复杂组织器官低温保存研究进展

近年来,器官移植术以及相关基础研究的快速发展对复杂组织器官的高质量保存提出了迫切需求.供体组织器官的缺乏以及供体和受体在时间和空间上的不匹配限制了其在临床上的应用,低温保存有望解决这一限制.目前,虽然已经成功实现了细胞、胚胎等小尺寸生物样本的低温保存,但对大体积的复杂组织器官来讲,现有低温保存技术仍然面临诸多瓶颈问题....     

最小体积法玻璃化保存的研究进展

在低温保存领域,玻璃化能有效防止冰晶的形成,具有良好的保存效果。玻璃化保存需要的条件是极快的降温速率和高浓度的低温保护剂,但高浓度低温保护剂会对细胞造成渗透损伤和毒性损伤。最小体积法能通过减小样本体积,大大提高降温速率,降低实现玻璃化所需的保护剂浓度。本文综述了最小体积法玻璃化保存的最新研究进展,包括有载体的微滴玻璃化保存、喷射微滴玻璃化保存、生物打印微滴玻璃化保存和微流体封装微滴玻璃化保存。其中,喷射微滴玻璃化保存、生物打印微滴玻璃化保存及微流体封装微滴玻璃化保存,是将新型的微滴产生技术与玻璃化技术相结合,因其能迅速产生大小均匀的微滴,具有高通量特点,在低温保存领域具有很大的发展潜力。     

新型冷冻保存剂在细胞低温冻存中的选择

低温冻存下细胞保存效果最好,但超低温保存必须借助于冷冻保护剂,不同的冷冻保护剂,其冷冻保护效果不同.抗冻蛋白将逐渐地取代传统的冷冻保存剂.其中抗冻蛋白来源的开拓、作用机理的探索和生产技术的提高将成为冷冻保存剂研究和发展的新方向.     

多尺度生命材料高压低温保存研究进展

低温环境能够延缓生物体内新陈代谢进而抑制一系列生化反应的发生与进行,是诸多生物样本得以长期储存的重要手段.近年来,低温保存技术的成功应用,已直接、有效地推动了细胞、组织、器官、药物、食品等诸多领域的发展和进步,创造了显著的经济与社会效益,但实现高效健康的低温保存仍存在诸多挑战.非接触式的物理性压力增强技术是根据液态水的...     

细胞低温保存过程中冰晶成核的研究进展

细胞低温保存过程中,胞内冰损伤是其主要损伤因素之一,这可以通过控制冰晶成核来降低。本文总结了物理、化学及生物控制成核方法在低温保存领域的应用,归纳了各类控制成核方法的机理及对细胞产生的影响,对比得出生物及化学试剂控制成核方法较为优异。并提出最佳成核温度的概念,在该温度下,胞外冰产生且引导细胞适当脱水,减少胞内自由水,降低胞内冰的产生几率,为控制成核在细胞低温保存领域的应用指明了方向。     

“两步法”低温保存之第二步机理的探讨

应用冻结食品的玻璃化保存理论,本文对“两步法”低温保存的第二步的机理做了较深入的分析,结论与低温显微观察的结果一致。     

程序冷冻装置及其在低温保存中的应用

近年来,随着低温应用技术的迅速发展,在生物、医学方面已较广泛采用了深低温技术。经低温保存的人皮肤、角膜、血细胞、骨髓和胎肝细胞等已在临床应用,并取得了较好的效果。对各种生物材料(包括细胞、组织器官、生物体等)低温保存的研究表明,欲获得较高的生物活性,除必须添加冷冻保护剂     

第二届全国低温生物学大会证文通知

中国制冷学会第六专业委员会拟定于1992年9月在青岛召开第二届全国低温生物医学学术交流大会,并设低温仪器设备和有关试剂展室,以促进我国在这一领域中研究和应用的迅速发展。一、征文内容:低温生物学基础理论;医用生物材料(血液、造血细胞、组织和器官)的低温保存与移植;低温技术在畜牧,植物种质和环境保护等方面的应用;微生物菌种和基因的低温保存;生物热传导的理论与技术研究;冷适应和冻伤;食品低温保存的研究与进展;低温保存仪器设备的研制。     

微滴喷射玻璃化的过程损伤分析及保护剂优化

微滴喷射玻璃化保存系统产生的微滴尺寸较小,在较低浓度的低温保护剂条件下即可实现玻璃化。本文采用微滴喷射玻璃化保存系统对HepG2细胞进行玻璃化保存,研究保护剂加载过程、喷射过程、接收过程及玻璃化/复温过程对细胞造成的损伤程度,并通过降低保护剂中Me2SO浓度、添加适量海藻糖来优化保护剂配方。结果表明,微滴喷射玻璃化保存各过程对细胞均有损伤,保护剂加载过程、喷射过程、玻璃化及复温过程对细胞造成的损伤较大,薄片接收过程对细胞造成的损伤小。另外,随着保护剂中Me2SO浓度的降低,低温保存后的细胞活性明显降低;保护剂浓度相同时,玻璃化保存效果较慢速冷冻效果好;适量的海藻糖能够起到增强低温保存效果的作用,过量则起到降低作用;以5%Me2SO+0.3 mol/L海藻糖作为低温保护剂玻璃化保存细胞时,细胞存活率达(92.42±0.95)%,24 h贴壁率达到(95.64±1.03)%,微滴喷射玻璃化效果最好。     

