuNCs/RGO纳米复合材料及其对人血清中肝素的灵敏检测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 试剂和仪器 |
| 5.2.2 材料的合成 |
| 5.2.3 荧光测定Hep |
| 5.2.4 CCK-8实验 |
| 5.2.5 电化学实验 |
| 5.2.6 DFT计算 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.3.1 CuNCs/RGO纳米复合材料的表征 |
| 5.3.2 CuNCs/RGO纳米复合材料传感平台 |
| 5.3.2.1 传感平台的构建 |
| 5.3.2.2 机理研究 |
| 5.3.2.3 最佳实验条件探索 |
| 5.3.3 复合材料的性能研究 |
| 5.3.3.1 复合材料的稳定性研究 |
| 5.3.3.2 复合材料的生物相容性研究 |
| 5.3.4 缓冲溶液中Hep的检测 |
| 5.3.5 实际样品的检测 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 基于血浆三维荧光光谱对结肠直肠癌的早期诊断分析研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数据和方法 |
| 6.2.1 样品和数据 |
| 6.2.2 方法 |
| 6.2.2.1 Tchebichef图像矩 |
| 6.2.2.2 PLS-DA |
| 6.2.2.3 TiM-PLS-DA |
| 6.2.2.4 计算环境 |
| 6.2.3 模型评价 |
| 6.3 结果和讨论 |
| 6.3.1 Tchebichef矩值的计算 |
| 6.3.2 PLS-DA模型的建立 |
| 6.3.3 TiM-PLS-DA模型分类结果 |
| 6.3.4 方法比较 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（8）人工平面超材料的电磁特性及其传感应用研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 平面超材料传感技术的研究现状 |
| 1.2.1 超材料的发展历史概述 |
| 1.2.2 微波超材料传感应用的研究现状 |
| 1.2.3 太赫兹超材料传感应用的研究现状 |
| 1.2.4 红外超材料传感应用的研究现状 |
| 1.3 本论文的研究工作 |
| 1.3.1 本论文选题依据 |
| 1.3.2 本论文主要研究内容 |
| 2 平面超材料的传感理论与建模仿真 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 平面超材料的基本理论与传感机理 |
| 2.2.1 超材料的理论基础 |
| 2.2.2 微波与太赫兹领域中超材料的电磁谐振特性 |
| 2.2.3 红外光学领域中超材料的表面增强红外吸收效应 |
| 2.3 超材料传感应用中的理论模型 |
| 2.3.1 集总元件等效电路模型 |
| 2.3.2 时域耦合模模型 |
| 2.4 超材料仿真分析中的数值计算方法 |
| 2.4.1 有限元算法(FEM) |
| 2.4.2 时域有限差分法(FDTD) |
| 2.5 本章小结 |
| 3 微波领域中超材料试纸的传感研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超材料试纸的工作机理 |
| 3.3 超材料试纸的加工制备与表征 |
| 3.3.1 实验材料与仪器 |
| 3.3.2 超材料试纸的加工制备流程 |
| 3.3.3 超材料试纸亲水通道的加工及表征 |
| 3.3.4 超材料谐振器的加工及表征 |
| 3.3.5 测流免疫层析组件的加工 |
| 3.4 超材料试纸的传感性能 |
| 3.4.1 超材料试纸的测试平台 |
| 3.4.2 超材料试纸的一致性测试 |
| 3.4.3 超材料试纸的定量检测原理验证 |
| 3.4.4 超材料试纸用于金葡菌的定量检测 |
| 3.4.5 超材料试纸的检测优势分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 太赫兹领域中超材料生物传感器的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 双层互补式太赫兹生物传感器的理论分析 |
