Жилой комплекс браславский: Жилой комплекс «Браславский»: квартиры в микрорайоне Лебяжий

Содержание

Жилой комплекс «Браславский»: квартиры в микрорайоне Лебяжий

Адрес: ул. Ратомская, 7


Спецпредложение: рассрочка 0% до 24 месяцев. Первый взнос 50%.

Жилой комплекс «Браславский» — это современная недвижимость в престижном микрорайоне Лебяжий, возводящаяся по новейшим строительным технологиям с использованием наиболее качественных материалов.

Комплекс будет представлять собой здание переменной этажности (14-17 этажей) с центральной доминантой — 23-этажной башней с квартирами премиум-класса. В ЖК «Браславский» спроектированы 1-, 2-, 3- комнатные квартиры типовых потребительских качеств от 46 до 122 кв.м, а также жилье премиум-класса от 54 до 103 кв.м.

Также в жилом комплексе предусмотрены: встроенный и внутридворовой паркинги, супермаркет, детская площадка, магазины мелкорозничной торговли. Рядом запланировано строительство детского сада.

РАСПОЛОЖЕНИЕ

ЖК «Браславский» располагается в северо-западной части Минска в новом, быстро развивающемся микрорайоне Лебяжий, который характеризуется благоприятным экологическим климатом. Объект находится на ул. Браславской в непосредственной близости от проспекта Победителей, что делает «Браславский» легкодоступным из любой точки города.

В направлении центра города вдоль проспекта Победителей располагается ряд торгово-развлекательных («Арена-Сити», «Замок») и спортивно-оздоровительных центров, в том числе крупнейший в Европе спортивно-развлекательный комплекс «Минск-Арена» и столичный аквапарк.

Также рядом с «Браславским» находятся: детская больница №2, Свято-Покровский храм; гимназия №16; 4-я городская поликлиника; спортивно-оздоровительный комплекс «Мир Фитнеса», парк развлечений Dreamland, футбольный манеж.

Помимо этого ведется строительство двух крупных объектов у водохранилища Дрозды: международного центра водного спорта и школы художественной гимнастики.

В нескольких километрах от ЖК «Браславский» находится Заславское водохранилище, известное как Минское море.

Транспортное сообщение также хорошо развито: рядом с комплексом есть остановки общественного транспорта (автобусы, троллейбусы, маршрутные такси). 

Как доехать до Жилой комплекс «Браславский» в Центральном районе на автобусе, поезде, метро, троллейбусе или маршрутке

Общественный транспорт до Жилой комплекс «Браславский» в Центральном районе

Не знаете, как доехать до Жилой комплекс «Браславский» в Центральном районе, Беларусь? Moovit поможет вам найти лучший способ добраться до Жилой комплекс «Браславский» от ближайшей остановки общественного транспорта, используя пошаговые инструкции.

Moovit предлагает бесплатные карты и навигацию в режиме реального времени, чтобы помочь вам сориентироваться в городе.

Открывайте расписания, поездки, часы работы, и узнайте, сколько займет дорога до Жилой комплекс «Браславский» с учетом данных Реального Времени.

Ищете остановку или станцию около Жилой комплекс «Браславский»? Проверьте список ближайших остановок к пункту назначения: Ржавец; Лебяжий; Пер. Веснинка; Ратомская; Дс Масюковщина; Ольшевского Ул..

Вы можете доехать до Жилой комплекс «Браславский» на автобусе, поезде, метро, троллейбусе или маршрутке. У этих линий и маршрутов есть остановки поблизости: (Автобус) 119С, 136, 44, 73 (Поезд) МИНСК — БЕЛАРУСЬ (Метро) 2

Хотите проверить, нет ли другого пути, который поможет вам добраться быстрее? Moovit помогает найти альтернативные варианты маршрутов и времени.

Получите инструкции, как легко доехать до или от Жилой комплекс «Браславский» с помощью приложения или сайте Moovit.

С нами добраться до Жилой комплекс «Браславский» проще простого, именно поэтому более 930 млн. пользователей доверяют Moovit как лучшему транспортному приложению. Включая жителей Центрального района! Не нужно устанавливать отдельное приложение для автобуса и отдельное приложение для метро, Moovit — ваше универсальное транспортное приложение, которое поможет вам найти самые обновленные расписания автобусов и метро.

Жилой комплекс Браславский отзывы, Минск, ул. Ратомская, 7

Жилой комплекс Браславский на Ратомской отзывы

7

DROBYSH

19 апреля 2020 в 5:54

Красивый комплекс с хорошим расположением. Приятные глазу места. Приятно было там работать.

Саша

22 сентября 2019 в 20:14

Отличное место при наличии машины. Рядом спорткомплекс, аквакомплекс, в 5 минутах на машине бассейн, арена-сити для покупок, минск-арена для спорта, в 5 минутах ходьбы — или заказник или озеро Дрозды для прогулок. Недостаток — маловато городского транспорта для выезда в центральную часть Минска и на работу соответственно

Денис

05 ноября 2018 в 22:05

Ещё недостроен, так что пятёрка авансом. Расположение классное, рядом озеро и лес.
Но вот Евроопт — далеко не самый подходящий магазин для комплекса, думаю, можно не объяснять почему. Терпимо.

Женя

05 ноября 2018 в 6:01

Комплекс ещё новый, ничего особенного сказать о нём не могу. Район хороший, публика в основном интелегнтная. Сам комплекс, на мой
взгляд красивый. Но народу там скоро будет, как муравьев.

Женя

23 октября 2018 в 7:09

Дом достойного качества за приемлемые деньги в лучшем районе Минска.

При приемке квартиры было выявлено несколько недоделок, но все недостатки были устранены застройщиком Тапас.

Руслан

16 октября 2018 в 19:08

Пока конечно не готова вся инфраструктура но конечно когда всё вокруг построят это будет достойное место для отдыха и жизни.

Александр

06 октября 2018 в 13:41

Высоко, далеко и легко дышать. Дом сделан качественно. Работы в отдельной секции ведутся. Но судя по тому, что в однокомнатной квартире wifi не пробивает стены, вопросам к строителям нет. Продумано все очень не плохо. Купил бы я тут квартиру, скорее да.

Новостройка Жилой комплекс «Браславский»Ржавецкая ул.

Жилой комплекс «Браславский»

Комплекс расположен в районе Лебяжий. Здание переменной этажности с центральной доминантой — 23-этажной башней

Адрес: Ржавецкая ул.

 
Район: Центральный
Срок: 2015 г. 4 квартал 2015 года
Цена: 950

Жилой комплекс Браславский

Один из престижных микрорайонов Минска Лебяжий продолжает активно застраиваться. Очередная его новостройка — ЖК премиум-класса Браславский. Это разноуровневый дом от 14 до 17 этажей с 23-этажной башней в центре. К продаже предлагаются 1-2-3-комнатные квартиры свободной планировки площадью от 44 до 123 кв.м. Отделка не предусмотрена. Имеется разводка электропроводки, двухкамерные стеклопакеты ПВХ на окнах и оптоволоконная система.

Строительство ведется по самым современным технологиям с использованием высококачественных материалов. Сдача в 3 этапа. Первая очередь запланирована на декабрь 2015 г. Застройщиком проекта является ООО»Тапас».

Инфраструктура

Лебяжий это район со стремительно развивающейся инфраструктурой. В шаговой доступности общеобразовательные и медицинские учреждения, ТЦ»Ждановичи» и продуктовый супермаркет.

Неподалеку несколько спортивно-развлекательных комплексов: «Минск-арена», «Арена-сити» и гордость минчан новый аквапарк. На территории комплекса предусмотрены магазины, офисы, игровая площадка, паркинг и гостевая стоянка.

Транспортное сообщение

Новый комплекс обладает еще одним преимуществом — отличной транспортной доступностью. С центром города его связывает Пр. Победителей. До ближайшей станции метро 10 мин. езды. Удобный выезд и на МКАД.

Природа

Жилой комплекс расположился в одном из самых чистых экологических районов. В непосредственной близости находятся заказник «Лебяжий» и водохранилище Дрозды. Купить квартиру здесь это значит найти оптимальный вариант городского комфорта с прелестью загородной жизни.

Условия приобретения

Цены на жилье: стоимость квартир от 950 долларов США за кв.м. при единовременной 100% оплате. Предусмотрена и рассрочка до 4-х лет с первоначальным взносом от 20 000 долларов США.

Жилой комплекс из двух домов на берегу Браславских озер

Описание

Продается два современных дома (основной и гостевой) 2016 года постройки. На участке 23 сотки расположено 2 двухэтажных дома из бруса с баней. Участок расположен в живописном месте Браславского района Беларуси на междуозерье двух крупных озер Загорное и Высокое (до одного 10 м до другого 50 м). Усадьба расположена в 200 км от Минска и в 30 км от райцентра Браслава. Всего два дома рассчитаны на комфортное размещение 15 человек. Первый дом состоит из 4 комнат, кухни, балконной террасы, душевой и туалета. Второй дом состоит из трех комнат с каминами, бани, кухни, балконной террасы, душевой и туалета. Дома оснащены: бойлеры, холодильники, телевизоры, кабельное и спутниковое телевидение, микроволновые печи, электроплиты, стиральная машина, посуда, постельное белье. На придомовой территории каждого дома есть вместительные беседки крытые мангалы,качели. На территории также есть фруктовый сад, площадка для волейбола, песочница. Усадьба огорожена. Дома между собой отделены декоративным забором. Имеются пирсы и места для купания взрослых и детей. Есть большая лодка. Продается со всем имуществом. Может использоваться для постоянного места жительства, для сезонного отдыха владельца или для коммерческого использования под туристическую деятельность.

Информация о владельце Актуализация

Информация об объекте

Общая площадь 165 м²
Жилая площадь 90 м²
Тип дома агроусадьба
Материал стен сруб
Материал крыши евро шифер
Готовность, % 100%
Отопление печное
Свет есть
Вода горячая
Канализцаия местная
Дата обновления 03. 08.2020
Дата добавления 14.08.2019

Дополнительно

  • элитный коттедж
  • рядом водоем/река
  • баня
  • хоз. постройки
  • лес рядом
  • ландшафтный дизайн
  • мебель
  • беседка
  • сад
  • камин
  • живописное место
  • отделка деревом

В Лебяжьем началось строительство нового жилого комплекса. Поликлиники здесь не будет

Застройку экологически чистого района Минска продолжает компания «Тапас». Ожидания местных жителей, что здесь — в границах улиц Ратомской, Мястровской и Ржавецкой построят поликлинику, как видим, не оправдались.


Фото: megapolisdom.by

 

 

Что собой представляет проект? Предполагается, что здесь возведут три монолитных малоэтажных дома с 90 квартирами площадью от 43 до 168 кв. м. Планировки свободные. Квартиры будут сдаваться без отделки. 

 

Кстати, название клубного дома «Монтерей» связано с одноименным калифорнийским городом на побережье Тихого океана.

 

Фото: realt.by

 

Продажи квартир в новом комплексе уже открыты. В доме клубного типа можно купить квартиру от $ 1420 до $ 1820 за квадратный метр. Цена парковочного места пока формируется, со слов застройщика она будет не дешевле, чем в «Олимпик Парк», расположенного неподалеку.

 

И все бы, конечно, ничего, если бы не реакция некоторых местных жителей. Они обеспокоены двумя проблемами, которые сопровождает это строительство.

 

Проблема первая: медицинская.

 

— Видимо «Тапас» держит нас за недалеких людей, — в беседе с Blizko.by возмущаются местные жители. — Только лишь в одном  доме, который здесь уже построен, живет около 1600 человек. И всем им предлагают пользоваться услугами амбулатории, рассчитанной на 250 посещений в день. Это нормально?

 

Проблема вторая: парковочная.

 

В клубном доме «Монтерей», как и в «Олимпик Парк» будет реализована концепция «Двор без машин». Для владельцев автомобилей предусмотрен закрытый паркинг на 17 машиномест с возможностью использования зарядных станций для электромобилей. Всего запланировано 60 парковочных мест. Расчет застройщика на то, что жители смогут ставить автомобили на паркинге возле ЖК «Браславский», где сегодня есть вакантные места.

 

— Очевидно одно, если мы, жители ЖК «Браславский», не поставим шлагбаумы, ограждающие дворовую территорию у наших домов, то жильцы из «Монтерея» будут парковаться у нас под окнами.

 

Проблема нехватки парковочных мест стоит очень остро. Жильцы окрестных домов и так стоят в очереди на них. Вопрос бы решался просто — строительством здесь подземного паркинга, но будет ли он построен — большой вопрос.

 



Новостройки Минска. Проекты с изюминкой

Квартира в новостройке – определенно лучшее решение жилищного вопроса. Сегодня Realt.by представляет обзор новостроек Минска с «изюминкой».

Каждый размещенный в обзоре объект имеет некоторую особенность, которая выделяет его из массы предложений строящегося в столице жилья. Особенности новостроек не повторяются, что позволяет покупателю сразу обратить внимание на понравившийся проект и изучить его более подробно.

1. Жилой комплекс «Мегаполис»

ЖК «Мегаполис» — это современная, грандиозная по своему масштабу многоэтажная застройка в микрорайоне Брилевичи.

Объект расположен на реконструированном проспекте Дзержинского в 100 метрах от новой станции метро «Малиновка» и рядом с МКАД.

В наличии квартиры:

  • 1-комнатные. Стоимость 1 кв.м – $1650
  • 2-комнатные. Стоимость 1 кв.м – $1450
  • 3-комнатные. Стоимость 1 кв.м – $1400
  • 4-комнатные. Стоимость 1 кв.м – $1350
  • Двухуровневые 3-, 4-комнатные. Стоимость 1 кв.м – $1500.

Возможна рассрочка до 18 месяцев. Первоначальный взнос  – 40%.

Особенность проекта: безопасная замкнутая дворовая территория.

Продавец: ООО «ТАПАС»

2. Жилой комплекс «Лира»

Индивидуальный проект, каркасно-блочная конструкция:

  • кирпичная кладка наружных стен;
  • большое разнообразие планировочных решений;
  • подземная гараж-стоянка с достаточным количеством машиномест;
  • бесшумные лифты;
  • удачное месторасположение жилого дома в непосредственной близости от всех значимых объектов.

В отделку входят: входная дверь, бетонная стяжка пола, черновая штукатурка стен, трёхкамерные ПВХ-стеклопакеты, остекление лоджии с использованием алюминиевого профиля, алюминиевые радиаторы отопления, унитаз, приборы учета света, тепла и воды, электропроводка во все комнаты с установкой автономных пожарных извещателей, гидроразводка на кухню и санузел, переговорное устройство домофона, телефонизация и подключение к кабельной сети телевидения.

Особенность проекта: наличие квартир с открытыми террасами и подземный паркинг.

Продавец: ООО «Студенческий дом»

3. Дом на Инструментальном переулке

Жилой дом с уникальным расположением и строгой аристократичной архитектурой на  Инструментальном пер., 11А.

Статус дома подтверждается расположением вблизи парка Челюскинцев, Ботанического сада, ст.м. «Парк Челюскинцев» и главной транспортной артерии Минска – пр-та Независимости.

Цена: от $1 885 за кв.м. Есть возможность рассрочки. Срок сдачи: 2 квартал 2014 года.

Особенность проекта: при покупке квартиры  –  акция «Праздник в подарок».

Продавец: РиэлтХаус

4. Жилая застройка «Престижино»

Жилая застройка «Престижино» — победитель премии REALT GOLDEN KEY 2014 в номинации «Новостройка года. Премиум-класс». Жилой комплекс расположен в самом центре Минска в квартале  ул. М. Богдановича — В. Хоружей — Куйбышева — пр. Машерова. Состоит из шести  невысоких домов. Территория ограждена забором, пункты охраны, 4 подземных гараж-стоянки. Дома кирпичные повышенных потребительских качеств (высота потолка 2,95 м, лифты производства Schindler). Все это гарантирует вам и вашей семье комфортное проживание.