新型低温保存装置性能的实验研究

低温保存装置是实现生物材料长期储存的关键设备之一.采用自复叠制冷、自动化控制和最新低温生物技术的冻结线跟踪法开发了一种新型低温保存装置.利用该装置对甘油、丙二醇、二甲亚砜这三种常用的低温保护剂溶液进行了程序控制的变浓度降温和复温实验,使溶液的最终浓度达到玻璃化所需的浓度,最低温度降到-80℃以下.实验表明,新装置性能符合低温保存要求,在生物材料的玻璃化保存领域有良好的应用前景.     

精油微胶囊在食品保鲜中的应用研究进展

目的 综述精油微胶囊在食品保鲜领域的研究进展,为进一步开发精油微胶囊在食品保鲜中的应用提供科学的研究基础.方法 归纳近几年制备精油微胶囊的方法及其特点,简要介绍微流控法、反向分散凝胶法、层层自组装法及电喷雾法.总结精油微胶囊在食品保鲜中的应用方式以及在果蔬、冷鲜肉制品、加工制品、粮食作物等方面的应用研究.结果 微胶囊技术可以扩大精油在食品工业中的应用,精油微胶囊作为新型的天然保鲜剂用于食品贮藏中能抑制微生物生长,延长食品的货架期.结论 精油微胶囊在食品保鲜领域有较大发展潜力.     

四种涂膜材料在芒果贮藏保鲜中的应用研究进展

目的综述4种常用涂膜材料在芒果保鲜中的应用与效果。方法通过对比壳聚糖(Chitosan,CTS)、魔芋葡甘聚糖(Konjac Glucomannan,KGM)、海藻酸钠(Sodium Alginate,SA)、羧甲基纤维素(Carboxymethyl Cellulose,CMC)等4种涂膜材料在芒果贮藏保鲜中的应用,阐述单一材料涂膜和复合涂膜对芒果保鲜的效果,并概括该领域研究存在的问题和发展前景。结果目前芒果涂膜保鲜研究主要集中在利用安全无毒的涂膜材料并结合其他保鲜手段对芒果进行贮藏实验,研究思路和方法已较为成熟,但涂膜保鲜材料无统一标准,其保鲜机理也有待深入研究。结论芒果涂膜保鲜技术具有良好的发展前景,开发绿色安全可食性的新型复合涂膜是未来的发展方向。     

Cold‐Responsive Nanocapsules Enable the Sole‐Cryoprotectant‐Trehalose Cryopreservation of β Cell–Laden Hydrogels for Diabetes Treatment

Islet transplantation has been one promising strategy in diabetes treatment, which can maintain patient's insulin level long‐term and avoid periodical insulin injections. However, donor shortage and temporal mismatch between donors and recipients has limited its widespread use. Therefore, searching for islet substitutes and developing efficient cryopreservation technology (providing potential islet bank for transplantation on demand) is in great need. Herein, a novel cryopreservation method is developed for islet β cells by combining microfluidic encapsulation and cold‐responsive nanocapsules (CR‐NCs). The cryopreserved cell‐laden hydrogels (calcium alginate hydrogel, CAH) can be transplanted for diabetes treatment. During the freezing process, trehalose is released inside β cells through the CR‐NCs and serves as the sole cryoprotectant (CPA). Additionally, CAH helps cells to survive the freeze–thaw process and provide cells with a natural immune barrier in vivo. Different from traditional cryopreservation methods, this method combining the CR‐NCs and hydrogel encapsulation replaces the toxic CPAs with natural trehalose. Great preservation results are obtained and transplantation experiments of diabetic rats further prove the excellent glucose regulation ability of such β cell–laden hydrogels post cryopreservation. This novel cryopreservation method helps to establish a reliable and ready‐to‐use bank of biological samples for transplantation therapy and other biomedical applications.     

