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当期目录

    2011年 第17卷 第4期    刊出日期:2011-08-30
    特稿
    转炉铁水预处理脱磷的基础理论分析
    徐匡迪,肖丽俊
    2011, 17(4):  331-336.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.001
    摘要 ( 3831 )   PDF (3697KB) ( 2146 )  
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    通过对转炉铁水预处理脱磷过程中选择性氧化的热力学和动力学分析,并结合首钢京唐公司300 t脱磷转炉的生产数据,研究熔池中铁、硅、锰、碳、磷的氧化过程,讨论影响磷在渣铁间分配比以及脱磷速率的主要因素.研究表明,将转炉铁水预处理温度控制在较低范围内(1 300~1 350 ℃),选择具有合适碱度(1.7~2.5)和成渣快的造渣工艺,并结合高的底吹搅拌强度(≥0.2 Nm3/(t·min)),这是实现脱磷保碳、提高脱磷速率、加快生产节奏的有效途径.
    通信与信息工程
    上海大学微波与无线通信领域的科学研究
    徐得名,钟顺时,陈惠民,方勇,杨雪霞,郑国莘,武卓,金彦亮
    2011, 17(4):  337-352.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.002
    摘要 ( 3780 )   PDF (7265KB) ( 1866 )  
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    上海大学微波与无线电通信学科拥有“电磁场与微波技术”和“通信与信息系统”2个博士授权点.自1972年原上海科技大学开始创办无线通信专业至今,在国家高技术研究发展计划(863计划)项目、国家自然科学基金项目等国家级项目和上海市科委以及企业委托项目的支持下,开展了双极化多波段微带天线阵、小型化和超宽带(ultra-wide band,UWB)天线、微波输能技术、通信信号处理、微波通信、限定空间无线电通信以及各类无线通信系统的研究,其中的许多研究成果在国内处于先进水平,在国际学术界具有一定的知名度.
    3DTV的系统组成及其关键技术和新发展
    张兆杨,沈礼权,张秋闻,安平
    2011, 17(4):  353-359.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.003
    摘要 ( 2731 )   PDF (3094KB) ( 1794 )  
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    综述3DTV系统的3种类型,包括基于双目的3DTV、基于多视的3DTV和由2D视频转换为3D视频的3DTV系统,并在概述各自实现方法的基础上,指出相应的优缺点.对作为今后发展主流的多视3DTV系统,分析其尚需突破的三方面关键技术,并进一步介绍有利于解决这些关键技术的以“多视+深度”表示的3DTV新模式,以及课题组对此新模式所取得的研究进展.最后,对3DTV系统的发展和应用前景进行展望.
    特种光纤及器件研究
    王廷云,庞拂飞,曾祥龙,陈振宜,陈娜
    2011, 17(4):  360-367.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.004
    摘要 ( 3081 )   PDF (4658KB) ( 2129 )  
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    特种光纤及器件在光纤通信、光纤传感、光纤激光等领域有非常广泛的应用.近年来,上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室将纳米技术与特种光纤及器件相结合,开展了特种纳米半导体掺杂光纤、抗辐射光纤、包层模谐振光纤以及量子点光纤放大器等方面的研究,并探索了它们在宽光谱光放大、特种光纤传感器等方面的应用.
    毫米波光载射频系统研究的新进展
    林如俭,陈翔,张林,宋英雄,叶家骏,李迎春
    2011, 17(4):  368-378.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.005
    摘要 ( 2193 )   PDF (6435KB) ( 1459 )  
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    论述毫米波光载射频(radio over fiber,RoF)系统研究的新进展.发展了基于光学倍频(optical frequency multiplication,OFM)概念的毫米波光学生成理论与技术,包括通过电光调制器的高阶光波边模形成、光探测器自外差射频(radio frequency,RF)产生方法的推导、双向毫米波RoF系统的设计等;提出中频正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)毫米波调制的新方案,对光调制器非线性造成的OFDM信号的失真建立完整的数学模型,优化光调制度;同时,实现双向40 GHz RoF实验系统,传输速率达到100 Mbit/s.