Особенность проекта:  комплекс кирпичных домов с огражденной территорией в центре Минска.

Продавец: ОАО «Минскпромстрой»

5. Монолитно-каркасный дом в микрорайоне Каменная Горка

Считанные месяцы остались до завершения строительства монолитно-каркасного дома в районе Каменная Горка. Светлые, уютные квартиры с современной планировкой продаются по ценам, ниже средних по рынку.

  • 1-комн. (от 40 кв.м) — от $1500 при 100% оплате
  • 2-комн. (от 78 кв.м) — от $1350 при 100% оплате
  • 3-комн. (86.91 – 101.27 кв.м) — от $1300 при 100% оплате

На первом этаже разместятся помещения общественного и административного назначения. Здесь появятся продовольственный и промтоварный магазины, аптека и РКЦ. За необходимой покупкой можно будет просто спуститься по лестнице. Двор будет благоустроен.  Дорожки, аллеи, детская площадка, зеленые островки возле дома будут радовать глаз и душу.

Подземный паркинг под домом — в лучших традициях домов бизнес и премиум-классов.

Квартиры реализуются на условии долевого строительства.

Особенность проекта: дом с паркингом и магазинами в новом районе на этапе завершения.

Продавец: ООО «Футбольный клуб «Сквич»

6. Новый жилой комплекс в квартале улиц Алибегова – Брыля

Предлагаем приобрести в собственность: 1-2-3-комнатные квартиры и объекты торгово-общественного назначения (на первых и цокольных этажах) в монолитно-каркасных многоэтажных жилых домах.

Цена кв.м – от $1450.

Сдача 1 кв. 2015 г. (1 очередь), 2 кв. 2016 г. (2 очередь).

Условие покупки: жилищные облигации.

Особенность проекта: хорошее транспортное сообщение, метро, паркинг, развитая инфраструктура  обжитого микрорайона юго-запада столицы.

Продавец: ЗАО «Топзапэлектро»

7. Жилой дом на пр-те Независимости, 85В

Объект введен в эксплуатацию в конце 2013 года.

«Парковый» район – рядом Ботанический сад и парк Челюскинцев.

Возможность индивидуального решения планировки каждой квартиры. Индивидуальное отопление квартир (котлы Bosch, полный автомат, мощность 24 кВт), индивидуальные приборы учета. Остекление – алюминиевые и ПВХ профили с двухкамерными стеклопакетами. Лифты–грузопассажирские, бесшумные, системы Schindler. Фасад отделан керамической плиткой.

Особенность проекта: охрана, видеонаблюдение закрытой придомовой территории.

Продавец: ООО «Белреконструкция»

8. Жилой комплекс «Грушевский посад»

«Грушевский посад» на проспекте Дзержинского у метро «Грушевка» на слуху у потенциальных покупателей жилья повышенных потребительских качеств. Силуэт его 18-21-этажных зданий, которые будут по завершении насчитывать 14 подъездов, не затеряется на фоне достаточно неординарных соседних построек. До площади Независимости – 15 минут пешком.

Горизонтальная разводка системы отопления с индивидуальными счетчиками, просторные коридоры и холлы. Скоростные и бесшумные лифты класса «люкс», в том числе зарубежных производителей.

Стоимость квадратного метра в однокомнатных квартирах – 1700-1525 у. е., в трех-четырехкомнатных: 1600-1400 у.е.

Особенность проекта: все квартиры – повышенной комфортности.

Продавец: ООО «Жилстройкомплект»

9. Жилой комплекс «Виленский маентак»

«Виленский маентак» – комплекс каркасно-блочных домов со своим оздоровительным центром в Центральном районе по ул. Нововиленской.

  • 1-комнатные: 48,87 кв.м
  • 2-комнатные: от 66,39 кв.м – 70,17 кв.м
  • 3-комнатные: 95,52 кв.м – 98,32 кв.м
  • 4-комнатные: 104,04 кв.м – 110,19 кв.м
  • Нежилые помещения: от 40 кв.м

Срок сдачи: 1 квартал 2015 г.

Действует специальное предложение – любая квартира до конца октября по цене – $1415, административное помещение – от $1750.

Особенность проекта: комфортные условия для всех жильцов, и особенно для людей с ограниченными возможностями.

Продавец: СУП «Горизонтпроектстрой»

10. Многофункциональный жилой комплекс по ул. Богдановича

Квартиры, машиноместа, магазины. Жилой комплекс отлично вписывается в сложившийся обжитой Советский район города Минска. Будущих жителей порадует замечательное пространство для отдыха – в непосредственной близости от нашего жилого комплекса расположен огромный парк Дружбы народов для прогулок и пикников, где можно с семьей или друзьями насладиться природой, прекрасно восстановив силы после рабочей недели.

Беспроцентная рассрочка на 2 года.

Срок сдачи – 4 квартал 2016 года.

Особенность проекта: Под жилыми домами комплекса располагается торговый центр.

Продавец: СООО «ТАМБАЗ»

11. Многоквартирный дом по пр-ту Дзержинского, 23

Московский район. Развитая инфраструктура. Индивидуальные планировочные решения. Системы для теплоизоляции и гидроизоляции кровли – Техноконтроль. Бесшумные лифты швейцарской фирмы Schindler. Системы отопления и водоснабжения КАN (Польша). Радиаторы отопления Calidor (Италия). Консьерж. Многоуровневый паркинг.

Выгодное предложение на покупку квартир: от $1350 за кв.м.

Особенность проекта: Рассрочка до декабря 2015 г.

Продавец: СЗАО «ЛадаГарант»

12. Жилой комплекс «Браславский»

ЖК «Браславский» — это современная недвижимость в престижном и экологически чистом микрорайоне Лебяжий.

Благодаря водохранилищу Дрозды и биологическому заказнику, обрамляющим жилой комплекс, создастся ощущение загородной жизни. При этом непосредственная близость к проспекту Победителей и МКАД делает «Браславский» легкодоступным из любой точки города.

В наличии квартиры:

  • 1-комнатные. Стоимость 1 кв.м — от $1425
  • 2-комнатные. Стоимость 1 кв.м — от $1425
  • 3-комнатные.  Стоимость 1 кв.м — от $1350

Возможна рассрочка до 3 лет! Первоначальный взнос  — 50%!

Особенность проекта: ЖК «Браславский» дает вам уникальную возможность жить за городом, оставаясь при этом в Минске.

Продавец: ООО «ТАПАС»

Предложенные в обзоре новостройки и другие объекты можно увидеть на новой гигапиксельной панораме Минска. Панорама снята с самого высокого бизнес-центра Минска – Royal Plaza. Она позволяет насладиться красивейшими видами столицы с высоты птичьего полета.

Обзор подготовлен информационно-аналитическим центром портала Realt.by – Недвижимость. Realt.by – ваш гид по рынку недвижимости.

Нарушение коагуляции, вызванное наноразмерными твердыми частицами в помещении, на основе трехмерной модели микрососудов человека на микрожидкостном чипе

J Нанобиотехнология. 2019; 17: 20.

, 1, 3 , 7 , 1 , 1 , 4 , 5, 8 , 1 , 6 , 3 и 2

Ян Ли

1 Ключевая лаборатория глубокой переработки основных видов зерна и масла (Уханьский политехнический университет), Министерство образования, Колледж пищевых наук и инженерии, Уханьский политехнический университет, Ухань, 430023 Народный Китайская Республика

3 Департамент биомедицинской инженерии, Школа инженерии и прикладных наук, Йельский университет, Нью-Хейвен, 06520 США

Чуанлинь Ху

7 Государственная ключевая лаборатория силикатных материалов для архитектуры, Уханьский технологический университет , Ухань, 430070 Китайская Народная Республика

Pengcheng Wang

1 Ключевая лаборатория глубокой переработки основных видов зерна и нефти (Уханьский политехнический университет), Министерство Образование, Колледж пищевых наук и инженерии, Уханьский политехнический университет, Ухань, 430023 Китайская Народная Республика

Ян Лю

1 Ключевая лаборатория глубокой переработки основных видов зерна и нефти (Уханьский политехнический университет), Министерство образования, Колледж наук и инженерии в области пищевых продуктов, Уханьский политехнический университет, Ухань, 430023 Китайская Народная Республика

Луян Ван

4 Департамент строительных наук, Университет Цинхуа, Пекин, 100084 Китайская Народная Республика

Qingmeng Pi

5 Отделение медицинских наук и технологий Гарварда-Массачусетского технологического института, Массачусетский технологический институт, Кембридж, Массачусетс 02139 США

8 Отделение пластической и реконструктивной хирургии, больница Ренджи, Школа медицины Шанхайского университета Цзяотун, Шанхай, 200129 Китайская Народная Республика

Zhiyong Gong

1 Ключевая лаборатория глубокой обработки магистра зерна и масла (Уханьский политехнический университет), Министерство образования, Колледж пищевых наук и инженерии, Уханьский политехнический университет, Ухань, 430023 Китайская Народная Республика

Сюй Ян

6 Хубэй Ключевая лаборатория генетической регуляции и интегративной Биология, Колледж наук о жизни, Центральный китайский педагогический университет, Ухань, 430079 Китайская Народная Республика

Майкл Мак

3 Кафедра биомедицинской инженерии, Школа инженерии и прикладных наук, Йельский университет, Нью-Хейвен, 06520 США

Ян Ву

2 Хубэй Ключевая лаборатория по переработке и трансформации сельскохозяйственных продуктов (Уханьский политехнический университет), Колледж пищевых наук и инженерии, Уханьский политехнический университет, Ухань, 430023 Китайская Народная Республика

1 Ключевая лаборатория глубинных Переработка крупного зерна и масла (Уханьский политехнический университет), Министерство образования, Колле ge of Food Science and Engineering, Уханьский политехнический университет, Ухань, 430023 Китайская Народная Республика

2 Хубэй Ключевая лаборатория по переработке и переработке сельскохозяйственных продуктов (Уханьский политехнический университет), Колледж пищевых наук и инженерии, Уханьский политехнический университет, Ухань, 430023 Китайская Народная Республика

3 Департамент биомедицинской инженерии, Школа инженерии и прикладных наук, Йельский университет, Нью-Хейвен, 06520 США

4 Департамент строительных наук, Университет Цинхуа, Пекин, 100084 Народная Республика of China

5 Гарвардский институт медицинских наук и технологий, Массачусетский технологический институт, Кембридж, Массачусетс 02139 США

6 Хубэй Ключевая лаборатория генетической регуляции и интегративной биологии, Колледж наук о жизни, Центральный Китай Нормальный Университет, Ухань, 430079 Китайская Народная Республика

7 9 0005 Государственная ключевая лаборатория силикатных материалов для архитектуры, Уханьский технологический университет, Ухань, 430070 Китайская Народная Республика

8 Отделение пластической и реконструктивной хирургии, Больница Ренджи, Школа медицины Шанхайского университета Цзяотун, Шанхай, 200129 Народная Республика Китай

Автор, ответственный за переписку.

Поступило 15.05.2018 г .; Принято 21 января 2019 г.

Открытый доступ Эта статья распространяется в соответствии с условиями Международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии, что вы должным образом укажете автора (авторов) и источник, предоставите ссылку на лицензию Creative Commons и укажете, были ли внесены изменения. Отказ от лицензии Creative Commons Public Domain Dedication (http: // creativecommons.org / publicdomain / zero / 1.0 /) применяется к данным, представленным в этой статье, если не указано иное. Эта статья цитировалась в других статьях PMC.

Abstract

Предпосылки

Растущее количество свидетельств показывает, что концентрация частиц в воздухе внутри помещений часто выше, чем обычно на открытом воздухе. Поскольку считается, что воздействие PM2,5 внутри помещений связано с сердечно-сосудистыми заболеваниями, необходимо изучить влияние загрязнения воздуха внутри помещений на здоровье. На основе моделей на животных было доказано, что окружающие твердые частицы способствуют коагуляции, которая, скорее всего, участвует в патогенном развитии сердечно-сосудистых заболеваний.Однако моделей на животных недостаточно, чтобы с уверенностью предсказать, что произойдет с людьми. По этой причине точные патогенетические механизмы развития сердечно-сосудистых заболеваний у людей еще не определены.

Результаты

Мы создали трехмерную функциональную микрососудистую сеть человека в микрофлюидном устройстве. Эта модель позволяет эндотелиальным клеткам сосудов человека формировать тканеподобные микрососуды, которые ведут себя так же, как кровеносные сосуды человека. Перфузионная микрососудистая сеть позволяет доставке частиц, введенных в эти созданные человекоподобные микрососуды, следовать за потоком жидкости.Этот путь воздействия эффективно имитирует динамическое движение переносимых по воздуху наноразмерных частиц (ПНЧ) внутри сосудов человека. В этом исследовании мы впервые определили наличие ANP в загрязнении воздуха внутри помещений. Затем мы показали, что ANP могут активировать эндотелиальные клетки посредством воспаления, вызванного ROS, и, кроме того, приводили к аномальной экспрессии факторов свертывания крови (TF, TM и t-PA), участвующих в каскадах свертывания. Кроме того, мы обнаружили, что белок может покрывать ANP, и это биовзаимодействие может мешать гепарансульфату (HS).Органотипические 3D-модели микрососудов человека служат мостом для понимания того, как результаты исследований могут быть переданы людям.

Выводы

Трехмерная модель микрососудов человека использовалась для определения физиологических реакций сосудов человека на стимуляцию ANP. На основании полученных данных мы пришли к выводу, что ПНП не только нарушают нормальные функции коагуляции, но и действуют непосредственно на антикоагулянтные факторы в сосудах человека. Эти экспериментальные наблюдения обеспечивают потенциальное биологическое объяснение эпидемиологически установленной связи между ANP и нарушением свертывания крови. Эта модель «орган на чипе» может служить мостом между результатами in vitro и реакциями человека.

Ключевые слова: Твердые частицы в помещении, Окислительный стресс, Воспаление, Содействие коагуляции, 3D микрососуд человека

Общие сведения

Загрязнение воздуха в помещениях в непрофессиональных условиях в последнее время привлекает все большее внимание общественности [1]. Это потому, что люди проводят большую часть своего времени в разных помещениях. Данные экологического мониторинга показали, что внутри помещений концентрации многих загрязнителей (включая частицы в воздухе) часто выше, чем те, которые обычно встречаются на открытом воздухе [2, 3].Учитывая это, необходимо уделять больше внимания влиянию загрязнения воздуха внутри помещений на здоровье. Растущий объем эпидемиологических данных указывает на устойчивую и последовательную связь между твердыми частицами и увеличением смертности и заболеваемости [4–6]. Например, многочисленные эпидемиологические и клинические исследования показывают, что атмосферные твердые частицы в загрязнении воздуха сильно связаны с увеличением числа сердечно-сосудистых заболеваний [7, 8].

Исследования показали, что нарушения коагуляции, вызванные твердыми частицами окружающей среды, с большой вероятностью участвуют во многих сердечно-сосудистых заболеваниях [9].Точный биомеханизм еще полностью не определен. В настоящее время большинство исследований загрязнения воздуха твердыми частицами в помещениях сосредоточено на крупных частицах, таких как PM2,5 (аэродинамический диаметр ≤ 2,5 мкм) и PM10 (аэродинамический диаметр ≤ 10 мкм) [10, 11]. Однако среди всех вредных загрязнителей, обнаруживаемых в воздухе помещений, наноразмерные частицы (ПНЧ) являются наиболее вредными для здоровья человека [12, 13]. ANP достаточно малы, чтобы проникать в самые маленькие дыхательные пути и преодолевать некоторые физиологические барьеры.Например, ANP легче преодолевает барьер между легкими и кровью, чем частицы микронного размера [14]. ПНП перемещаются в кровоток, что считается важным фактором нарушения функции сосудов человека [15, 16]. Поэтому сосудистым эффектам переносимых по воздуху наноразмерных частиц следует уделять гораздо больше внимания.