铝锂合金搅拌摩擦焊研究进展

铝锂合金作为一种低密度、高性能的新型结构材料,被认为是航空航天领域中实现飞行器轻量化的理想结构材料之一。而搅拌摩擦焊作为一种固相焊接技术,能够克服铝锂合金熔化焊时易产生的裂纹、气孔等缺陷,在铝锂合金焊接领域具有重要的应用前景。从搅拌摩擦焊焊接工艺、接头组织与性能等方面综述了铝锂合金搅拌摩擦焊近几年的研究进展,总结了其存在的主要问题,并对铝锂合金搅拌摩擦焊技术未来的发展进行了展望。     

生物基包装材料的制备及其在果蔬保鲜中应用

目的 近年来，随着消费水平及消费形态的发展，果蔬包装，尤其是鲜切果蔬包装的消费量迅速攀升。相较于传统石油基类包装材料，生物基包装材料拥有环境友好、可持续等特点，是未来果蔬包装材料发展的重要方向。本文拟综述国内外生物基包装材料的研究进展及其在果蔬保鲜中应用，为后续相关领域的研究与应用提供理论参考。方法 首先介绍果蔬的保鲜机制及其包装需求，随后分类论述不同种类生物基材料的特性及制备方式，最后阐述相关生物基材料在果蔬包装中的应用。结论 总结了生物基包装材料在果蔬包装领域的研究进展，并对其未来发展趋势进行展望。     

无源RFID标签用材料研究进展

射频识别(RFID)是一种非接触式的自动识别技术,它是物联网的核心技术。该技术通过射频信号自动识别目标对象并获取相关信息数据,该识别工作不需要人工干预,RFID标签可在各种恶劣环境中工作。RFID的应用非常广泛,尤其是在服装、资产管理等方面的应用最为成熟。RFID标签是RFID技术中必不可少的重要组成部分。随着新材料、新工艺的出现与发展,RFID标签的新产品不断地涌现出来,就近年出现的一些与新材料密切相关的RFID标签新产品与新制造工艺、方法进行了总结。新材料的发展与新工艺的出现为物联网核心技术RFID标签产业提供了新的技术方向和新的经济增长点。     

冷喷涂技术研究进展及其在舰船领域的应用

冷喷涂作为一种低温固态成型技术,具有基材热影响小、粉末材料不易氧化、沉积效率高等特点,可用于金属防护涂层制备、零部件修复和增材制造。首先从冷喷涂系统、喷涂材料、喷涂工艺3个方面介绍了冷喷涂技术的特点;其次总结了近年来冷喷涂技术在粉末材料设计、涂层结合机理、组织结构与性能调控方面的研究进展;然后,详述了冷喷涂技术在国外海军舰船领域的应用情况;最后,简述了冷喷涂技术在我国海军舰船领域的研究及应用情况,并对其未来发展方向进行了展望,以期提高我国海军舰船装备腐蚀防护及维修保障能力。     

Focus on Combinatorial Materials Science

Abstract

About 15 years have passed since the introduction of modern combinatorial synthesis and high-throughput techniques for the development of novel inorganic materials; however, similar methods existed before. The most famous was reported in 1970 by Hanak who preparedcomposition-spread films of metal alloys by sputtering mixed-material targets. Although this method was innovative, it was rarely used because of the large amount of data to be processed. This problem is solved in the modern combinatorial material research, which is strongly related to computer data analysis and robotics. This field is still at the developing stage and may be enriched by new methods. Nevertheless, given the progress in measurement equipment and procedures, we believe the combinatorial approach will become a major and standard tool of materials screening and development. The first article of this journal, published in 2000, was titled ‘Combinatorial solid state materials science and technology’, and this focus issue aims to reintroduce this topic to the Science and Technology of Advanced Materials audience. It covers recent progress in combinatorial materials research describing new results in catalysis, phosphors, polymers and metal alloys for shape memory materials. Sophisticated high-throughput characterization schemes and innovativesynthesis tools are also presented, such as spray deposition using nanoparticles or ion plating. On a technical note, data handling systems are introduced to familiarize researchers with the combinatorial methodology.

We hope that through this focus issue a wide audience of materials scientists can learn about recent and future trends in combinatorial materials science and high–throughput experimentation.     

纸基柔性导电复合材料的研究进展

伴随着现代电子科技领域的蓬勃发展,大量电子垃圾的产生给环境带来了巨大压力。以纤维素为主的柔性导电复合材料具有与传统石油基导电产品不可比拟的优点,如轻质、可降解、可再生、生物相容性好等。近年来,纸基柔性导电材料逐步成为该领域研究的热点。本文综述了近些年来国内外纸基柔性导电材料的研究进展,描述了柔性导电材料的工作原理,详细概述了纸基导电材料的制备方法与相关应用,对纸基柔性导电材料亟待解决的问题及未来发展趋势进行了总结和展望。      

高通量开发非晶合金的研究进展

革新非晶合金成分的传统试错研发方法,加速非晶合金从研究到应用的进程,已成为非晶合金研究领域的迫切需求。高通量实验技术作为美国政府2011年6月提出的"材料基因组计划"的三大要素之一,可在短时间内完成大量样品的制备与表征,可将材料从发现到应用的速度至少提高1倍,成本至少降低1/2。高通量实验可以加速非晶合金成分的筛选和优化,其重要性在非晶合金的研究中日益凸显。文章首先简要回顾非晶合金成分的传统设计方法,然后着重介绍利用高通量实验方法研发非晶合金成分的最新进展,并简要分析高通量实验技术在非晶合金研究中面临的挑战。