国家自然科学基金(10102012) 作品数:11 被引量:37 H指数:3 相关作者: 刘肖珩 陈槐卿 黄华 尹红梅 向述荣 更多>> 相关机构: 四川大学 中国科学院 兰州大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 中国科学院知识创新工程重要方向项目 国际科技合作与交流专项项目 更多>> 相关领域: 医药卫生 生物学 天文地球 环境科学与工程 更多>>
稳定黏附的白细胞与血液流动的耦合作用 被引量:1 2005年 提出了血液流动与牢固黏附的白细胞之间发生耦合作用的理论模型,根据计算流体动力学方法推导血流作用下白细胞的变形指数、表面应力、压力分布。在此基础上,用激光多谱勒测速法对上述模型进行实验研究。结果表明,白细胞的变形随初始接触角、血流雷诺数的增大而增大;同时,血流引起细胞表面的应力和压力重新分配,但最大剪应力总是位于细胞表面的顶点。由此推测,细胞表面应力分布的不均一可能对细胞的形态与功能变化有重要影响。 刘肖珩 黄华 陈槐卿关键词:白细胞 剪应力 计算流体动力学 血液流动 白细胞 细胞表面 表面应力 流体剪应力作用对内皮细胞变形的影响 被引量:8 2003年 血液流动和内皮的耦合是重要的生物医学问题,引起了学者们的广泛兴趣。目前已知流场剪应力对内皮细胞的形态和功能有重要影响,流体剪应力被认为是引起内皮细胞重建的始发信号。所以,了解流体剪应力与内皮细胞之间的相互作用机制是十分重要的。建立了一个理论模型来模拟流场剪应力与内皮细胞之间的相互作用。根据二维计算流体动力学方法研究了流体剪应力作用下内皮细胞表面的应力、压力分布。模拟结果表明:(1) 内皮细胞的变形随琢(对应于流体作用于细胞表面的剪应力)的变化而变化。当琢很小时(<0.02),流场剪应力对细胞变形的影响很小;随着琢的增大,细胞的变形也相应增大;当琢达到0.20以上时,细胞的变形变化很小,即细胞的形态保持相对稳定。(2) 流动引起了细胞表面应力和压力分布的不均匀,从而导致了细胞的变形,但内皮细胞的最大应力总是位于细胞的顶点。同时,用流室系统提供剪切流动,测量了不同剪应力作用下培养的人主动脉内皮细胞的变形,所得到的实验结果与数值模拟结果吻合。结果提示,由于剪切流动引起细胞表面应力分布的不均一,可能在细胞激活和细胞功能的调节(如细胞骨架的调节、粘附分子的表达与分布等)机制上具有特殊的作用。为应用流体动力学理论研究细胞(内皮细胞、白细胞等) 刘肖珩 P.WACHE X.WANG 陈槐卿关键词:剪应力 内皮细胞 流体动力学 血液流动 稳定剪切流动下黏附于血管表面的白细胞发生变形的生物力学机制 被引量:3 2003年 白细胞与血管表面的黏附是重要的生物医学问题,引起了学者们的广泛兴趣。用复合液滴模拟黏附于血管表面的白细胞,根据二维计算流体动力学方法研究了流体切应力作用下白细胞黏附引起的压力分布,同时,通过引入“变形指数”,研究稳定剪切流动下白细胞及其细胞核发生变形的生物力学机制。数值结果表明:(i)白细胞在外界流场作用下发生了变形。随着初始接触角、外界流场Reynolds数的增大,细胞的变形也增大。(ii)细胞核随细胞的变形发生了变形,但细胞的变形指数总是大于其细胞核,表明细胞核更能耐受剪切流动。(iii)当初始接触角和Reynolds数增大到一定值时,细胞和细胞核都不能进一步变形,变形指数达到峰值。(iv)压力分布曲线表明,在细胞的下游形成一个高压区,提供促使细胞受力达到平衡的升力,从而阻止细胞的进一步变形。同时,用流室系统提供剪切流动,测量了不同条件下白细胞的变形。所得到的实验结果与上述数值模拟结果是吻合的。结果提示,具有高黏性的细胞核在细胞的变形过程中发挥了特殊作用。 刘肖珩 Xiong Wang 尹红梅 陈槐卿关键词:白细胞 生物力学机制 计算流体动力学 流体切应力 血管表面 稳定粘附的白细胞与血液流动耦合作用的理论模型及其实验研究 <正>白细胞从流动的血液粘附到血管表面是机体免疫反映过程中复杂的生理现象。大量实验证实,血液流动对白细胞的粘附功能有重要影响。但是现有文献对血液流动与白细胞粘附特性之间的相互作用研究甚少。事实上,血液流动必然引起白细胞表... 刘肖珩 简坤林 黄华文献传递 剪切流动下内皮细胞变形的模拟 被引量:1 2002年 血液流动和内皮的耦合是重要的生物医学问题 ,引起了学者们的广泛的兴趣。目前已知内皮细胞能感知流场的剪切应力而改变其形态和功能。由于剪切应力被认为是引起内皮细胞重建的始发信号 ,所以了解内皮细胞与流动应力之间的相互作用机制是十分重要的。我们建立了一个理论模型来模拟内皮细胞与流场应力之间的相互作用。根据二维计算流体动力学方法研究了内皮细胞应力、压力的分布以及内皮细胞在剪切应力作用下的变形情况。结果表明 :( 1)内皮细胞的变形随 α(对应于流体作用于细胞表面的切应力 )的变化而变化。当 α>0 .0 2 1时 ,细胞的变形随 α的增大而显著增大 ;( 2 )流动引起了细胞表面应力和压力分布的不均匀 ,从而导致了细胞的变形。但内皮细胞的最大应力总是位于细胞的顶点。同时 ,我们用流室系统提供剪切流动 ,测量了不同剪切应力作用下培养的人主动脉内皮细胞的变形。