После того, как ANP попали в кровоток, они могут нарушить каскады эндогенной коагуляции из-за своей поверхностной реактивности и удельной площади поверхности.Например, наночастицы могут усиливать тромбообразование за счет увеличения агрегации тромбоцитов и прокоагулянтной активности [17]. Одно из общепринятых объяснений состоит в том, что наночастицы могут усугублять эндоваскулярный окислительный стресс и воспаление после того, как наночастицы попадают в кровеносные сосуды [18]. Этот биологический ответ может привести к активации бляшек, что в конечном итоге приводит к образованию тромба [19]. Кроме того, наночастицы обладают обширной поверхностной активностью и поглощают богатые белком жидкости in vivo [20]. Такое биовзаимодействие может повлиять на функцию факторов свертывания и привести к нарушениям свертывания.Добровольская и др. предположили, что эта прокоагулянтная активность зависит от размера частиц и заряда поверхности [21].

Животные модели широко используются в токсикологических исследованиях. Они продолжают помогать нам в понимании сердечно-сосудистых заболеваний, вызываемых частицами в воздухе [22]. Однако животная модель не позволяет напрямую экстраполировать открытия животных на людей из-за видовых различий [23]. Трехмерные модели органотипических клеток человека были хорошо разработаны в последние годы.Модели органотипических клеток могут предоставить основную физиологическую информацию о первичных органах, хотя они все еще не могут полностью имитировать функцию органа. Более того, эта информация более реалистична, чем результаты, основанные на 2D человеческих клетках. Потому что клетки могут восстанавливать свою физиологическую форму и функции, будучи помещенными в трехмерную (3D) среду культивирования [24, 25]. Например, 3D-культуры позволяют эндотелиальным клеткам сосудов человека in vitro создавать микрососудистые сети, которые имитируют физиологическую функцию кровеносных сосудов человека [26, 27].Эта органотипическая модель клетки может более точно предоставлять физиологическую информацию человека, чем та, что получена из клеток, культивируемых на плоской поверхности (2D-культура) [28]. Таким образом, трехмерные органотипические культуры обеспечивают дополнительную поддержку животных моделей в токсикологических исследованиях. Трехмерная модель микрососудов предоставляет нам некоторую биологическую информацию о человеке после того, как частицы, переносимые по воздуху, попадают в кровоток.

Фибриновые гидрогели все шире используются в тканевой инженерии. Фибриновые гидрогели представляют собой класс биоматериалов, которые обладают превосходным потенциалом каркаса в трехмерных культурах клеток благодаря их превосходной биосовместимости и подходящим механическим свойствам [29].Каркасы на основе фибрина могут представлять трехмерное пространство, доступное для клеток, развивающихся в регенеративную ткань [30]. Было показано, что комбинация фибринового гидрогеля с микрофлюидным устройством улучшает физиологическое значение регенерации сосудистой ткани человека [31]. Это связано с тем, что микрожидкостный чип обеспечивает микромасштабные сложные структуры и хорошо контролируемые параметры, имитирующие среду сосудов человека in vivo [32, 33]. Кроме того, поток микрожидкости может поставлять необходимые питательные вещества, влагу и кислород, а также одновременно удалять продукты разложения [34, 35].Было показано, что поток микрожидкости улучшает адгезию, миграцию и пролиферацию эндотелиальных клеток человека в трехмерных каркасах [36–38].

В этом исследовании перфузионные трехмерные микрососудистые сети были сконструированы в микрофлюидном устройстве. По сравнению с двумерной клеточной культурой (на плоской чашке) преимущество нашей трехмерной модели состоит в том, что каркасы на основе геля фибрина обеспечивают трехмерную микросреду для роста HUVEC. Фибрин-гидрогель — это биосовместимый синтетический полимерный материал. Уникальная структура и свойства фибринового гидрогеля могут имитировать внеклеточный матрикс (ВКМ) [39, 40].HUVEC в этом каркасе на основе геля из фибрина образовывали капиллярно-подобные структуры с просветами. Мы охарактеризовали собранные образцы ANP, а затем проанализировали прокоагулянтное действие на микрососудистые сети после того, как ANP были загружены в регенерированные сосуды человека. Мы стремимся объяснить возможный механизм, лежащий в основе аномалий свертывания крови, вызванных ANP. На дисфункцию свертывания могут указывать аномальные уровни окислительного стресса (ROS, MDA, HO-1), цитокинов (NF-κB, IL-1) и факторов свертывания (TF, TM и t-PA).TF представляет собой гликопротеин клеточной поверхности, ответственный за запуск внешнего пути коагуляции. TM и t-PA играют важную роль в антикоагулянтной системе. Три биофактора находятся на эндотелиальных клетках, клетках, выстилающих кровеносные сосуды. Кроме того, мы предположили, что ANPs поглощают белок, образуя ANP-белковую корону. На основе SEM / EDS мы охарактеризовали биовзаимодействие ANP с белками плазмы. Далее применяли гель-электрофорез для исследования потенциальной функциональной интерференции при взаимодействии ANP с HS.Целью этого исследования было получить лучшее представление о сосудистой дисфункции человека, связанной с ANP в помещении.

Результаты

Микрососудистая сеть человека на основе микрожидкостной трехмерной культуры HUVEC

В этом исследовании мы использовали комбинацию фибринового гидрогеля с микрофлюидным устройством для создания трехмерных микрососудистых сетей человека. HUVEC и HLF суспендировали в растворе предшественника каркаса фибриногена и тромбина. Предшественник фибрина смешивали с тромбином для получения геля фибрина.Гель фибрина применяли для создания каркасов для трехмерной органотипической культуры HUVEC. Смесь вводили в микрожидкостный чип (рис. А) для завершения гелеобразования. После гелеобразования разные количества среды HUVEC вводили в два разных канала среды. Разница в уровнях жидкости в каналах среды создает перепад давления вдоль канала заполнения гелем (рис. B). Давление жидкости позволяет среде EGM-2 проникать в фибриновый гидрогель (рис. C). С помощью потока жидкости микрожидкостное устройство создает динамическую микросреду для 3D-культуры HUVE.Как показано на рис. А, HUVEC и HLF были засеяны в фибриновый гидрогель (рис. С). Известно, что фибробласты секретируют факторы роста, которые поддерживают эндотелиальные клетки, образующие просветы в трехмерных совместных культурах. В присутствии HLFs распространение HUVEC является устойчивым и спонтанно формирует микрососудистые сети (Рис. B) в микрофлюидном устройстве (Рис. D). В этом исследовании развитие микрососудов 3D HUVEC контролировалось с помощью конфокального микроскопа (рис. F). На начальной стадии HUVECs мигрировали, чтобы сформировать межклеточные адгезии и выравнивания (рис.г, з). Затем HUVEC постепенно образовывали просветы вместе с расширением клеток (Рис. I). Наконец, просветы HUVEC сформировали микрососудистые сети (рис. J). Для сравнения, HUVEC выращивали на плоских чашках на основе 2D клеточной культуры (рис. А). Клетки прилипали и растекались по поверхности пластика и образовывали неестественные прикрепления клеток к синтетической поверхности (рис. B – e). Все 2D культивируемые HUVEC генерировали единственный слой клеток, но не формировали микрососудистые сети.

Формирование трехмерных микрососудов человека на основе комбинации гидрогеля фибрина с микрофлюидным устройством. a Принципиальная схема микрофлюидного устройства. b Смесь HUVEC / гидрогель вводят в средний канал. c Чип создает поток напряжения, позволяющий среде проходить через фибриновый гидрогель

Формирование микрососудистой сети человека на основе микрожидкостной 3D культуры HUVEC. a Схематическая диаграмма посева HUVEC в фибриновый гидрогель. b Схематическая диаграмма образования микрососудистой сети в фибриновом гидрогеле. c Микроскопическое изображение HUVEC, только что засеянных в фибриновый гидрогель. d Изображение микрососудистых сетей человека с помощью конфокального микроскопа

Прогресс развития эндотелиальных клеток пупочной вены человека (HUVEC) с помощью 2D-культивирования и 3D-культуры. a 2D-культура HUVEC на диске, b e изображение с камеры флуоресцентных HUVEC, полученных с 1 по 4 день. f 3D-культура HUVEC в чипе, г j изображение камеры флуоресцентные HUVEC, разработанные с 1 по 4 день

Функциональное измерение установленных трехмерных микрососудов человека

На основе трехмерных культур HUVEC в микрожидкостных чипах мы создали трехмерные микрососудистые сети человека в этом исследовании с целью имитации человеческих сосудов в живом организме. Эта установленная трехмерная модель сосуда имитировала физиологическую структуру сосудов человека. По сравнению с 2D-культурой, HUVEC спонтанно сформировали микрососудистые сети в этом 3D-гидрогелевом микроокружении, и микромасштабные размеры 3D-сосудов соответствуют сосудистым структурам внутри человеческого тела. Кроме того, модель сосуда человека in vitro все еще может быть создана для имитации динамической функции, присутствующей в реальных системах крови человека. В живом организме кровеносные сосуды обладают хорошей проницаемостью, что обеспечивает поток крови через систему кровообращения к органу или ткани.Адекватная перфузия микрососудов имеет решающее физиологическое значение. В этом исследовании, помимо воспроизведения сосудистой структуры, мы также измерили перфузионную способность микрососудистых сетей микрофлюидного устройства. Флуоресцентные микрочастицы (FM) первоначально загружали в микрофлюидный чип (рис. А). Из-за разницы уровней жидкости в двух каналах среды давление жидкости позволило FM проникнуть в микрососудистую сеть (рис. B). Изображения с конфокальной микроскопии продемонстрировали, что FM перемещается по сосудам вслед за потоком жидкости.Изображения показывают путь микрочастиц в микрососудах. С помощью потока жидкости микрожидкостное устройство обеспечивает динамическую мощность, которая позволяет FM проходить через искусственные сосуды человека (рис. C – k). Отслеживая движение FM, мы могли оценить микрососудистую сеть, которая показала отличную перфузионную способность.

Измерение перфузии трехмерной культивированной микрососудистой сети человека. a Принципиальная схема загрузки микрочастиц в микрососудистых сетях. b Чип генерирует поток для обеспечения перфузии микрочастиц в микрососудистой сети с восходящего направления. c k Изображения с конфокального микроскопа флуоресцентных микрочастиц, движущихся через микрососудистые сети

Физико-химические характеристики ANP

Были исследованы переносимые по воздуху наноразмерные частицы из отобранных проб загрязнения воздуха внутри помещений. Во-первых, SEM был применен для характеристики наблюдаемых образцов. СЭМ продемонстрировал, что каждое наблюдаемое наноразмерное вещество было агрегировано несколькими более мелкими наноразмерными частицами (рис.а). Наблюдения AFM / TEM еще раз подтвердили эти выводы. Перед этим образцы в воздухе фильтровали (<1 мкм) для удаления частиц и волокон большего размера. Область сканирования выбирается случайным образом в AFM / TEM. Изображения показали, что большинство наноразмерных частиц были размером от десяти до ста нанометров (рис. B, c). Согласно EDS-анализу, ANP состоят из углерода с меньшим вкладом металлов (рис. D). Мы количественно проанализировали химические элементы с помощью ICP-MS (металлы) и анализатора элементов (углерод и сера) (рис.д).

Физико-химические характеристики наноразмерных частиц в воздухе (ПНЧ). a Изображение ANP, полученное с помощью растрового электронного микроскопа. b Изображение ANP, полученное с помощью атомно-силовой микроскопии. c Изображение ANP, полученное с помощью просвечивающего электронного микроскопа. d Химический элементный анализ ANP с помощью EDS. e Количественный элементный анализ ANP с помощью ICP-MS (металлы) и элементного анализатора (углерод и сера)

ANP способствуют нарушению коагуляции на основе трехмерной модели микрососудов человека

Для оценки жизнеспособности клеток после воздействия HUVEC был применен анализ цитотоксичности к ANP (5, 10, 20, 40, 80 и 160 мкг / мл).Результаты показали, что ANP обладает цитотоксическим и клеточно-ингибирующим действием. Цитотоксичность HUVEC была положительно связана с концентрациями ANP (рис. А). Высокие дозы (80 и 160 мкг / мл) вызывали значительную цитотоксичность HUVEC (жизнеспособность клеток <50%) (рис. А). На основе установленных микрососудов человека 3D-культивированные HUVEC подвергались воздействию ANP с концентрациями 5, 10, 20 и 40 мкг / мл. Эта модель может быть использована для моделирования физиологической реакции сосудов человека на стимулы ANP. Согласно результатам экспериментов на животных, эндотелиальная дисфункция часто сопровождается повышением регуляции АФК.В этом исследовании мы использовали флуоресцентные агенты для определения клеточной экспрессии ROS после стимуляции ANP в течение 24 часов. Путем сравнения генерации ROS контроля и частиц, внутриклеточные ROS увеличивались с увеличением концентрации ANP. 40 мкг / мл ANP приводили к явному увеличению ROS (P <0,01). Однако введение антиоксиданта (витамина С) эффективно подавляло образование АФК (рис. B). АФК являются ключевыми сигнальными молекулами, которые играют важную роль в прогрессировании окислительного стресса и воспалительных заболеваний.Наши результаты предполагают, что ANP может стимулировать эндотелиальные клетки сосудов человека к выработке АФК, которые могут дополнительно спровоцировать перекисное окисление липидов и воспалительную реакцию. Это выражалось в накоплении MDA и повышении регуляции HO-1, NF-κB и IL-1 (Fig. C – f). Более того, группа с более высоким ANP (40 мкг / мл) индуцировала увеличение MDA, HO-1, NF-κB и IL-1 (рис. C – f). Однако антиоксидант (витамин C) эффективно подавлял воспалительные реакции, возникающие в результате стимуляции ANP. Все результаты продемонстрировали, что ANP, как ожидается, активирует эндотелиальные клетки сосудов человека посредством окислительного стресса, индуцированного ROS.

a Жизнеспособность клеток HUVEC; ANP способствует нарушениям коагуляции на основе трехмерной модели микрососудов человека: b активных форм кислорода (ROS), c малоновый диальдегид (MDA), d гемоксигеназа-1 (HO-1), e NF-κB, f интерлейкин 1 (IL-1), г тканевой фактор, h тромбомодулин, i тканевый активатор плазминогена [Vc + ANP: витамин C-0,1 мг / мл, ANP-40 мкг / мл, SP: специальный контроль-ANP (40 мкг / мл), но без клеток] (* P <0.05, ** P <0,01, по сравнению с контролем, n = 5)

Было доказано, что активация эндотелиальных клеток сосудов вызывает дисфункцию эндотелиальных клеток на животных моделях. В этом исследовании мы изучили взаимосвязь между стимуляцией ANP, прокоагулянтными эффектами и дисфункцией эндотелиальных клеток в трехмерных микрососудах человека. Эти важные биомаркеры были измерены после стимуляции трехмерных микрососудов человека ПНП. Тканевый фактор (ТФ) является первичным инициатором каскада свертывания. Мы измерили содержание TF после воздействия ANP на трехмерные микрососуды человека.Наши результаты показали, что ANP стимулировал эндотелиальные клетки сосудов для экспрессии TF. Аномальная экспрессия TF положительно коррелировала с концентрацией воздействия ANP (фиг. G). Более того, ANP влиял на регулярную экспрессию TF по сравнению с контрольной группой (рис. G). Между тем, витамин C эффективно подавлял секрецию TF посредством стимуляции ANP (фиг. G). Помимо TF, мы также измерили TM и t-PA. Тромбомодулин (TM) — это рецептор тромбина эндотелиальных клеток. Он действует как природный антикоагулянт, значительно ускоряя активацию протеина С тромбином.Тканевый активатор плазминогена [t-PA] ​​- это еще один белок, обнаруженный на эндотелиальных клетках, который участвует в разрушении коагуляции. Наши результаты демонстрируют, что ANP вызывают неупорядоченную экспрессию TM (рис. H) и t-PA (рис. I). Таким образом, наши результаты показали, что ANP, как ожидается, активирует эндотелиальные клетки посредством генерации ROS. Это проявляется в активации провоспалительных цитокинов, а также в нарушении систем свертывания и фибринолиза.