    机电工程与自动化
    欲加快发展高端磨床必先攻克核心技术——参加“国家科技重大专项”的一些思考
    方明伦1,沈南燕1,李静1,吴晓健2,何永义1
    2011, 17(4):  379-390.  doi:10.3969/j.issn.10072861.2011.04.006
    摘要 ( 2262 )   PDF (7923KB) ( 1706 )  
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    航空航天、船舶、汽车制造、发电设备制造业的快速发展对我国高端数控磨床的研制能力提出了新的要求.通过参与“高档数控机床与基础制造装备”重大专项中“高精度滚珠丝杆及螺母成套磨削设备”和“大型数控切点跟踪曲轴磨床”2个课题,深刻体会到:欲加快发展高端磨床,必须以共性技术为支撑, 优先攻克关键核心技术.结合实践与探索,阐述关于攻克高端磨床核心技术的思考与相关技术路线,总结了4点建议,希望起到促进交流的作用
    芯片高密度封装互连技术
    张建华1,2,张金松1,2,华子恺1,2
    2011, 17(4):  391-400.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.007
    摘要 ( 2805 )   PDF (8879KB) ( 1893 )  
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    电子封装正朝着高密度封装的方向发展,以满足市场对高性能、高可靠性、低成本、微型化的电子产品的需求.高密度封装具有多学科交叉的特点.综述课题组多年来在芯片高密度封装互连技术,包括倒装芯片(flip chip,FC)凸点制备/转移技术、导电胶高密度互连技术、叠层芯片封装技术及封装可靠性方面的研究工作,并指出未来高密度封装技术的发展方向.
    计算机工程与科学
    走近光学计算机
    金翊
    2011, 17(4):  401-411.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.008
    摘要 ( 3035 )   PDF (2950KB) ( 2288 )  
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    目前,光学计算机研究集中在追求高速度、追求二维数据并行处理和追求整机效率3个分支.介绍了各分支的研究热点和主要难点.通过对比,表明追求整机效率的三值光学计算机(ternary optical computer,TOC)具有较好的可实现性,进而详细介绍了这种光电混合型计算机所具有的数据位众多、光学处理器可重构、处理器易扩展和能耗低等特点,以及基于这些特点所产生出的解决复杂问题的新思想或新算法.还介绍了三值光学计算机的用户可见结构、联机操作方法、编程操作方法,以及在并行程序中的使用方法和硬件扩充方法,并通过举例,介绍了众多数据位数和光学处理器可重构性的应用.所涉及的实例均结合正在上海大学计算机工程与科学学院构建的,面向应用研究千位三值光学计算机实验系统展开讨论.
    增强虚拟现实技术研究及其应用
    陈一民1,李启明1,马德宜1,许永顺2,陆涛3,陈明1,姚争为1
    2011, 17(4):  412-428.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.009
    摘要 ( 3001 )   PDF (5306KB) ( 2408 )  
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    增强虚拟现实技术,简称增强现实(augmented reality,AR)技术,是根据信息技术发展和实际应用需要而出现的一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术.首先,简略介绍AR的概念及其发展情况,并根据已有的研究成果给出一个典型AR系统的软、硬件架构;然后,详细阐述AR的关键技术和相关理论,总结目前AR技术在各个领域中的应用,详细介绍课题组在AR应用系统开发过程中所做的重要工作;最后,分析当前AR应用中存在的难点问题,并展望AR技术的发展趋势和前景.
    数理化科学
    线性系统单输入的2种简单的极点配置算法
    蒋尔雄
    2011, 17(4):  429-437.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.010
    摘要 ( 2764 )   PDF (1214KB) ( 1417 )  
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    对线性系统的单输入情况,提出2种简单的极点配置算法.2种方法都将未知量归结为一个线性代数方程组的解,而这个线性代数方程组系数矩阵的每一行均为系数矩阵是三角形的线性代数方程组的解.该算法计算简单,计算量少.第一种方法还同时求出配置后矩阵的特征向量,为系统设计提供参考;第二种方法的计算量更少.对第一种方法进行误差分析,证明只要计算精度充分高,都能达到对任意给定的大于0的极点配置误差要求.
    碳纳米材料的制备及应用
    赵新洛1,2,郁黎明1,2,盛雷梅1,2,安康1,2
    2011, 17(4):  438-446.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.011
    摘要 ( 2453 )   PDF (6744KB) ( 1862 )  
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    碳纳米材料具有独特的低维纳米结构、优异的性能和潜在的应用价值.重点综述上海大学低维炭材料与器件物理研究所在碳纳米材料研究方面的最新进展,并对碳纳米材料的发展趋势及对未来生产生活的影响进行评述.研究所在高纯度高结晶性单壁碳纳米管(singlewalled carbon nanotubes,SWCNTs)、〖JP2〗双壁碳纳米管(doublewalled CNTs,DWCNTs)的大量生产与应用,具有量子效应的多壁碳纳米管(multiwalled CNTs,MWCNTs)的合成,碳纳米线的可控生长,单根MWCNT、单根碳纳米线的拉曼(Raman)光谱研究以及石墨烯的大量制备等方面均取得了可喜的成果
    纳米结构材料的制备及应用进展
    颜婷婷,张登松,施利毅
    2011, 17(4):  447-457.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.012
    摘要 ( 2989 )   PDF (4247KB) ( 2213 )  
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    纳米结构材料表现出不同于传统块状材料的光、磁、声、电、催化等特性.如何实现纳米结构材料的可控制备及规模化应用,是当前纳米科技的挑战性问题之一.综述纳米结构材料的可控制备策略及应用探索,围绕晶面调控法、模板辅助法和物理场诱导法3种制备策略,以及在环境催化、能源和光学领域的应用研究,重点介绍课题组在纳米结构材料方面最新进展.最后,阐述纳米结构材料当前研究的不足及新的发展方向.