所得到的实验结果与上述数值模拟结果是吻合的。本文结果提示 ,由于剪切流动引起细胞表面应力和压力分布的不均一 ,可能在细胞激活和细胞功能的调节 (如细胞骨架的调节 ,粘附分子的表达与分布等 )机制上具有特殊的作用。 刘肖珩 Pierre Waché Xiong Wang 陈槐卿关键词:内皮细胞 剪切流动 生物医学 剪切应力 稳定黏附的白细胞发生变形作用的血流动力学研究 <正> 白细胞与血管表面的粘附是重要的生物医学问题,引起了学者们的广泛兴趣。目前已知血流剪应力对白细胞的形态和功能有重要影响,血流剪应力被认为是引起白细胞重建的始发信号。所以,了解血流剪应力与白细胞之间的相互作用机制是十... 刘肖珩 黄华 余昶 邹敏君文献传递 Cell-fluid Interaction: Coupling Between the Deformation of an Adherent Leukocyte and the Shear Flow 被引量:2 2005年 X.H. LIU~(1,2) H. HUANG~1 C. YU~1 M.J. ZOU~1 X. WANG~3 1(Institute of Biomedical Engineering, Center of West China Medical Sciences, Sichuan University, Chengdu 610041, China)2(Laboratory of Cardiovascular Diseases, West China Hospital, Sichuan University, Chengdu 610041, China)3(LEMTA-UMR-CNRS 7563, Vandoeuvre-les-Nancy, 54500, BP160, France)关键词:CELL 黏附于血管壁表面的白细胞在稳定剪切流动下发生变形的生物力学模型 被引量:4 2003年 白细胞与血管表面的黏附是重要的生物医学工程问题 ,引起了学者们的广泛研究。我们用复合液滴来模拟黏附于血管表面的白细胞 ,根据二维计算流体动力学方法研究了流体切应力作用下白细胞黏附引起的压力分布。同时 ,通过引入“变形指数”的概念 ,研究稳定剪切流动下白细胞变形的生物力学特性。数值结果表明 :( 1)随着初始接触角、毛细血管数、外界流场雷诺数的增大 ,细胞的变形也增大 ,而细胞浆比细胞核更易于变形 ,表明细胞核更能耐受剪切流动 ;( 2 )当切应力增大到一定值时 ,细胞不能进一步变形 ,变形指数达到峰值 ;( 3 )压力分布曲线表明 ,在细胞的下游形成一个高压区 ,提供促使细胞受力达到平衡的升力 ,从而阻止了细胞的进一步变形。我们关于细胞核变形的结果有助于理解白细胞如何将外界流体作用力 (如切应力 ) 刘肖珩 Wang Xiong 黄华 陈槐卿关键词:白细胞 生物力学模型 慕士塔格冰芯可培养细菌的数量分布和主要菌群结构随深度的变化 被引量:17 2005年 对帕米尔慕士塔格浅冰芯(22.4m)中可培养细菌的数量分布和主要菌株的16SrRNA基因进行了详细地分析.结果表明,细菌数量呈现出波动性变化,从污化层融水中分离出较多的细菌,说明冰芯微生物随风和降雪进入冰川,其数量与沙尘输送具有密切的对应关系.绝大部分细菌是耐冷菌和嗜冷菌,包括α-,γ-紫细菌、嗜冷菌、噬纤维菌/黄杆菌/拟杆菌和高G+C%革兰氏阳性细菌(HGC)等5个分类组.其中,不动杆菌属和HGC菌群在不同深度重复出现,其数量分布与细菌总数变化具有很好的对应关系,代表了主要指示菌;其他如黄杆菌属、嗜冷菌属和α-紫细菌为次要指示菌,揭示了细菌菌群对气候环境变化的响应.研究了冰芯细菌的连续性数量变化和主要菌群的演替. 向述荣 姚檀栋 安黎哲 邬光剑 徐柏青 马晓军 李真 汪君霞 余武生关键词:帕米尔高原 冰芯 16SRRNA基因 指示菌 官厅水库沉积物中细菌群落纵向分布特征 被引量:2 2005年 采用PCR技术扩增了官厅水库不同深度沉积物样品中的16SrDNA并构建了其克隆文库.通过克隆文库中16SrDNA基因的ARDRA(amplifiedribosomalDNArestrictionanalysis)分型和优势克隆的序列测定,对沉积物细菌群落的纵向分布进行了比较分析.结果表明,官厅水库沉积物中细菌多样性丰富,多样性指数(Shannon-Wiener指数)为5.8左右,且纵向不同层次细菌丰度(richness)存在差异,中层(35cm)较高,上层(5cm)其次,下层(69cm)最低.虽然不同层次沉积物中存在一些共同的克隆,但各层优势菌的组成有明显的差异.系统发育分析结果显示,各层沉积物中的优势菌多为β-或γ-变形杆菌,且与已知的可培养细菌的关系较远,属于比较特殊的微生物类群,并推测具有降解芳香化合物、烷烃、氯化有机物或者能够聚磷等抗污染能力.官厅水库不同深度沉积物的细菌分布特征一定程度上反应了水库污染的历史和水质状况.另外,来自官厅水库沉积物的克隆基因序列均不同于已报道的序列,表明该水库含有其独特的微生物区系. 屈建航 袁红莉 黄怀曾 汪恩涛关键词:官厅水库 沉积物 细菌群落 RDNA 富营养化