Биологическое взаимодействие ANP и белка

В этом исследовании мы изучили потенциальное биологическое взаимодействие между ANP и белками плазмы.СЭМ продемонстрировал, что голая частица ANP была сферической или примерно сферической (рис. А). Каждый голый ANP был меньше 100 нанометров. Однако после того, как ANP были инкубированы с белком плазмы, SEM продемонстрировал, что наблюдаемое «вещество» было больше, чем исходный диаметр голой частицы ANP (рис. B). Вся наблюдаемая «материя» имела неправильную морфологию. Увеличение размера по сравнению со средним диаметром голой частицы ANP можно отнести к «белковой оболочке». Также был проведен химический элементный анализ «оболочки» для проверки существования белковой короны. Результат EDS показал, что шерсть содержала основные элементы белка (C, O, N, S, P) (рис. C). Все эти результаты предполагают, что «белковая корона» образуется после взаимодействия ANP с белками. Формирование «белковой короны» доказывает, что существует потенциальное биовзаимодействие между ANP и белком плазмы (рис. D).

Характеристика короны ANP-белков плазмы. a , b СЭМ-изображения короны ANP и ANP-белка. c Анализ химических элементов короны белка с помощью EDS. d Диаграмма моделирования взаимодействия ANP с белками в кровеносном сосуде человека

Биологическое вмешательство ANP с HS

В этом исследовании мы доказали, что белки адсорбируются на поверхности ANP. Поэтому важно понимать связь между HS, адсорбированным на поверхности ANP, и последующими биологическими результатами. Во-первых, УФ-видимая спектрофотометрия была использована для анализа «голого» ANP и HS-конъюгированного ANP. HS демонстрирует острый пик поглощения, аналогичный HS-конъюгированному ANP (рис. а). Эти пики поглощения отличаются от пиков, полученных для чистых ANP. Результаты УФ-видимой спектрофотометрии показывают, что ANP поглощает HS посредством биовзаимодействия. Кроме того, был исследован электрофорез в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (SDS-PAGE) для выявления биологических результатов, поскольку ANP поглощает HS. На рисунке b показан SDS-PAGE ANP, покрытых HS, по сравнению с ANP после инкубации в течение 24 часов. Образец HS показывает значительную разницу с ANP, конъюгированным с гепарансульфатом.

Физико-химическая характеристика биовзаимодействия между ANP и HS. a УФ – видимый спектр ANP, HS и ANP – HS. b SDS-PAGE анализ ANP, HS и ANP-HS. (1: ANP, 2: ANP – HS, 3: HS; 4: лестница). Красными линиями отмечены полосы белков.

Обсуждение

Исследования показали, что вдыхание твердых частиц может иметь неблагоприятные последствия для здоровья [41, 42]. PM2,5 оказывает наиболее серьезное неблагоприятное воздействие на здоровье населения [43]. Хорошая характеристика выбранных модельных частиц имеет значение для токсикологического исследования частиц [44].На основе SEM / AFM / TEM мы обнаружили, что ANP присутствуют в образцах PM2,5 внутри помещений. PM2,5 — это смесь мельчайших частиц сложного химического состава. На основе элементного анализа (ICP-MS и элементный анализатор) APN состоят из углерода с меньшим вкладом металлов. Исследования уже сообщили о потенциальной токсичности сверхмелкозернистых углеродных частиц, содержащих металлы. Генерация АФК и окислительный стресс по-прежнему являются наиболее разработанной парадигмой для объяснения токсических эффектов [45]. ANP с большей вероятностью, чем более крупные частицы, образуются при сгорании топлива [46], и ANP могут оставаться в атмосфере в течение недель по сравнению с более крупными частицами [47].Результаты мониторинга окружающей среды показали, что концентрации мелких частиц в помещениях часто выше, чем те, которые обычно встречаются на открытом воздухе. Поэтому нам следует уделять больше внимания внутренним ANP, поскольку люди проводят большую часть своего времени в различных помещениях.

Многочисленные эпидемиологические исследования показывают, что атмосферные твердые частицы в загрязнении воздуха сильно связаны с увеличением числа сердечно-сосудистых заболеваний. Последние исследования в области наноразмеров, основанные на моделях животных, показывают, что наночастицы могут облегчить миграцию наночастиц через любой биологический барьер [48].При вдыхании ANP легче преодолевает барьер между легкими и кровью, чем PM2,5 микронного размера [49]. Исследователи предполагают, что ANP играют жизненно важную роль в нарушении функции сосудов человека [50]. Однако мы должны признать, что существуют потенциальные различия между моделью на животных и людьми. Невозможно экстраполировать опасность воздействия ANP с простой животной модели на сердечно-сосудистую систему человека. Невозможность трансляции от животных к человеку, вероятно, связана с плохой гомологией [51].Чтобы лучше сузить различие между видами, мы использовали трехмерную органотипическую микрососудистую сеть человека. Эта трехмерная сосудистая модель поддерживает физическую структуру, которая может точно имитировать биологические функции сосудов человека. Эта модель может помочь понять, как результаты in vitro влияют на реакцию человека.

3D-культура HUVEC отличается от 2D-культуры. В этом исследовании мы сравнили культуру 2D HUVEC с культурой 3D HUVEC. В 2D-культуре мы наблюдали, что HUVEC прилипали и распространялись на нижней пластиковой поверхности.Контакт клетки с клеткой в ​​монослое заметно отличается от морфологии сосудов в реальных ситуациях in vivo. По сравнению с 2D-культурой, созданная 3D-модель микрососудов обеспечивала более надежный физиологический ответ человека на стимуляцию ANP. Кроме того, гидрогель фибрина обладает чувствительной реакцией на внешние раздражители окружающей среды [52–54] и позволяет нам изучать изменения в клеточном микроокружении или поведении клеток в трехмерной модели после стимуляции ANP. Помимо возможности создания сосудистых структур, эта модель также может имитировать текучесть крови с помощью микрожидкостной технологии.

В этом исследовании микрофлюидная система была интегрирована с трехмерной культурой клеток для создания модели «орган на чипе». Эта модель является ценным инструментом для повышения физиологической значимости трехмерных микрососудистых сетей. На основе этого чипа сила потока может создаваться и регулироваться разницей в уровнях жидкости в двух каналах среды. Флуоресцентные микрочастицы (FM) изначально загружали в любые два резервуара, подключенные к одному и тому же каналу среды. Микрожидкостное устройство с помощью потока жидкости позволяет ФМ проходить через искусственные сосуды человека.Микрососудист продемонстрировал хорошую перфузионную способность, основанную на отслеживании движения FM. Текучесть — один из важнейших аспектов сосудов. Кровоток обеспечивает непрерывную доставку пищи, снабжение кислородом и удаление шлаков, чему способствует артериальное давление [55]. Поток в микрососуде может улавливать явления переноса в реальных сосудах человека [56]. Эта динамическая модель микрососудов позволяет управлять ANP в трехмерных микрососудистых сетях человека. Этот метод воздействия полезен при моделировании динамического движения ANP в сосудах человека.Поскольку динамический путь воздействия более реалистичен по сравнению с нанесением ANP на монослой HUVEC (2D культура).

Исследования неизменно показывают, что воздействие мелких частиц способствует образованию тромбов у людей [57, 58]. Это считается триггером сердечно-сосудистых заболеваний, хотя механизм неясен. Серия исследований показывает, что основная причина связана с повреждением эндотелиальных клеток или активацией тромбоцитов. Например, Zhou et al. сообщили, что мелкие частицы в воздухе могут вызывать окислительное повреждение эндотелиальных клеток сосудов [59].Бихари и др. показали, что углеродные наноматериалы могут активировать тромбоциты после инкубации с цитратной кровью in vitro [60]. Основываясь на этих экспериментальных дозах (мелкие частицы в воздухе: от 5 до 200 мкг / мл [59]; углеродные наноматериалы: от 1 до 100 мкг / мл [60]) in vitro, мы измерили цитотоксичность HUVEC после воздействия различных ANP (5, 10, 20, 40, 80 и 160 мкг / мл). Жизнеспособность клеток снижается с увеличением концентрации ANP. Более того, высокие дозы (80 и 160 мкг / мл) вызывали значительную цитотоксичность HUVEC (жизнеспособность клеток <50%).Клетки с чрезвычайно низкой жизнеспособностью непригодны для измерения клеточной биореакции с помощью стимуляции ксенобиотиками. Кроме того, низкая жизнеспособность также приводит к тому, что клетки в гидрогелях практически не растягиваются. Учитывая вышеизложенное, ANP (5, 10, 20 и 40 мкг / мл) были загружены в 3D-модель сосудов HUVEC для изучения механизма прокоагуляции.

Определенное содержание ANP существует в PM2.5. ANP имеет значительную площадь поверхности, которая может играть роль в патогенезе тромбообразования. В этом исследовании мы загрузили ANP в динамическую трехмерную микрососудистую сеть человека.Можно создать реплицированные трехмерные человеческие сосуды, чтобы имитировать сложную и динамическую трехмерную сеть, присутствующую в реальных системах крови человека. Основная цель этого исследования состояла в том, чтобы изучить любые потенциальные связи между воздействием ПНП и нарушением свертывания крови. После воздействия ANP мы сначала наблюдали предварительную биореакцию трехмерных микрососудов человека с помощью измерения ROS. Как естественные побочные продукты аэробного метаболизма, АФК всегда генерируются в ответ на стимуляцию цитокинами или ксенобиотиками [61]. Многие исследования показали, что АФК регулируют клеточные сигнальные пути, участвующие в патологических процессах [62, 63].Основываясь на модели, мы заметили, что ANP может стимулировать повышение АФК в трехмерных сосудах человека. Было замечено, что введение антиоксиданта (витамина С) эффективно подавляет образование АФК. Результаты показали, что ANP может вызывать окислительный стресс в трехмерных микрососудах человека. Появляется все больше доказательств того, что аномальное повышение АФК всегда связано с окислительным стрессом, который вызывает заболевания. Например, оксидативный стресс связан с дисфункцией эндотелия [64]. Он также играет важную роль при позднем тромбозе [65].Следовательно, разумно предположить, что окислительный стресс, стимулированный ANP, непосредственно участвует в сосудистой дисрегуляции.

Эндотелиальная дисфункция является маркером нарушения коагулянтной функции и способствует развитию тромбоза. Окислительный стресс вовлечен в развитие эндотелиальной дисфункции за счет активации сосудистых эндотелиальных клеток [66]. В этом исследовании после введения в трехмерные микрососуды человека было показано, что ANP активирует эндотелиальные клетки за счет накопления ROS.Процесс активации эндотелиальных клеток — это динамический процесс с перекисным окислением липидов и высвобождением HO-1. HO-1 играет решающую роль в сохранении целостности ткани от окислительного стресса, что способствует модуляции воспалительных реакций in vivo [67]. Сопровождаемый окислительным стрессом, промежуточное количество АФК также запускало воспалительную реакцию через активацию NF-κB. Классический путь активации NF-κB индуцируется множеством врожденных и адаптивных медиаторов воспаления, таких как провоспалительные цитокины (IL-1) [68].Кроме того, IL-1 также высвобождался из трехмерных микрососудов человека после того, как ANP стимулировал эндотелиальные клетки. Более того, это открытие было положительным ANP в зависимости от дозы. Активация эндотелиальных клеток обычно индуцируется провоспалительными цитокинами (например, IL-1) [69]. После нашего исследования ANP-индуцированного повышения ROS мы наблюдали разную степень увеличения уровней IL-1 в трехмерных микрососудах человека. Антиоксидант (витамин C) эффективно подавлял это увеличение IL-1 в результате стимуляции ANP.Эти результаты предполагают, что эндотелиальная дисфункция, вероятно, связана с окислительным стрессом, вызванным ANP. Только более высокая доза ANP (40 мкг / мл) значительно увеличивала экспрессию IL-1 по сравнению с другими группами ANP. По сравнению с 2D-клетками, 3D-микроткани могут демонстрировать врожденную устойчивость к стимуляции ANP. Во многих исследованиях уже сообщалось, что результаты, полученные на 2D-клетках, могли переоценить токсические эффекты [70]. Это связано с тем, что результаты 2D-культур клеток неадекватно отражают функции 3D-тканей [71].3D ткани имеют обширные межклеточные и межклеточные взаимодействия, что увеличивает биологическую толерантность [72].

IL-1 является мощным индуктором прокоагулянтной активности эндотелия сосудов человека [73]. Активация эндотелиального прокоагулянта, индуцированная IL-1, может представлять собой пусковой механизм для системной активации свертывания в сосудах человека. В этом исследовании мы обнаружили, что ANP стимулировал аномальную экспрессию тканевого фактора (TF). TF представляет собой гликопротеин клеточной поверхности, ответственный за запуск внешнего пути коагуляции.После активации эндотелия комплекс TF: FVIIa активирует каскад протеаз свертывания, что приводит к отложению фибрина и активации тромбоцитов [74]. Основываясь на трехмерной модели сосудов, мы обнаружили, что сосуды, подвергшиеся воздействию высоких уровней ANP, могут демонстрировать аберрантные проявления TF. Ожидается, что ингибирование TF уменьшит тромбоз, связанный с сердечно-сосудистыми заболеваниями. В этом исследовании антиоксидант может эффективно подавлять экспрессию ТФ. Эти результаты предполагают, что ANP потенциально препятствовали прокоагулянтному пути через активацию окислительного стресса. Тромбоз зависит не только от прокоагулянтной системы, но и от антикоагулянтной системы. В организме человека существует динамическое равновесие между системами свертывания (прокоагулянт) и фибринолиза (антикоагулянт) [75]. Нарушение регуляции про- и антикоагулянтов способствует нарушению коагуляции, которое может в дальнейшем перерасти в тромбоз [76, 77]. Чтобы изучить потенциальную связь между ANP и нарушением свертывания крови, мы также измерили влияние ANP на антикоагулянты. В дополнение к аберрантной экспрессии TF наши результаты показали, что ANP также индуцируют неупорядоченную экспрессию TM и t-PA.TM и t-PA играют важную роль в антикоагулянтной системе. TM — это рецептор эндотелиальных клеток, который играет важную модулирующую роль в антикоагулянтном ответе после повреждения сосудов. ТМ может напрямую блокировать прокоагулянтную активность тромбина, такую ​​как свертывание фибриногена, активацию фактора V и активацию тромбоцитов [78]. t-PA — еще одно важное вещество, которое синтезируется в эндотелиальных клетках и участвует в разрушении тромбов. t-PA катализирует превращение плазминогена в плазмин (основной фермент, ответственный за разрушение сгустка) [79].В 3D-сосудах человека ANP ингибируют регулярную экспрессию TM и t-PA, что серьезно ослабляет нормальную антикоагулянтную функцию. Считается, что стимулированные ANP воспалительные цитокины (IL-1) активируют каскад свертывания и ингибируют фибринолиз. Такие изменения ускоряют прокоагулянтные реакции, которые инициируют патогенное развитие тромбообразования.