    含氟砌块的分子设计合成及其在合成含氟杂环化合物中的应用
    蒋海珍1,宋力平1,2,罗会华1,易海1,朱仕正2,郝健1,2
    2011, 17(4):  458-470.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.013
    摘要 ( 2912 )   PDF (5755KB) ( 1791 )  
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    由于氟原子赋予的特殊性能,含氟杂环化合物在医药、农药及特种功能材料等研究领域受到广泛关注.综述近年来本研究团队常用的一些新颖含氟砌块如含氟酮酸酯、含氟亚胺酰卤等的设计合成及其在含氟杂环化合物合成中的应用进展.
    轴向运动梁参数激励振动稳定性研究进展
    丁虎1,陈立群1,2
    2011, 17(4):  471-479.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.014
    摘要 ( 2640 )   PDF (2819KB) ( 1480 )  
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    综述受到参数激励的轴向运动梁横向线性振动失稳区域的研究进展.总结因速度脉动诱发的稳定性问题研究中的几种轴向运动梁模型的应用现状,并通过不同的黏性材料在稳定性研究中的应用,以及不同的分析方法的运用,展开参数激励下轴向运动梁横向振动稳定性研究进展的综述.最后,总结现阶段的研究成果,并提出若干尚待深入研究的问题.
    材料科学
    先进高强度汽车钢板的研制
    李麟,何燕霖,张梅,符仁钰,史文
    2011, 17(4):  480-486.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.015
    摘要 ( 3565 )   PDF (3360KB) ( 1876 )  
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    阐述传统相变塑性(transformation induced plasticity,TRIP)钢在成分设计上存在的不足,利用偏聚热力学和动力学设计新型TRIP钢的成分.依据扩散动力学估算TRIP钢经亚临界区等温退火后的最慢冷速,取平衡计算和偏平衡所得T0温度的平均值作为过时效温度,依据Hillert模型估算贝氏体增碳所需时间,以上述估算所得的参数通过与大量实验室数据对比后均获证实.以热力学探讨TRIP钢热镀锌的条件,进行系列的焊接性能试验,并在上述基础上进行TRIP钢的大生产.以Dumay所提供参数,估算孪晶诱发塑性(twin induced plasticity,TWIP)钢中组元对奥氏体层错能(stacking fault energy,SFE)的影响,以及不同成分TWIP钢的层错能.根据形成六方马氏体所需层错能,设计TWIP钢的成分,经不同处理后获得应变诱发六方马氏体与淬火马氏体,探讨不同方法获得的马氏体对力学性能的影响.所设计钢经处理后,性能最佳者的抗拉强度达1 GPa,延伸率为60%,完全满足第三代汽车用钢的要求
    金属间化合物的环境氢脆
    陈业新
    2011, 17(4):  487-502.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.016
    摘要 ( 2452 )   PDF (6879KB) ( 1183 )  
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    总结金属间化合物两类室温环境氢脆的研究成果.金属间化合物的环境氢脆涉及两个主要过程,即氢原子的产生和氢原子在合金中的扩散.实验结果证实,在空气中氢原子的产生途径是合金中的活性元素与水汽发生表面反应,而在氢气中则是合金表面的过渡族元素催化裂解氢气分子成为氢原子.抑制金属间化合物发生环境氢脆的有效途径是合金化.硼可以完全抑制Ni3Al合金中由水汽诱发的环境氢脆,其主要机理是硼原子强烈降低了氢原子的沿晶扩散系数.铁可以有效抑制Co3Ti合金中由水汽诱发的环境氢脆,其机理是铁原子抑制了合金与水汽的表面反应.硼可以完全抑制有序态Ni3Fe合金中由氢气诱发的环境氢脆,其机理是硼原子偏聚在晶界上,降低了合金的晶粒尺寸,提高了合金的晶界强度,显著降低了氢原子的沿晶扩散系数.