| 4.2.1 传感器的工作机理 |
| 4.2.2 传感器的高灵敏度分析 |
| 4.2.3 传感器的Q值分析 |
| 4.2.4 传感器的偏振与入射特性分析 |
| 4.3 双层互补式太赫兹生物传感器的加工与表征 |
| 4.3.1 实验材料与仪器 |
| 4.3.2 传感器的加工与表征 |
| 4.4 双层互补式太赫兹生物传感器的传感性能 |
| 4.4.1 传感器的测试平台 |
| 4.4.2 传感器的一致性测试 |
| 4.4.3 传感器用于生物素与链霉亲和素的检测 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 红外光学领域中超材料气体传感器的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 红外超材料多气体复合传感器的理论分析 |
| 5.2.1 多气体传感器的工作机理 |
| 5.2.2 多气体传感器的谐振可调性 |
| 5.2.3 多气体传感器的理论模型 |
| 5.2.4 多气体传感器增强效应的实验验证 |
| 5.3 红外超材料多气体复合传感器的加工与表征 |
| 5.3.1 实验材料与仪器 |
| 5.3.2 多气体传感器的加工制备 |
| 5.3.3 多气体传感器的表征分析 |
| 5.3.4 多气体传感器的吸附膜厚度确定 |
| 5.4 红外超材料多气体复合传感器的传感性能 |
| 5.4.1 多气体传感器的测试平台 |
| 5.4.2 多气体传感器的稳态传感性能 |
| 5.4.3 多气体传感器的动态传感性能 |
| 5.4.4 多气体传感器的传感优势分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文的主要研究内容与结论 |
| 6.2 论文的创新点 |
| 6.3 论文的不足与后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.攻读博士学位期间发表的相关论文 |
| B.作者在攻读学位期间申请及授权的专利 |
| C.作者在攻读学位期间参与的相关课题 |
| D.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（9）基于反应分子动力学模拟的等离子体与DNA分子相互作用的机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 立题依据与研究意义 |
| 1.2 大气压低温等离子体(CAP) |
| 1.2.1 等离子体概述 |
| 1.2.2 CAP的产生方式 |
| 1.2.3 CAP中的活性成分 |
| 1.3 等离子体活化液体的研究 |
| 1.4 CAP生物医学效应机理的探索 |
| 1.5 分子模拟方法在生物医学中的应用 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第二章 反应分子动力学模拟方法介绍与蛋白质分子算例分析 |
| 2.1 分子模拟方法 |
| 2.1.1 常见的模拟方法简介 |
| 2.1.2 分子动力学方法 |
| 2.2 反应分子动力学与ReaxFF反应力场 |
| 2.2.1 反应分子动力学方法简介 |
| 2.2.2 ReaxFF反应力场 |
| 2.3 模拟过程的模型构建及仿真细节 |
| 2.3.1 分子模型的搭建 |
| 2.3.2 结构封装 |
| 2.3.3 反应参数的设定 |
| 2.4 基态氧原子与HIV衣壳蛋白的反应分析 |
| 2.4.1 衣壳蛋白分子介绍与仿真建模 |
| 2.4.2 氧原子与衣壳蛋白反应的微观过程 |
| 2.4.3 氧原子剂量造成的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 等离子体活化磷虾油的微观机理研究 |
| 3.1 磷虾油简介与模拟对象选择 |
| 3.2 虾青素模拟结果分析 |
| 3.2.1 虾青素建模 |
| 3.2.2 虾青素与氧原子的反应 |
| 3.2.3 虾青素与羟基(-OH)的反应 |
| 3.3 EPA、DHA模拟结果分析 |
| 3.3.1 EPA、DHA分子介绍及仿真建模 |
| 3.3.2 EPA、DHA反应路径分析 |
| 3.4 ROS剂量对反应结果的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 等离子体ROS与DNA分子反应的微观机理研究 |