Сообщалось, что взаимодействия белок-наночастица вызывают изменения в структуре белка [80, 81]. Считается, что по сравнению с внутренними частицами микронного размера ANP обладают некоторыми уникальными физико-химическими свойствами.Из-за большей доли поверхностных атомов ANP имеют более высокую поверхностную энергию, чем частицы большего размера. Более высокая поверхностная энергия позволяет ANP легко притягивать биомолекулы на своей поверхности [82–84]. Следовательно, разумно предположить, что белковый слой может обволакивать ПНП, когда они вступают в контакт с внутрисосудистыми макромолекулами. Белок плазмы чрезвычайно связан с коагуляцией [85, 86]. В этом исследовании после связывания с белком плазмы ANP могли быть окружены белковым облаком с образованием «белковой короны».Наши результаты показывают, что ANP могут мешать коагулянту, взаимодействуя с белками плазмы. Это соответствует предыдущим исследованиям о том, что наночастицы могут взаимодействовать с белками плазмы с образованием «белковой короны» [87]. Lundqvist et al. выявили физиологический механизм гематологической токсичности наночастиц (НЧ), взаимодействующих с белками плазмы. Воздействие чужеродных НЧ на кровь может приводить к адсорбции белковых слоев, что часто запускает активацию иммунной системы (например, активацию комплемента) [88].Например, абсорбированные фибриногеном НЧ могут запускать адгезию тромбоцитов и инициировать тромбообразование. Между тем, абсорбированные фибриногеном НЧ также могут запускать гемостаз через хорошо известный регулятор воспалительной реакции. Это включает стимуляцию сигнального пути NF-κB и приводит к высвобождению воспалительных цитокинов. Эти данные согласуются с результатом этого исследования [89].

Гепарансульфат (HS) — один из основных компонентов гликокаликса эндотелия сосудов. Он присутствует на поверхности эндотелиальных клеток.HS играет физиологическую роль в регулировании уровней антикоагулянтной активности в кровеносных сосудах [90]. HS достигает своей антикоагулянтной активности за счет взаимодействия с антитромбином, который затем претерпевает изменение конформации с образованием активной формы антитромбина, которая ингибирует факторы свертывания крови [91]. В этом исследовании, основанном на UV – Vis и SDS-PAGE, показано, что ANP изменяют фундаментальную структуру HS через биологическое взаимодействие. Это указывает на то, что структура HS может изменяться при связывании с поверхностью ANP.Учитывая это, наши результаты предполагают, что взаимодействие ANP-HS может потенциально влиять на функцию белка. Это может ослабить способность связывания HS и ускорить прокоагулянтные реакции в крови [92]. Тем не менее, с воздушными частицами связано событие антикоагулянта, совершенно неясно. Следовательно, прокоагулянтный эффект ANP в реальном состоянии с физиологической концентрацией требует дальнейшего изучения. Полезно моделировать патогенез нарушения коагуляции, вызванного ANP.

Заключение

Насколько нам известно, это исследование является первым случаем использования трехмерной модели «орган на чипе» для оценки токсичности загрязнения воздуха внутри помещений для сосудистых сетей человека.Основываясь на наших результатах, мы пришли к выводу, что ANP не только нарушает нормальную функцию свертывания крови, но также напрямую влияет на антикоагулянтные факторы. Эти экспериментальные наблюдения обеспечивают правдоподобное биологическое объяснение эпидемиологически установленной связи между ANP и нарушением свертывания крови. Эта трехмерная модель микрососудов человека представляет собой простую и универсальную платформу для изучения токсичности PM2,5 для сосудов человека. Он может обеспечить больше физиологических характеристик, чем полученный из двумерной клеточной культуры. Однако орган на чипе все еще не может имитировать все физиологические реакции и характеристики. С комбинацией тестов на животных, особенно при реальных концентрациях в дыхательных путях человека, более полное изучение механизма должно быть выполнено позже.

Методы

Сбор и характеристика ANP

Место отбора проб находилось в Ухане, крупнейшем промышленном городе Центрального Китая. Население Ухани составляет 10,9 миллиона человек, а количество транспортных средств составляет около 3 миллионов.Частицы, переносимые по воздуху, собирались в домах для некурящих, удаленных от основных источников твердых частиц. Во время мониторинга курение табака и приготовление пищи в помещениях не разрешалось. Переносимые в помещении частицы собирали на кварцевых фильтрах с помощью пробоотборника большого объема PM2,5 (Anderson, США). Каждый кварцевый фильтр был разрезан на более мелкие кусочки размером примерно 2 см 2 . Нарезанные кусочки помещали в стерильный химический стакан с 90 мл стерилизованной чистой воды. 20-минутную обработку ультразвуком проводили при температуре ниже 20 ° C.Перенесенные в воздух наноразмерные частицы фильтровали (<1 мкм) для удаления частиц и волокон большего размера. Собранные суспензии сушили вымораживанием в вакууме в течение 24 ч и хранили при -20 ° C. Морфологию и размер собранных частиц воздуха в помещении наблюдали с помощью AFM (SPM 3100, Veeco Instruments, Inc., США), SEM (JSM-6700F, JEOL) при 10 кВ и TEM (JEOL JEM-2010F) при 200 кВ. Элементы ANP были проанализированы с использованием SEM – EDS, ICP-MS и элементного анализатора.

Клеточная культура и препарат-предшественник геля

GFP-HUVEC (Neuromics, США) или Non-GFP-HUVEC (Lonza, США) культивировали до пассажа 6 в среде для роста эндотелия (EGM-2, Lonza).HLF культивировали до пассажа 10 в среде для роста фибробластов (FGM-2, Lonza). Перед пассажем и использованием в экспериментах клеточные культуры выращивали до 80% конфлюэнтности. DPBS (Gibco, США) предварительно нагревали при 37 ° C в течение 2 ч. Раствор фибриногена (15 мг / мл) получали растворением 15 мг бычьего фибриногена (Sigma, США) в предварительно нагретом DPBS. Раствор тромбина (100U, Sigma, США) растворяли в 1 мл DPBS, который содержал 0,1% BSA.

Формирование микрососудистой сети

PBS, трипсин – ЭДТА и среду для роста эндотелиальных клеток предварительно нагревали на водяной бане при 37 ° C.Среду удаляли и выгружали из колбы для клеток, а затем клетки промывали PBS. В колбу добавляли 1 мл трипсин-ЭДТА, недолго перемешивали и инкубировали при 37 ° C в течение нескольких минут для высвобождения клеток. HUVEC ресуспендировали при концентрации 12 миллионов клеток на мл. HLF ресуспендировали при концентрации 6 миллионов клеток на мл. 1 мкл раствора тромбина (100 Ед / мл) смешивали с 20 мкл раствора фибриногена (15 мг / мл, Sigma, США), 79 мкл HUVEC (12 × 10 6 клеток / мл) и 20 мкл HLF (6 × 10 6 клеток / мл).Десять микролитров этой смеси сразу вводили в центральный гелевый канал микрофлюидного устройства. Устройства помещали в увлажненный инкубатор при 37 ° C, и смесь клеток оставляли для гелеобразования в течение 40 мин. Затем носители EGM-2 были загружены в каналы мультимедиа, и средства массовой информации заменялись каждые 24 часа. Микрожидкостное устройство культивировали в увлажненном инкубаторе в течение 4 дней при 37 ° C и 5% CO 2 . В процессе развития микрососудов изображения трехмерных сетей HUVEC были получены камерой, подключенной к конфокальному микроскопу (Olympus IX81, США).Изображения флуоресцентных микрососудов получали с помощью конфокального микроскопа (Olympus IX81, США).

Измерение перфузии микрососудистых сетей

Перфузия трехмерных культивируемых микрососудов — это почти исключительно область микрофлюидных методов. В этом исследовании мы измерили перфузионную способность микрососудистых сетей микрофлюидного устройства. Перфузию микрососудов измеряли по потоку микрочастиц (Invitrogen, США) через микрососудистую сеть, состоящую из непрерывных перфузионных просветов. Вкратце, раствор микрочастиц разбавляли в 100 раз средой EGM-2. Заполните 20 мкл этой среды в любые два цилиндра шприца, которые подключены к одному и тому же каналу среды. Поток жидкости в канале среды создает перепад давления вдоль канала. Движение микрочастиц в созданных перфузионных просветах регистрировали с помощью конфокального микроскопа (Olympus IX81, США).

Измерение жизнеспособности клеток и вызванной ANP дисфункции коагуляции

ANP были собраны с использованием стерилизованного фильтра (<1 мкм) для удаления более крупных частиц, а также любых волокон из кварца.Среду для воздействия на частицы готовили из ANP, растворенного в EGM-2, в течение 10 минут для обработки ультразвуком. Анализ цитотоксичности применяли для оценки жизнеспособности клеток HUVEC с использованием набора для подсчета клеток 8 (CCK-8) (Biosharp, Hefei, China). После воздействия на клетки ANP (5, 10, 20, 40, 80 и 160 мкг / мл) в течение 24 часов в каждую лунку добавляли 10 мкл реагента CCK8. После инкубации в течение 4 ч при 37 ° C оптическую плотность определяли с помощью микропланшетного ридера (PerkinElmer Inc., Коннектикут, США) при 450 нм. Выживаемость необработанных клеток была принята за 100%.Эксперимент был повторен три раза.

Готовили растворы для воздействия ANP (5, 10, 20, 40 мкг / мл) и ANP-витамин C (0,1 мг / мл-витамин C и 40 мкг / мл-ANP). Каждый из экспозиционных растворов загружали в микрососудистые сети на 24 часа при 37 ° C и 5% CO 2 . Измерение ROS, MDA, HO-1, NF-κB, IL-1 и факторов свертывания крови (TF, TM и t-PA) выполняли, как описано здесь. Собирали исходную среду после 24 ч инкубации. Затем устройства трижды промывали средой EGM-2.Собирали исходную среду и промывки, которые затем использовали для оценки факторов свертывания (TF: Shenzhen Jingmei, Китай; TM: Wuhan Huamei, Китай; t-PA: Beijing Baiaolaibo, Китай). MDA (Nanjing Jiancheng, Китай), HO-1 (Abcam, США), NF-κB (Abnova, Германия) и IL-1 (Nanjing Jiancheng, Китай) измеряли с использованием биокитов в соответствии с инструкциями производителя. ROS измеряли с помощью чувствительного к окислению флуоресцентного DCFH-DA (Merck KGaA, Германия), который представляет собой нефлуоресцентное соединение, которое свободно поглощается клетками и гидролизуется эстеразами до 2 ‘, 7’-дихлородигидрофлуоресцеина (DCFH).Не-GFP-HUVEC совместно культивировали с HLF, фибриногеном и тромбином, а затем смеси (50 мкл) загружали в 96-луночный планшет. Образовавшаяся микрососудистая сеть использовалась для оценки ROS. Интенсивность флуоресценции (ROS) определяли с помощью считывающего устройства флуоресценции (FLx800; BioTek Instruments, Winooski, VT, USA).

Характеристика короны ANP-белка

Образцы крови были получены от здоровых мышей (Центр экспериментальных животных провинции Хубэй, Китай). Эксперимент на мышах был одобрен Центрально-Китайским педагогическим университетом (идентификатор утверждения: CCNU-IACUC-2016-003).Белок плазмы экстрагировали согласно инструкции набора для экстракции общего белка плазмы (Bestbio, Шанхай, Китай). ПНП и белок плазмы смешивали, встряхивали и помещали в инкубатор при 37 ° C на 24 часа. Смеси переносили в новую центрифужную пробирку и центрифугировали при 15000 × g в течение 20 мин при 4 ° C. Супернатанты удаляли и осадки диспергировали в 1 мл холодного PBS. Собранный образец переносили в новый флакон и снова центрифугировали для гранулирования комплексов частица-белок.Морфологию и размер комплексов ANP-белок наблюдали с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM, JSM-6700F, JEOL) при ускоряющем напряжении 10 кВ. Химический элементный анализ белковой короны был одобрен EDS.

Идентификация взаимодействия между ANP и HS.

Гепарансульфат был получен от компании Glyco (Glyco, Шэньчжэнь, Китай). ПНП, содержащие гепарансульфат, анализировали с помощью УФ-видимой спектроскопии и SDS-PAGE. Для приготовления ANP, содержащих гепарин, используется тот же метод, который описан в разделе «Характеристика короны ANP-белка».Для анализа в УФ – видимой области анализ поглощения проводили в диапазоне от 200 до 1250 нм с использованием спектрофотометра в УФ – видимой области (ThermoFisher, США). Для SDS-PAGE (набор для гель-электрофореза, Beyotime ® Biotechnology, Китай) образцы (ANP, гепарансульфат, конъюгат гепарансульфат-ANP) повторно суспендировали в загрузочном буфере белка [62,5 мМ Трис-HCl pH 6,8, 2% (мас. / об.) SDS, 10% глицерина, 0,04 M DTT и 0,01% (мас. / об.) бромфенолового синего] с соотношением 4: 1. Десять микролитров кипяченых образцов загружали в разные дорожки 12% геля полиакриламидного геля.Гель-электрофорез проводили до тех пор, пока белки почти не достигли дна геля. Затем гель окрашивали в течение примерно 1 часа красителем кумасси синим [10% уксусной кислоты, 50% метанола, 2,5% (мас. / Об.) Бриллиантового синего] и промывали в течение ночи 10% уксусной кислотой и 50% метанолом. Наконец, SDS-PAGE сканировали с использованием системы визуализации геля (ChemiDoc MP, Bio-Rad Laboratories, Калифорния, США).

Статистический анализ

Программное обеспечение GraphPad Prism использовалось для статистического анализа экспериментальных данных и построения графиков результатов. Все данные представлены как среднее значение и стандартное отклонение (S.D.). Любые статистические различия между группами определяли с помощью дисперсионного анализа. Метод наименьшей значимой разницы (LSD) использовался для сравнения эффектов между каждой группой воздействия и контролем. P <0,05 и P <0,01 считались значимыми.

Вклад авторов

YLi, MM и YW разработали и разработали эксперименты. YLi, CH, LW, YLiu и QP проводили эксперименты. YLi и XY проанализировали данные.YLi, MM и ZG предоставили реагенты, материалы и инструменты для анализа. YLi и YW принимали участие в подготовке и редактировании рукописи. Все авторы прочитали и одобрили окончательную рукопись.

Благодарности

Выражаем глубокую признательность и искреннюю благодарность Национальному фонду естественных наук Китая, финансирующему текущую работу (грант № 21607117).

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Доступность данных и материалов

В эту статью включены все данные, полученные или проанализированные в ходе этого исследования.

Согласие на публикацию

Мы даем согласие на публикацию рукописи в Journal of Nanobiotechnology.

Одобрение этических норм и согласие на участие

Не применимо для данного исследования.

Финансирование

Работа выполнена при финансовой поддержке Китайского фонда естественных наук (грант № 21607117).

Примечание издателя

Springer Nature сохраняет нейтралитет в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и ​​принадлежностей организаций.