    大块非晶合金的研究进展
    徐晖1,2,谭晓华1,2,夏雷1,2,王庆1,2,白琴1,2,肖学山1,2,董远达1,2
    2011, 17(4):  503-513.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.017
    摘要 ( 2214 )   PDF (2031KB) ( 2467 )  
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    大块非晶合金由于其在科学技术上的重要意义而广受关注.从大块非晶合金的发展历史出发,综述大块非晶合金形成的各种判据、特性、微观结构分析及其应用,并对今后发展的方向进行展望.
    微纳液滴的凝固及熔化特性研究
    高玉来,翟启杰,徐匡迪
    2011, 17(4):  514-521.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.018
    摘要 ( 2127 )   PDF (6813KB) ( 1498 )  
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    金属的凝固和熔化是金属材料成形过程中的重要相变过程.当大体积的金属熔体被弥散为尺度在微米乃至纳米的微小液滴时,金属的凝固和熔化均会由于材料自身尺度的减小,而在相变过程中发生显著的变化.这一过程涉及到基础科学问题的研究、样品制备及表征技术的开发等,对金属的最终组织和使用性能,也会产生显著影响.对本研究团队近年来在微纳液滴凝固及熔化特性方面的研究进行总结,同时对该研究领域未来的发展进行展望.
    核电站关键材料中的晶界工程问题
    夏爽1,李慧2,周邦新1,陈文觉1,姚美意1,李强2,刘文庆2,王均安1,褚于良2,彭建超2,张金龙1
    2011, 17(4):  522-528.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.019
    摘要 ( 2458 )   PDF (5986KB) ( 1621 )  
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    简要介绍上海大学“核电站关键材料的基础问题研究”课题组关于690合金晶界工程(grain boundary engineering,GBE)的研究情况.借助上海大学分析测试中心的先进材料分析测试设备,开展了一些有特色的工作.从显微组织的表征与控制的角度,研究材料微观结构对宏观性能的影响.简要介绍690合金晶界元素偏聚、晶界碳化物析出、晶界网络分布控制以及对耐腐蚀性能影响等方面的研究结果.
    焦炉煤气在透氧膜反应器中的重整机理
    丁伟中,沈培俊,杨志彬,郭曙强,张玉文,汪学广,吴成章,鲁雄刚
    2011, 17(4):  529-534.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.020
    摘要 ( 2257 )   PDF (2837KB) ( 1323 )  
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    通过实验设计和透氧量测定研究焦炉煤气(cokeovengas,COG)或天然气中的甲烷在透氧膜反应器中的部分氧化重整途径,提出反应器内的“重整透氧”机理模型.在由混合导体和催化床构成的透氧膜反应器中,催化床主要实现甲烷裂解和催化重整的功能,在膜表面处的催化金属微粒完成了还原性气体的“吸附—溢流—氧化”过程,进而强化混合导体内部的氧离子传导.
     BiFeO3-PbTiO3 系高温压电陶瓷的阻抗谱分析
    程晋荣,石贵阳,祁玉发,陈建国,俞圣雯
    2011, 17(4):  535-540.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.021
    摘要 ( 2462 )   PDF (3380KB) ( 1972 )  
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    采用交流阻抗谱分析0.63(Bi0.94La0.06)(Ga0.05Fe0.95)O3-0.37PbTiO3(BLGF-PT)高温压电陶瓷的导电机制.阻抗谱和模谱分析表明,BLGF-PT的绝缘性能主要由晶粒贡献,BLGFPT 陶瓷的电学等效电路可以用一个电阻和一个通用电容器并联构成.由阻抗谱计算得出的晶粒电阻率随温度的升高而下降,载流子的激活能为0.88 eV.
    环境与化学工程
    人造纳米材料生物安全性研究进展
    刘元方1,2,王艳丽1,陈欣欣1
    2011, 17(4):  541-548.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.022
    摘要 ( 2852 )   PDF (5637KB) ( 1704 )  
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    纳米材料具有独特的物理化学性质,如小尺寸效应、巨大比表面积、极高的反应活性、量子效应等,这些特性使纳米科学成为当今世界三大支柱科学(生命科学、信息科学、纳米科学)之一.随着纳米技术的产业化, 各种形式的纳米尺度的物质已经以不同途径进入人们的生活,纳米材料的生物安全性问题正受到世界各国科学家的广泛关注.介绍纳米材料生物安全性研究的重要性,系统讨论本课题组在纳米金属氧化物和碳纳米材料生物安全性研究领域的一系列成果,并展望将来的研究重点.