| 4.1 ROS与脱氧核苷酸反应规律的探索 |
| 4.1.1 脱氧核苷酸介绍及仿真建模 |
| 4.1.2 ROS与含氮碱基的反应 |
| 4.1.3 ROS与脱氧核糖的反应 |
| 4.2 氧原子剂量对DNA分子链的影响 |
| 4.2.1 DNA分子链仿真建模 |
| 4.2.2 DNA分子链反应结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阋及答辩情况表 |
（10）带有缺陷的石墨烯纳米材料与生物分子相互作用机理研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 石墨烯纳米材料研究进展 |
| 1.1 石墨烯的物化性质及制备 |
| 1.1.1 石墨烯的基本物化性质 |
| 1.1.2 石墨烯的制备方法 |
| 1.1.3 石墨烯的缺陷 |
| 1.2 石墨烯基纳米材料在生物医学领域的研究进展 |
| 1.2.1 石墨烯基纳米材料在生物检测领域的应用 |
| 1.2.2 石墨烯基纳米材料在分子成像领域的应用 |
| 1.2.3 石墨烯基纳米材料在癌症治疗领域的应用 |
| 1.2.4 石墨烯基纳米材料在组织工程领域的应用 |
| 1.2.5 石墨烯基纳米材料在抗菌领域的应用 |
| 1.3 石墨烯基纳米材料与生物体系相互作用研究进展 |
| 1.3.1 石墨烯基纳米材料与蛋白质相互作用研究进展 |
| 1.3.2 石墨烯基纳米材料与DNA相互作用研究进展 |
| 1.3.3 石墨烯基纳米材料与细胞膜相互作用研究进展 |
| 1.4 本论文的设计思路 |
| 第二章 全原子分子动力学模拟 |
| 2.1 分子动力学模拟的基本原理 |
| 2.1.1 分子动力学模拟的力场介绍 |
| 2.1.2 分子动力学模拟的平衡态系综及其调控 |
| 2.1.3 分子动力学模拟的常用软件及一般步骤 |
| 2.2 自由能的计算 |
| 2.2.1 利用PMF计算结合自由能 |
| 2.2.2 利用MM/PBSA计算结合自由能 |
| 第三章 带孔状缺陷的石墨烯与蛋白质相互作用研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模拟系统与方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 带有褶皱缺陷的石墨烯与核酸和蛋白质相互作用研究 |
| 4.1 带有褶皱缺陷的石墨烯与DsDNA相互作用研究 |
| 4.1.1 引言 |
| 4.1.2 模型与方法 |
| 4.1.3 结果和讨论 |
| 4.1.4 结论 |
| 4.2 带有褶皱缺陷的石墨烯与蛋白质相互作用研究 |
| 4.2.1 模型与方法 |
| 4.2.2 结果与讨论 |
| 4.2.3 结论 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文 |
| 致谢 |
四、Advances in modeling of biomolecular interactions（论文参考文献）
- [1]局部自由能地貌图理论及其在蛋白质结构优化中的应用[D]. 曹晓勇. 吉林大学, 2021(01)
- [2]面向癌症标记物甲基化检测的太赫兹时域光谱分析方法研究[D]. 陈飘云. 浙江大学, 2021(01)
- [3]石墨烯等离激元效应在分子指纹检测中的研究[D]. 杭艳芬. 西安科技大学, 2021(02)
- [4]海参肽抗疲劳的作用及机制研究[D]. 余毅豪. 江南大学, 2021(01)
- [5]基于清洁生产理念的环境友好型PCNs衍生物设计及其风险调控[D]. 顾雯雯. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [6]磷脂酶D功能部位识别及催化合成磷脂酰丝氨酸反应体系研究[D]. 王姣. 西北大学, 2021(12)
- [7]一些重要生物分子的定量及疾病诊断新方法研究[D]. 殷博. 兰州大学, 2020(01)
- [8]人工平面超材料的电磁特性及其传感应用研究[D]. 周鸿. 重庆大学, 2020(02)
- [9]基于反应分子动力学模拟的等离子体与DNA分子相互作用的机理研究[D]. 王磊. 山东大学, 2020(10)
- [10]带有缺陷的石墨烯纳米材料与生物分子相互作用机理研究[D]. 李保玉. 苏州大学, 2020(06)