Аббревиатуры

тканевый фактор ультрафиолетовая спектроскопия Fib401 HLF человека SDD SDD MDD
ANPs наноразмерные частицы в воздухе
PM2.5 твердые частицы (диаметр ≤ 2,5 мкм)
TF ТМ
t-PA тканевый активатор плазминогена
ROS активные формы кислорода
IL-1 интерлейкин 1
UV – Vis растровый электронный микроскоп
AFM атомно-силовой микроскоп
EDS энергодисперсионная спектроскопия
GFP зеленый флуоресцентный белок
HLF плод крупного рогатого скота s erum
DPBS физиологический раствор Дульбекко с фосфатным буфером
HS гепарансульфат
HUVEC электрофорез в геле додецилсульфата натрия и полиакриламидного геля
NF-κB ядерный фактор каппа B
HO-1 гемоксигеназа-1
индукционный масс-спектрометр ICP-MS ICP-MS

Информация для авторов

Ян Ли, электронная почта: moc. 361 @ tsunayilek.

Чуаньлинь Ху, электронная почта: [email protected]

Пэнчэн Ван, электронная почта: [email protected]

Ян Лю, электронная почта: [email protected]

Луян Ван, электронная почта: [email protected]

Qingmeng Pi, электронная почта: [email protected]

Чжийонг Гонг, электронная почта: [email protected]

Сюй Ян, электронная почта: [email protected]

Майкл Мак, телефон: +1 (203) 432-4264, электронная почта: [email protected]

Ян Ву, телефон: + 86-13871548015, электронная почта: мос.361 @ uphwgnayuw.

Список литературы

1. Эззати М. Загрязнение воздуха в помещениях и здоровье в развивающихся странах. Ланцет. 2005. 366 (9480): 104–106. DOI: 10.1016 / S0140-6736 (05) 66845-6. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 2. Шпенглер Дж. Д., Секстон К. Загрязнение воздуха в помещениях: перспектива общественного здравоохранения. Наука. 1983; 221 (4605): 9–17. DOI: 10.1126 / science. 6857273. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 3. Wang X, Bi X, Sheng G, Fu J. Больница PM10 / PM2,5 в помещении и связанные с ними микроэлементы в Гуанчжоу, Китай.Sci Total Environ. 2006. 366 (1): 124–135. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2005.09.004. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 4. Гвинн Р.С., Бернетт Р.Т., Терстон Г.Д. Анализ временных рядов кислых твердых частиц и ежедневной смертности и заболеваемости в районе Буффало, штат Нью-Йорк. Перспектива здоровья окружающей среды. 2000. 108 (2): 125–133. DOI: 10.1289 / ehp.00108125. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 5. Остро Б., Тобиас А., Кверол Х, Аластуэй А., Амато Ф, Пей Дж., Перес Н., Суньер Дж. Влияние источников твердых частиц на ежедневную смертность: перекрестное исследование в Барселоне, Испания.Перспектива здоровья окружающей среды. 2011. 119 (12): 1781–1787. DOI: 10.1289 / ehp.1103618. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 6. Ким К.Х., Кабир Э., Кабир С. Обзор воздействия переносимых по воздуху твердых частиц на здоровье человека. Environ Int. 2015; 74: 136–143. DOI: 10.1016 / j.envint.2014.10.005. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 7. Мартинелли Н., Оливьери О., Джирелли Д. Твердые частицы в воздухе и сердечно-сосудистые заболевания: обзорный обзор. Eur J Intern Med. 2013. 24 (4): 295–302. DOI: 10.1016 / j.ejim.2013.04.001. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 8. Нелин Т.Д., Джозеф А.М., Горр М.В., Уолд Л.Е. Прямое и косвенное воздействие твердых частиц на сердечно-сосудистую систему. Toxicol Lett. 2012. 208 (3): 293–299. DOI: 10.1016 / j.toxlet.2011.11.008. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 9. Du Y, Xu X, Chu M, Guo Y, Wang J. Твердые частицы воздуха и сердечно-сосудистые заболевания: эпидемиологические, биомедицинские и клинические данные. J Thorac Dis. 2016; 8 (1): E8 – E19. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 10.Бранис М., Резакова П., Домашова М. Влияние человеческой деятельности на открытом воздухе и в помещении на массовые концентрации ТЧ (10), ТЧ (2,5) и ТЧ (1) в классе. Environ Res. 2005. 99 (2): 143–149. DOI: 10.1016 / j.envres.2004.12.001. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 11. Вонг СКК. ТЧ10 и ТЧ2,5 в жилых помещениях в Гонконге и элементный состав. Atmos Environ. 2002. 36 (2): 265–277. DOI: 10.1016 / S1352-2310 (01) 00411-3. [CrossRef] [Google Scholar] 12. Каракоти А.С., Хенч Л.Л., Сил С. Потенциальная токсичность наноматериалов — роль поверхностей.JOM. 2006. 58 (7): 77–82. DOI: 10.1007 / s11837-006-0147-0. [CrossRef] [Google Scholar] 14. Ян В., Петерс Джи, III РЯД. Вдыхаемые наночастицы — текущий обзор. Int J Pharm. 2008. 356 (1–2): 239–247. DOI: 10.1016 / j.ijpharm.2008.02.011. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 15. Дональдсон К., Даффин Р., Лэнгриш Дж. П., Миллер М. Р., Миллс Н. Л., Польша, Калифорния, Рафтис Дж., Шах А., Шоу, Калифорния, Ньюби, Делавэр. Наночастицы и сердечно-сосудистая система: критический обзор. Наномедицина (Лондон). 2013. 8 (3): 403–423. DOI: 10.2217 / нм.13.16. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 16.Ван Т., Ван Л., Морено-Винаско Л. , Ланг Г. Д., Сиглер Дж. Х., Мэтью Б., Усатюк П. В., Самет Дж. М., Гейх А.С., Брейсс П.Н., Натараджан В., Гарсия Дж. Загрязнение воздуха твердыми частицами разрушает барьер эндотелиальных клеток за счет опосредованной кальпаином деградации белков плотных контактов. Часть Fiber Toxicol. 2012; 9: 35. DOI: 10.1186 / 1743-8977-9-35. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 17. Jun EA, Lim KM, Kim K, Bae ON, Noh JY, Chung KH, Chung JH. Наночастицы серебра усиливают тромбообразование за счет увеличения агрегации тромбоцитов и прокоагулянтной активности.Нанотоксикология. 2011. 5 (2): 157–167. DOI: 10.3109 / 17435390.2010.506250. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 18. Чаморро Б, Дирнагл У, Урра X, Планас AM. Нейропротекция при остром инсульте: направленная на эксайтотоксичность, окислительный и нитрозативный стресс и воспаление. Lancet Neurol. 2016; 15 (8): 869–881. DOI: 10.1016 / S1474-4422 (16) 00114-9. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Rautou PE, Vion AC, Amabile N, Chironi G, Simon A, Tedgui A, Boulanger CM. Микрочастицы, функция сосудов и атеротромбоз.Circ Res. 2011; 109 (5): 593–606. DOI: 10.1161 / CIRCRESAHA.110.233163. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 20. Саптарши С.Р., Душл А., Лопата А.Л. Взаимодействие наночастиц с белками: связь с биологической реактивностью наночастиц. J Nanobiotechnol. 2013; 11 (1): 26. DOI: 10.1186 / 1477-3155-11-26. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 21. Добровольская М.А., Патри А.К., Симак Дж., Холл Дж. Б., Семберова Дж., Де Паоли Ласерда Ш., Макнил С. Е.. Размер наночастиц и поверхностный заряд определяют влияние дендримеров ПАМАМ на тромбоциты человека in vitro.Mol Pharm. 2012. 9 (3): 382–393. DOI: 10.1021 / mp200463e. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 22. Lieschke GJ, Currie PD. Животные-модели болезней человека: в поле зрения попадают рыбки данио. Nat Rev Genet. 2007. 8 (5): 353–367. DOI: 10,1038 / NRG2091. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 25. Рави М., Парамеш В., Кавия С.Р., Анурадха Е., Соломон Ф. Д. Системы трехмерных культур клеток: преимущества и применение. J. Cell Physiol. 2015; 230 (1): 16–26. DOI: 10.1002 / jcp.24683. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 26. Баррила Дж, Радтке А.Л., Краббе А., Саркер С.Ф., Хербст-Краловец М.М., Отт С.М., Никерсон, Калифорния.Органотипические 3D-модели клеточных культур: использование сосудов с вращающейся стенкой для изучения взаимодействий между хозяином и патогеном. Nat Rev Microbiol. 2010. 8 (11): 791–801. DOI: 10,1038 / nrmicro2423. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 27. Li Y, Pi QM, Wang PC, Liu LJ, Han ZG, Shao Y, Zuo ZY, Gong ZY, Yang X, Wu Y. Функциональные человеческие трехмерные микрососудистые сети на чипе для изучения прокоагулянтных эффектов окружающих мелких твердых частиц. Rsc Adv. 2017; 7 (88): 56108–56116. DOI: 10.1039 / C7RA11357A. [CrossRef] [Google Scholar] 28. Ли И, Ван П, Ху Ц, Ван К, Чанг Цюй, Лю Л., Хань Цз, Шао И, Чжай И, Цзо Цз, Гонг Ц, У Ю.Белковая корона переносимых по воздуху наноразмерных PM2,5 вызывает аберрантную пролиферацию фибробластов легких человека на основе трехмерной органотипической культуры. Научный доклад 2018; 8 (1): 1939. DOI: 10.1038 / s41598-018-20445-7. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 29. Селиктар Д. Разработка клеточно-совместимых гидрогелей для биомедицинских приложений. Наука. 2012. 336 (6085): 1124–1128. DOI: 10.1126 / science.1214804. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 31. Хасан А., Пол А., Врана Н.Э., Чжао Х, Мемик А., Хван Ю.С., Докмечи М.Р., Хадемхоссейни А.Микрожидкостные методы для создания трехмерных васкуляризированных тканей. Биоматериалы. 2014. 35 (26): 7308–7325. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2014.04.091. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 32. Ли XJ, Valadez AV, Zuo P, Nie Z. Микрожидкостная трехмерная клеточная культура: потенциальное применение для тканевых биоанализов. Биоанализ. 2012. 4 (12): 1509–1525. DOI: 10.4155 / bio.12.133. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 33. Ву Дж, Чен Кью, Лю В., Чжан Ю, Линь Дж. Анализ цитотоксичности квантовых точек на микрожидкостном устройстве для 3D-культивирования на основе моделирования процесса диффузии между кровеносными сосудами и тканями. Лабораторный чип. 2012. 12 (18): 3474–3480. DOI: 10.1039 / c2lc40502d. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 34. Онг С.М., Чжан Ц., Тох Ю.С., Ким Ш., Фу Х.Л., Тан Ч.Х., ван Ноорт Д., Парк С., Ю Х. Безгелевая трехмерная микрожидкостная система культивирования клеток. Биоматериалы. 2008. 29 (22): 3237–3244. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2008.04.022. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 35. Ли К.С., Бокацци П., Сински А.Дж., Рам Р.Дж. Микрожидкостный хемостат и турбидостат с контролем расхода, кислорода и температуры для динамического непрерывного культивирования. Лабораторный чип.2011. 11 (10): 1730–1739. DOI: 10.1039 / c1lc20019d. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 37. ван дер Меер А.Д., Орлова В.В., тен Дейке П., ван ден Берг А., Мумий КЛ. Трехмерные совместные культуры эндотелиальных клеток человека и перицитов, полученных из эмбриональных стволовых клеток, внутри микрофлюидного устройства. Лабораторный чип. 2013. 13 (18): 3562–3568. DOI: 10.1039 / c3lc50435b. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 38. Jeon JS, Bersini S, Whisler JA, Chen MB, Dubini G, Charest JL, Moretti M, Kamm RD. Создание трехмерных функциональных микрососудистых сетей с использованием мезенхимальных стволовых клеток человека в микрофлюидных системах.Интегр Биол (Камб). 2014. 6 (5): 555–563. DOI: 10.1039 / C3IB40267C. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 40. Geckil H, Xu F, Zhang X, Moon S, Demirci U. Разработка гидрогелей в качестве имитатора внеклеточного матрикса. Наномедицина (Лондон). 2010. 5 (3): 469–484. DOI: 10.2217 / нм.10.12. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 41. Папа, Калифорния, Бернетт RT, Тун MJ, Calle EE, Krewski D, Ito K, Thurston GD. Рак легких, сердечно-легочная смертность и долгосрочное воздействие загрязнения воздуха мелкими частицами.ДЖАМА. 2002. 287 (9): 1132–1141. DOI: 10.1001 / jama.287.9.1132. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 42. Папа CA, Ezzati M, Dockery DW. Загрязнение воздуха мелкими частицами и продолжительность жизни в США. N Engl J Med. 2009. 360 (4): 376–386. DOI: 10.1056 / NEJMsa0805646. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 43. Цао Ц., Цзян В., Ван Б., Фанг Дж., Ланг Дж., Тиан Дж., Цзян Дж., Чжу Т.Ф. Вдыхаемые микроорганизмы в загрязнителях PM2,5 и PM10 в Пекине во время сильного смога.Environ Sci Technol. 2014. 48 (3): 1499–1507. DOI: 10.1021 / es4048472. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 44. Крейлинг В.Г., Земмлер-Бенке М., Такенака С., Мёллер В. Различия в биокинетике вдыхаемых наночастиц и частиц микрометрового размера. Acc Chem Res. 2013. 46 (3): 714–722. DOI: 10.1021 / ar300043r. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 45. Нел А., Ся Т., Мэдлер Л., Ли Н. Токсический потенциал материалов на наноуровне. Наука. 2006. 311 (5761): 622–627. DOI: 10.1126 / наука.1114397. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 46. Shi Y, Ji Y, Sun H, Hui F, Hu J, Wu Y, Fang J, Lin H, Wang J, Duan H, Lanza M. Наноразмерные характеристики переносимых по воздуху загрязнителей PM2,5 показывают высокую адгезионную способность и способность к агрегации частиц сажи. . Sci. Отчет 2015; 5: 11232. DOI: 10,1038 / srep11232. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 47. Просперо Дж. М.. Перенос минеральной пыли на большие расстояния в глобальной атмосфере: влияние африканской пыли на окружающую среду юго-востока США.PNAS. 1999. 96 (7): 3396–3403. DOI: 10.1073 / pnas.96.7.3396. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 48. Бланко Э., Шен Х., Феррари М. Принципы создания наночастиц для преодоления биологических барьеров на пути доставки лекарств. Nat Biotechnol. 2015; 33 (9): 941–951. DOI: 10,1038 / НБТ.3330. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 49. Гейзер М., Ротен-Рутисхаузер Б., Капп Н., Шюрч С., Крейлинг В., Шульц Х., Семмлер М., Им Хоф В., Хейдер Дж., Гер П. Ультратонкие частицы пересекают клеточные мембраны нефагоцитарными механизмами в легких и в культивируемых клетках.Перспектива здоровья окружающей среды. 2005. 113 (11): 1555–1560. DOI: 10.1289 / ehp.8006. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 50. Рунделл К.В., Хоффман-младший, Кавистон Р., Булбулиан Р., Холленбах А.М. Вдыхание ультратонких и мелких твердых частиц нарушает системную функцию сосудов. Вдыхать токсикол. 2007. 19 (2): 133–140. DOI: 10.1080 / 08958370601051727. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 51. Maher TM, Wells AU. Утрачено при переводе; от животных моделей фиброза легких до болезней человека. Респирология.2009. 14 (7): 915–916. DOI: 10.1111 / j.1440-1843.2009.01618.x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 52. Ким Дж., Хейворд RC. Имитация динамической среды in vivo с помощью реагирующих на раздражители материалов для клеточных культур. Trends Biotechnol. 2012. 30 (8): 426–439. DOI: 10.1016 / j.tibtech.2012.04.003. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 53. Koetting MC, Peters JT, Steichen SD, Peppas NA. Стимулирующие гидрогели: теория, современные достижения и приложения. Mater Sci Eng R Rep. 2015; 93: 1–49. DOI: 10.1016 / j.mser.2015.04.001. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 54. Ли Ки, ди-джей Муни. Гидрогели для тканевой инженерии. Chem Rev.2001; 101 (7): 1869–1879. DOI: 10.1021 / cr000108x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 55. Caprioli J, Coleman AL, Обсуждение BFIG. Артериальное давление, перфузионное давление и глаукома. Am J Ophthalmol. 2010; 149 (5): 704. DOI: 10.1016 / j.ajo.2010.01.018. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 56. Zheng Y, Chen J, Craven M, Choi NW, Totorica S, Diaz-Santana A, Kermani P, Hempstead B, Fischbach-Teschl C, López JA, Stroock AD.Микрососуды in vitro для исследования ангиогенеза и тромбоза. PNAS. 2012. 109 (24): 9342–9347. DOI: 10.1073 / pnas.1201240109. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 57. Kloog I, Zanobetti A, Nordio F, Coull BA, Baccarelli AA, Schwartz J. Влияние переносимых по воздуху мелких частиц (PM2,5) на госпитализацию с тромбозом глубоких вен на северо-востоке США. J Thromb Haemost. 2015; 13 (5): 768–774. DOI: 10.1111 / jth.12873. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 58. Ван Ц, Ту И, Ю З, Лу Р. PM2,5 и сердечно-сосудистые заболевания у пожилых людей: обзор. Int J Environ Res Public Health. 2015; 12 (7): 8187–8197. DOI: 10.3390 / ijerph220708187. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 59. Zhou Z, Shao T, Qin M, Miao X, Chang Y, Sheng W, Wu F, Yu Y. Влияние аутофагии на эндотелиальные клетки сосудов, вызванное переносимыми по воздуху PM2,5. J Environ Sci. 2018; 66: 182–187. DOI: 10.1016 / j.jes.2017.05.019. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 60. Бихари П., Хольцер М., Претнер М., Фент Дж., Лерхенбергер М., Райхель К.А., Реберг М., Лакатос С., Кромбах Ф.Одностенные углеродные нанотрубки активируют тромбоциты и ускоряют образование тромба в микроциркуляции. Токсикология. 2010. 269 (2–3): 148–154. DOI: 10.1016 / j.tox.2009.08.011. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 61. Говендер Р., Пхулюкдари А., Генган Р.М., Ананд К., Чутургун А.А. Наночастицы серебра Albizia adianthifolia: индукция апоптоза в клеточной линии карциномы легких человека. J Nanobiotechnol. 2013; 11: 5. DOI: 10.1186 / 1477-3155-11-5. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 62.Ray PD, Huang BW, Tsuji Y. Гомеостаз активных форм кислорода (ROS) и окислительно-восстановительная регуляция в передаче сигналов в клетках. Сотовый сигнал. 2012; 24 (5): 981–990. DOI: 10.1016 / j.cellsig.2012.01.008. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 63. Hamanaka RB, Chandel NS. Митохондриальные активные формы кислорода регулируют клеточную сигнализацию и определяют биологические результаты. Trends Biochem Sci. 2010. 35 (9): 505–513. DOI: 10.1016 / j.tibs.2010.04.002. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 64. Cai H, Harrison DG.Эндотелиальная дисфункция при сердечно-сосудистых заболеваниях: роль оксидантного стресса. Circ Res. 2000. 87 (10): 840–844. DOI: 10.1161 / 01.RES.87.10.840. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 65. Мадаманчи Н.Р., Хаким З.С., Рунге М.С. Окислительный стресс при атерогенезе и артериальном тромбозе: разрыв между клеточными исследованиями и клиническими результатами. J Thromb Haemost. 2005. 3 (2): 254–267. DOI: 10.1111 / j.1538-7836.2004.01085.x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 66. Лум Х, Робак К.А. Окислительный стресс и дисфункция эндотелиальных клеток.Am J Physiol Cell Physiol. 2001; 280 (4): C719 – C741. DOI: 10.1152 / ajpcell.2001.280.4.C719. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 67. Motterlini R, Foresti R, Bassi R, Green CJ. Куркумин, антиоксидант и противовоспалительный агент, индуцирует гемоксигеназу-1 и защищает эндотелиальные клетки от окислительного стресса. Free Radical Bio Med. 2000. 28 (8): 1303–1312. DOI: 10.1016 / S0891-5849 (00) 00294-X. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 68. Gloire G, Legrand-Poels S, Piette J. Активация NF-κB активными формами кислорода: пятнадцать лет спустя.Biochem Pharmacol. 2006. 72 (11): 1493–1505. DOI: 10.1016 / j.bcp.2006.04.011. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 69. Брунн Дж., Саади С., Платт Дж. Дифференциальная регуляция активации эндотелиальных клеток комплементом и IL-1α Circ Res. 2006. 98 (6): 793–800. DOI: 10.1161 / 01.RES.0000216071.87981.16. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 70. Chia SL, Tay CY, Setyawati MI, Leong DT. Биомимикрия 3D желудочно-кишечная сфероидная платформа для оценки токсичности и воспалительных эффектов наночастиц оксида цинка.Небольшой. 2015; 11 (6): 702–712. DOI: 10.1002 / smll.201401915. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 71. Ямада К.М., Цукерман Э. Моделирование морфогенеза тканей и рака в 3D. Клетка. 2007. 130 (4): 601–610. DOI: 10.1016 / j.cell.2007.08.006. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 72. Pampaloni F, Reynaud EG, Stelzer EH. Третье измерение устраняет разрыв между культурой клеток и живой тканью. Nat Rev Mol Cell Biol. 2007. 8 (10): 839–845. DOI: 10,1038 / nrm2236. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 73. Nawroth PP, Handley DA, Esmon CT, Stern DM.Интерлейкин 1 индуцирует прокоагулянт эндотелиальных клеток, подавляя антикоагулянтную активность клеточной поверхности. PNAS. 1986. 83 (10): 3460–3464. DOI: 10.1073 / pnas.83. 10.3460. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 75. Семераро Н., Колуччи М. Изменения в балансе коагуляции-фибринолиза эндотелиальных клеток и мононуклеарных фагоцитов: роль в диссеминированном внутрисосудистом свертывании, связанном с инфекционными заболеваниями. Int J Clin Lab Res. 1992. 21 (2–4): 214–220. DOI: 10.1007 / BF02591649. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 76.Бертина РМ. Роль прокоагулянтов и антикоагулянтов в развитии венозной тромбоэмболии. Thromb Res. 2009; 123 (4): S41 – S45. DOI: 10.1016 / S0049-3848 (09) 70142-2. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 77. Дальбек Б. Свертывание крови и ее регуляция антикоагулянтными путями: генетический патогенез кровотечений и тромботических заболеваний. J Intern Med. 2005. 257 (3): 209–223. DOI: 10.1111 / j.1365-2796.2004.01444.x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 78. Глейзер С.Б., Морсер Дж., Кларк Дж. Х., Бласко Е., Маклин К., Кун И., Чанг Р. Дж., Лин Дж. Х., Виландер Л., Эндрюс У. Х. , Лайт DR.Окисление определенного метионина в тромбомодулине активированными продуктами нейтрофилов блокирует активность кофактора. Возможный быстрый механизм модуляции коагуляции. J Clin Invest. 1992. 90 (6): 2565–2573. DOI: 10,1172 / JCI116151. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 79. Bilge M, Coskun ZU, Cakan C, Adas M, Helvaci A. Успешное внутриполостное лечение тканевого активатора плазминогена внутримышечной гематомы икроножной мышцы у пациента после антикоагулянтной терапии варфарином: описание случая.Thromb Haemost Blood Coagul Fibrinolysis. 2015; 26 (6): 707–708. DOI: 10.1097 / MBC.0000000000000302. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 80. Саптарши С.Р., Душл А., Лопата А.Л. Взаимодействие наночастиц с белками: связь с биологической реактивностью наночастиц. J Nanobiotechnol. 2013; 11:26. DOI: 10.1186 / 1477-3155-11-26. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 81. Обин-Там М.Е., Хамад-Шифферли К. Комплексы наночастиц золота и цитохрома С: влияние заряда лиганда наночастиц на структуру белка. Ленгмюра. 2005. 21 (26): 12080–12084. DOI: 10.1021 / la052102e. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 82. Махмуди М., Линч И., Эйтехади М.Р., Монополи М.П., ​​Бомбелли Ф. Б., Лоран С. Взаимодействия белков и наночастиц: возможности и проблемы. Chem Rev.2011; 111 (9): 5610–5637. DOI: 10.1021 / cr100440g. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 83. Monopoli MP, Walczyk D, Campbell A, Elia G, Lynch I, Bombelli FB, Dawson KA. Физико-химические аспекты белковой короны: актуальность для биологического воздействия наночастиц in vitro и in vivo.J Am Chem Soc. 2011. 133 (8): 2525–2534. DOI: 10.1021 / ja107583h. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 85. Кисил В, Кэнфилд ВМ, Эрикссон ЛХ, Дэви Э. Антикоагулянтные свойства протеина С бычьей плазмы после активации тромбином. Биохимия. 1977; 16 (26): 5824–5831. DOI: 10.1021 / bi00645a029. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 86. Шварц HP, Фишер М., Хопмайер П., Батард М.А., Гриффин Дж. Х. Дефицит плазменного протеина S при семейной тромботической болезни. Кровь. 1984. 64 (6): 1297–1300. [PubMed] [Google Scholar] 87.Браславский Ю.Х., Серон М.М., Гудвин Г.К., Грейнджер Р.В. Взаимодействие наночастиц с белками плазмы в отношении биораспределения частиц, биосовместимости и терапевтической эффективности. Adv Drug Deliver Rev. 2009; 61 (6): 428–437. DOI: 10.1016 / j.addr.2009.03.009. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 88. Лундквист М., Стиглер Дж., Элиа Дж., Линч И., Седервалл Т., Доусон К.А. Размер наночастиц и свойства поверхности определяют корону белка с возможными последствиями для биологических воздействий.PNAS. 2008. 105 (38): 14265–14270. DOI: 10.1073 / pnas.0805135105. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 89. Ли Ю.К., Чой Э.Дж., Вебстер Т.Дж., Ким С.Х., Ханг Д. Влияние белковой короны на наночастицы для модулирования цитотоксичности и иммунотоксичности. Int J Nanomed. 2014; 10: 97–113. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 91. Лю Дж., Pedersen LC. Антикоагулянт гепарансульфат: структурная специфичность и биосинтез. Appl Microbiol Biotechnol. 2007. 74 (2): 263–272. DOI: 10.1007 / s00253-006-0722-х.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 92. Линч I, Доусон К.А. Взаимодействия белок-наночастица. Нано сегодня. 2008. 3 (1–2): 40–47. DOI: 10.1016 / S1748-0132 (08) 70014-8. [CrossRef] [Google Scholar]