    电子束辐照处理难降解有机污染物
    吴明红,徐刚,刘宁,马静,王锦花,唐量,王亮
    2011, 17(4):  549-554.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.023
    摘要 ( 2438 )   PDF (619KB) ( 1494 )  
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    介绍电子束辐照处理邻苯二甲酸酯类和甾体雌激素类环境内分泌干扰物、氯霉素类和左旋苯甘氨酸抗生素类药物及其中间体、农药中的二氯吡啶酸,以及卤代芳香化合物的辐照降解特性和机理.结果表明,电子束辐照是处理这些有机物污染物的一种十分有效的方法,羟基自由基和水合电子在有机污染物的降解过程中起到十分重要的作用.羟基自由基可以使有机污染物的苯环打开生成小分子物质,而水合电子可使有机污染物有效地脱卤,并且在剂量足够大的情况下,使其最终被完全矿化为二氧化碳和水.
    锂离子电池能源材料研究进展
    苏航1,2,陶城2,缪文泉3,程伶俐1,王勇1,焦正1
    2011, 17(4):  555-561.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.024
    摘要 ( 2617 )   PDF (4453KB) ( 2094 )  
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    能源材料是指能源的开发、运输、转换、储存和利用过程中的材料,其中锂离子电池材料是应用和开发前景最好的一种能源材料.改善和提高锂离子电池电化学性能的关键是选取充放电性能良好的电极材料.总结上海大学环境与化学工程学院在新型电极材料领域的研究进展,其中包括锡基纳米粒子、锡基/碳复合纳米材料、碳纳米材料、碳包裹磷酸铁锂复合纳米材料、氧化钴/碳复合纳米材料、氧化镍/石墨烯复合纳米材料,并对该类材料的发展趋势进行展望.
    单颗粒气溶胶质谱仪研究进展
    黄正旭1,李梅1,李磊1,高伟1,粘慧青2,傅忠2,董俊国1,周振1
    2011, 17(4):  562-566.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.025
    摘要 ( 2835 )   PDF (3325KB) ( 1694 )  
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    大气气溶胶因其对气候和公众健康的影响而成为当今环境研究领域的中心课题.单颗粒分析是目前国际上大气气溶胶研究的一个前沿领域,该方法具有高的时间和空间分辨率,能够提供全颗粒物分析所无法提供的大量信息.利用自主研制的单颗粒气溶胶质谱仪(single particle aerosol mass spectrometer, SPAMS),对广东鹤山地区气溶胶进行在线分析.重点分析含金属颗粒的相关性、数浓度和可能的来源,并简单介绍该仪器的产业化情况.
    生命科学
    蛋白酶的电化学研究
    李根喜
    2011, 17(4):  567-572.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.026
    摘要 ( 2142 )   PDF (2078KB) ( 1233 )  
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    电化学作为现代仪器分析重要的组成部分,在生命科学领域正扮演着越来越重要的角色.随着蛋白膜伏安法(protein film voltammetery,PFV)的不断完善,以及表面修饰技术、纳米技术、分子标记与分子识别技术等相关技术的不断发展,在蛋白酶研究领域,电化学正逐渐克服以往手段较为单一、研究目标不够多样、获取信息不够丰富等弊端.以本课题组在该领域所取得的一些研究成果为主,综述蛋白酶电化学研究的现状和发展趋势.
    电压门控钠离子通道:律动生命乐章的主音符
    刘志睿,何慧琼,吉永华
    2011, 17(4):  573-580.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.04.027
    摘要 ( 4136 )   PDF (1923KB) ( 1808 )  
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    生命个体传递神经冲动时扩布的电位变化过程以动作电位发放形式为特质表征.电压门控钠离子通道(voltagegated sodium channels,VGSCs)是形成动作电位的核心蛋白构件,在细胞的电兴奋产生和律动中起主角作用.VGSCs决定神经元细胞的兴奋性以及从突触输入到轴突输出的信号传导过程.VGSCs也是众多外源性天然或人工合成化学产物作用的靶器.大多数临床抗癫药和局麻药、杀虫剂、天然生物神经毒素等均以阻断或调制靶通道对离子的通透性,以及通道的门控动力学性质的方式异化通道结构与功能的平衡,导致临床病理事件的产生或生理机能的缓解与恢复.从内源和外源两个方向略览VGSCs,即赋予生命乐章主音符涵义的生理与病理功能地位及其靶向药理学与毒理学身价.