Технологии зданий с нулевым энергопотреблением. Отзыв

1. Введение

Производство энергии за счет сжигания ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть и природный газ, составляет 45% глобального экологического следа. Существенное сокращение сжигания ископаемого топлива и связанных с ним выбросов двуокиси углерода имеет жизненно важное значение для предотвращения опасного изменения климата 1 , 2 .В Китае с 1978 по 2010 год общее потребление первичной энергии значительно увеличилось с 0,57 до 3,25 триллиона тонн нефтяного эквивалента (среднегодовое увеличение на 5,6%). В 2009 году Китай превзошел Соединенные Штаты и стал крупнейшим потребителем энергии 3 , 4 . Хотя выбросы углерода на душу населения в Китае низкие, его общие выбросы углерода, связанные с энергией, достигли 6,1 гигатонн (Гт), превзойдя уровень США (5,7 Гт) в 2007 году, и, по оценкам, они достигнут более 10 Гт в 2050 году 5 , 6 .При рассмотрении энергопотребления и объема выбросов в жизненном цикле здания составляют значительную долю выбросов, связанных с энергией. Помимо энергии, используемой для работы, здания включают энергию, используемую при добыче, переработке, производстве и транспортировке строительных материалов. Энергия, потребляемая при строительстве и сносе или разрушении зданий. Эта воплощенная энергия вместе с энергией, использованной в течение всего срока службы здания, составляет энергию жизненного цикла и объем выбросов.По оценкам, на здания по всему миру приходится около одной трети мировых выбросов парниковых газов 6 , 8 . Поднимая важность устойчивости в изменении климата и энергетической политике, работы 8 , 9 предполагают, что наибольший запас для снижения спроса был связан с улучшением зданий.

В последние годы растет интерес к зданиям с нулевым потреблением энергии. С 1970-х годов концепция чистой энергии применялась во многих различных областях, от ископаемого топлива 10 , 11 и ядерной энергии до возобновляемых источников энергии 12 .В зданиях чистая энергия часто относится к балансу между потреблением энергии в здании и энергией, производимой его возобновляемыми или альтернативными источниками энергии. Термины здания с нулевым потреблением энергии (ZEB) и здания с нулевым потреблением энергии (ZNEB) были приняты разными исследователями. Определения и подробные описания можно найти в работах Paiho S, et all и Muresan AA, et all 13 , 14 . В EENC существует баланс между энергией, потребляемой и поставляемой в энергосистему (обычно электричество) в течение периода времени, номинально одного года.ZEB является более общим и может включать автономные здания. Некоторые страны приняли или рассматривают возможность создания ZEB в качестве своих будущих энергетических целей для строительства, таких как Программа строительных технологий Министерства энергетики США и Директива ЕС по энергоэффективности зданий 14 , 15 . Кроме того, по всему миру был проведен ряд тематических исследований, демонстрирующих потенциал ZEB в плане уменьшения истощения энергетических ресурсов и ухудшения состояния окружающей среды 15 , 16 .Как правило, CSE включают две стратегии проектирования. Во-первых, минимизировать потребность в использовании энергии в зданиях (особенно для отопления и охлаждения) за счет более эффективных мер с точки зрения энергии; и, во-вторых, внедрение возобновляемых источников энергии и других технологий для удовлетворения минимальных потребностей в энергии 17 , 19 . В этой статье представлен обзор работ, связанных с ZEB, и обсуждается значение для устойчивого развития этих объектов. Чтобы дать более полное видение и лучшее понимание основных проблем, мы также рассмотрим исследования, которые не относятся к ZEB, но напрямую связаны со стратегиями проектирования и ведут к развитию ZEB.Продемонстрируйте исследовательскую склонность в технологиях ZEB, избегая технических деталей практической технологии и ее внутренних особенностей.

2. Материалы и методы

Для разработки этой работы использовался научно-исследовательский каталог Scopus, а также инструменты наукометрического анализа, которые он предоставляет своим подписчикам. 1 . По критериям поиска «технология зданий с нулевым потреблением энергии» в заголовке статей, резюме и словах этих статей; и с учетом первой записи 1956 г. по февраль 2018 г.В указанном каталоге было обнаружено 823 научных исследования и 3561 патент, связанных с ними.

Вся эта информация была извлечена из каталога академических исследований в формате CSV; и он был обработан в программе для библиометрического анализа VOSviewer. Это компьютерная программа для создания, визуализации и изучения библиометрических научных карт продуктивности в различных областях.

Информация об обнаруженных вкладах содержала:

VOSviewer использовался для интеллектуального анализа текста и для анализа данных из библиометрических сетей, отношений сотрудничества между странами и авторами. Кроме того, он использовался для получения отношения совпадения научных терминов в соответствии с ранее указанными критериями поиска. Использование данного программного обеспечения оправдано его потенциалом в процессе визуализации продуктивности и направленности научной деятельности.

3. Результаты

Изучение обнаруженной информации позволило получить Рисунок 1. Этот рисунок демонстрирует явную тенденцию к росту объемов исследований, связанных с технологиями ZEB в последние годы. Это связано с явным интересом архитекторов и инженеров к получению зданий, обеспечивающих приятные отношения с окружающей средой, а также снижением экономической и энергетической ценности этих объектов на этапах строительства, эксплуатации и сноса ( 1 3 .На вышеупомянутых графиках можно увидеть, что с 2005 года наблюдается рост этого типа исследований.


Рисунок 1
Количество публикаций, связанных с технологией ZEB, в каталоге Scopus.

Показанная карта терминов (рис. 2) является результатом анализа интеллектуального анализа текста, выполненного с помощью программного обеспечения VOSviewer на информации, извлеченной из каталога Scopus, в соответствии с ранее описанными критериями. Можно заметить, что термин «дизайн» — это термин наибольшей интенсивности возникновения, учитывая, что это критерий для определения этого типа зданий.Следующие термины с наибольшей распространенностью — это «модель» и «потребление» соответственно. Принимая во внимание частоту встречаемости этих терминов (диаметр окружности), а также цвета, которые идентифицируют их смещение во времени; Я мог бы утверждать, что потребление энергии и ресурсов в этих зданиях на стадии проектирования стало наиболее изученной темой исследований по состоянию на 2015 год. И этот график, и те, что обсуждаются ниже, начинают свой анализ с 2005 года, потому что, как показано на Рисунке 1 , с этого года есть свидетельства увеличения количества публикаций в этой области.


Рисунок 2
Карта терминов исследований в области технологий строительства с нулевым потреблением энергии и взаимосвязь между ними.

Соединенные Штаты находятся на переднем крае исследований и практики этого типа. На рисунке 3 показано, что страны, которые сегодня представляют собой двигатель мировой экономики, видят в строительных технологиях нулевую энергию, приемлемую альтернативу глобальному энергетическому, экологическому и экономическому кризису. Сеть сотрудничества между исследователями из разных стран стала более плотной по состоянию на 2016 год среди европейских стран.


Рисунок 3
Сеть совместных исследований в области технологий строительства с нулевым потреблением энергии в глобальном масштабе.

Сеть авторов, представляющих эту тему в академическом справочнике Scopus в период с 2005 по 2010 год, учитывает наиболее кластеризованные узлы, а с 2016 года происходит деконцентрация лаосов этой сети. Это показывает более широкое распространение этой темы в международном научном сообществе (рис. 4).


Рисунок 4
Сеть исследователей технологии ZEB.

Самым известным исследователем в этой области на сегодняшний день является Андреас К. Атиенитис, Университет Конкордия, Монреаль (Монреаль, Канада). Этот исследователь имеет 11 опубликованных работ в указанном академическом справочнике и имеет индекс H, равный 27. Таблица 1 показывает наиболее цитируемые статьи в каталоге Scopus. В этой таблице содержится обзор и анализ публикаций, посвященных технологиям строительства с нулевым потреблением энергии. В упомянутой таблице указаны название вклада и его цель.

Таблица 1

Сводка проанализированных вкладов, наиболее цитируемых на данный момент.

Название Цель
Анализ стоимости жизненного цикла многоэтажного жилого дома с нулевым потреблением энергии в Дании ( 20 ) . Как далеко мы должны зайти с мерами по энергоэффективности и когда мы должны начать применять технологии возобновляемых источников энергии в зданиях с нулевым потреблением энергии? Ответ на этот вопрос — цель данной статьи.
Структура жилья nZEB, полученная из контейнеров с истекшим сроком эксплуатации: оценка энергии, освещения и жизненного цикла ( 21 ) . Для реализации проекта освещения старого города в Италии. Его оригинальность заключается в целостном подходе.
Уязвимость энергетического сектора к изменению климата: обзор ( 22 ) . Энергетические системы могут быть уязвимы к изменению климата.В этой статье суммируется вклад ее авторов в несколько стратегических исследований, исследовательских семинаров, форумов по развитию и международных конференций, связанных с климатом и энергетикой.
Проблема изменения климата и ответные меры политики в Пакистане ( 23 ) . В документе исследуются текущие и потенциальные последствия изменения климата в Пакистане, а также проводится обзор национальной политики и планов с целью изучения степени интеграции в них вопросов, связанных с климатом.В документе также анализируются меры по адаптации и смягчению последствий и определяются ключевые элементы, которые должны быть включены в План действий Пакистана по изменению климата, и делается упор на их включение в планы и политику национального развития.
Накопление тепловой энергии в интегрированных тепловых системах зданий: обзор. Часть 1. Активные системы хранения ( 24 ) . Целью данной работы является обзор и идентификация интегрированных систем аккумулирования тепла и их классификация в соответствии с расположением системы аккумулирования тепла.
Зеленые жители для зеленых зданий: недостающее звено? ( 25 ) . В этом документе представлены результаты недавних опросов по оценке после окончания занятий в двух академических офисных зданиях, расположенных в Сиднее, Австралия. Дополнен анкетой об отношении к окружающей среде, основанной на Новой экологической парадигме.
Обзор исследований и разработок интегрированных в здание фотоэлектрических / тепловых (BIPV / T) систем ( 26 ) . В этой статье представлен исчерпывающий обзор технологии BIPV / T, включая основные разработки нескольких систем BIPV / T, экспериментальные и численные исследования, а также влияние системы BIPV / T на характеристики здания. Рассматриваемые здесь системы BIPV / T включают: системы на основе воздуха, системы на водной основе, системы концентрации и системы, которые включают рабочую среду с фазовым переходом, такую ​​как BIPV / T с тепловой трубой или испарителем с тепловым насосом. В этой работе дается общее описание исследований, разработок, применения и состояния систем и модулей BIPV / T.Наконец, определяются исследовательские потребности и возможности.

Из рассмотренных работ разумно указать, что методы проектирования и технологии, связанные со зданиями с нулевым потреблением энергии, хорошо отработаны и будут играть важную роль в будущих сценариях с точки зрения устойчивого развития. Однако исследовательские ниши были выявлены по трем направлениям:

3.1. Стоимость жизненного цикла и воздействия на окружающую среду

Концепция ZEB поднимает вопрос, «в каком масштабе и глубине следует принимать меры по энергоэффективности, прежде чем рассматривать технологии возобновляемых источников энергии для удовлетворения энергетических потребностей» 1 .Один из подходов — провести энергетический анализ жизненного цикла ZEB. Было проведено несколько исследований с использованием метода учета энергии жизненного цикла для оценки энергоэффективности и последствий выбросов в зданиях 2 , 3 или технологий в конкретных возобновляемых источниках энергии 4 , 5 . Исследование жилого дома в Дании показало, что с точки зрения рентабельности спрос на энергию следует минимизировать за счет энергоэффективного проектирования зданий, оставляя лишь очень небольшую долю альтернативных источников энергии 1 , 6 .Также был предложен новый термин (жизненный цикл зданий с нулевым потреблением энергии), чтобы подчеркнуть важность изучения всей ЦВЕ на основе жизненного цикла, принимая во внимание как энергию, используемую при строительстве, так и при эксплуатации и сносе 6 , 7 . Термин (жизненный цикл зданий с нулевым потреблением энергии) устанавливает, что общая энергия, потребляемая в процессе строительства, а также в процессе эксплуатации и разрушения, не превышает энергии, произведенной его возобновляемыми источниками энергии в течение срока службы здания.

При анализе жизненного цикла этих объектов еще предстоит преодолеть большие проблемы. Например, хотя геотермальное кондиционирование воздуха оказалось полезным для сокращения выбросов CO 2 по сравнению с системами отопления на электричестве или природном газе, было высказано мнение, что это сокращение очень низкое, если в циклическом анализе жизненного цикла учитываются другие воздействия на окружающую среду 8 , 10 . С другой стороны, необходимо учитывать модификации, которые происходят на объекте выработки электроэнергии, питающим эти здания.Многие из этих изменений связаны с сокращением выбросов парниковых газов 11 , 12 . Все это области, в которых можно работать, чтобы добиться положительных результатов применения этих технологий за счет снижения экологического следа зданий.

3.2. Изменение климата

Многие свидетельства указывают на то, что климат меняется под влиянием поведения современного общества. Обзоры воздействия изменения климата на энергетический сектор в целом 1 , 3 и использование энергии в искусственной среде, в частности 4 , подчеркнули уязвимость контролируемой среды зданий и их энергии. представление.В частности, в ЦВЕ было обнаружено, что, хотя годовые колебания в общем использовании энергии строительства относительно невелики, влияние потребления энергии на цель ZEB является значительным. Следует использовать многолетнее моделирование с учетом изменения климата для проектирования и анализа ZEB, чувствительного к уже очевидному изменению климата 5 . Это контрастирует с репрезентативным метеорологическим годом (например, (типичный метеорологический год) и (типичный год главного компонента)), обычно принятым для имитационного анализа энергопотока здания в час 6 , 8 .Это приводит к вопросу о выборе климатической модели. Например, в программе 9 сравниваются характеристики пяти моделей общей циркуляции с точки зрения (температуры по сухому термометру), (температуры по влажному термометру) и (глобальной солнечной радиации) в различных климатических зонах.

Это исследование показало, что характеристики пяти моделей могут сильно различаться в разных климатических зонах и для разных метеорологических переменных. Следовательно, необходимы дополнительные исследования по выбору подходящих климатических моделей для построения исследований по моделированию энергии в зданиях. Кроме того, в последние годы было проведено много исследований по отоплению зданий, но очень мало исследований по их охлаждению или кондиционированию. Глобальное потепление приведет к уменьшению потребности в отоплении, особенно в более холодном климате, и наоборот, в более теплом климате для требований охлаждения. Поэтому следует направить усилия на лучшее понимание тепловой эффективности, затрат и воздействия охлаждения помещений на окружающую среду; особенно в контексте городского планирования. Кроме того, охлаждение, обеспечиваемое солнечной энергией, хотя оно еще не получило широкого распространения, представляет собой хорошую экономию энергии и потенциал смягчения экологических и экономических последствий, особенно в жарком климате, поскольку максимальная охлаждающая нагрузка здания и Максимум солнечная интенсивность имеет тенденцию происходить в одно и то же время 10 , 12 .

3.3. Аспекты социальной политики

Энергия является ключевым компонентом любой стратегии устойчивого развития, и важно контролировать влияние энергетической политики на социальные, экономические и экологические аспекты. Ключевыми показателями управления энергопотреблением, разработанными в большинстве исследований по использованию энергии и прогнозированию выбросов, являются социально-экономические параметры 13 , 15 . Утверждалось, что необходимо поощрять и поддерживать позитивное отношение к управлению энергопотреблением и устойчивости в обществе.Экономическое и экологическое видение должно сопровождаться сильным социальным компонентом 16 , 18 . Например, тематическое исследование системы фотоэлектрических панелей SPV, подключенной к сети в Гонконге, показало, что, исходя исключительно из экономической сферы, SPV нежизнеспособны из-за длительного периода окупаемости инвестиций, который составляет около 70 лет. Однако, если принять во внимание характеристики источника объединенной энергии, период восстановления значительно сокращается до менее 10 лет 4 , 19 , 27 .Положительное отношение общества к окружающей среде и устойчивому развитию может повлиять на решение в пользу более широкого использования возобновляемых источников энергии. Кроме того, также было показано, что люди с проэкологическими взглядами, как правило, более последовательны в принятии внутренней среды в экологических зданиях 28 . Это может иметь далеко идущие последствия для энергосбережения и устойчивого развития, поскольку подход с адаптивным тепловым комфортом, обсуждаемый в статье 29 , мог бы получить более широкое одобрение.При переходе к устойчивому обществу необходимо и необходимо глубокое уважение к окружающему миру. Эти критерии оставляют четкую возможность для исследований в таких областях, как социально-экономические и экологические с точки зрения технологий ZEB.

4. Обсуждение

Карта условий исследований в области технологий строительства с нулевым потреблением энергии, показанная на Рисунке 2, иллюстрирует интерес научного сообщества к проектированию этого типа зданий. Проектирование зданий с нулевым потреблением энергии разрабатывается с учетом энергетических критериев и средств подачи указанной энергии.Требуемая энергия вырабатывается в основном за счет возобновляемых источников энергии, но когда эти источники не компенсируют нагрузку, используются обычные источники энергии. Источники энергии могут находиться в здании, на его месте или на расстоянии. По этим причинам при моделировании и проектировании ZEB необходимо учитывать несколько параметров, например:

4.1. Размерность и элементы конструкции. Два здания, состоящие из разных элементов и с разными размерами, не ведут себя одинаково с точки зрения энергетики, даже находясь в одном климатическом регионе.

4.2. Назначение постройки. Объекты, которые используются для разных целей, имеют разные энергетические критерии. Энергетические условия в больнице сильно отличаются от условий в торговом центре или образовательном учреждении.

4.3. Расположение здания. Строения в разных широтах и ​​долготах имеют разные потребности в энергии, кроме того, количество и тип возобновляемых источников энергии, которые можно использовать, различаются.

4.4. Параметры не предусмотрены. Они бывают двух типов. Во-первых, человеческое измерение; пользователей здания и их деятельность не всегда можно предсказать, причина — субъективный фактор. Во-вторых, возобновляемые источники энергии часто зависят от погодных условий, и всегда есть степень неопределенности в прогнозах.

Процесс моделирования здания учитывает все эти параметры, поэтому это сложный процесс со множеством деталей, который необходимо выполнять с точностью и осторожностью.Работа инженеров, архитекторов, исследователей и руководителей зданий — сотрудничать с наиболее точными критериями и наблюдениями при моделировании и проектировании зданий.

На рисунке 5 показаны журналы, которые предлагают больше информации об исследованиях в области моделирования и проектирования зданий с нулевым потреблением энергии. На этом графике видно, что с 2010 года количество публикаций в этом направлении исследований увеличивается, этот аспект совпадает с интерпретацией матов терминов ранее упомянутого рисунка 2.


Рисунок 5
Пять журналов, посвященных исследованиям в области моделирования и проектирования зданий с нулевым потреблением энергии с 1990 по 2019 год в Scopus.

5. Выводы

Доработка и обсуждение упомянутых работ позволяет установить следующие окончательные соображения:

5.1. Растет интерес к потенциалу ЦВЕ по смягчению проблем, связанных с истощением ресурсов и энергии. В общих чертах, CSE включают две стратегии: они сводят к минимуму необходимость использования энергии в зданиях за счет мер по повышению энергоэффективности и внедрения возобновляемых источников энергии и других технологий для удовлетворения остающихся потребностей в энергии.

5.2. Тенденции исследований в этой области сосредоточены на потреблении энергии и ресурсов зданий, начиная со стадии проектирования; с 2015 года.

5.3. Исследование выявляет исследовательские ниши в трех областях: анализ стоимости жизненного цикла, воздействие на окружающую среду и социальная политика.

6. Список литературы

1. Идальго DB. Climatización Solar De Edificaciones. Преподобный Цент Азукар. 2015; 42 (2): 72-82.

2. Ли Кью, Чжэн С., Ширази А., Бани-Муса О., Мошиа Ф., Скотт Дж. А. и др.Проектирование и анализ среднетемпературного концентрированного солнечного теплового коллектора для систем кондиционирования воздуха. Appl Energy. 2017; 190: 1159-73. Doi: 10.1016 / j.apenergy.2017.01.040.

3. Оуэн Н.А., Индервильди, штат Орегон, Кинг Д.А. Состояние условных мировых запасов нефти — шумиха или повод для беспокойства? Энергетическая политика. 2010; 38 (8): 4743-9. Doi: 10.1016 / j.enpol.2010.02.026.

4. Ма Л., Олвуд Дж. М., Каллен Дж. М., Ли З. Использование энергии в Китае: отслеживание потока энергии от первичного источника к факторам спроса.Энергия. 2012; 40 (1): 174-88. Doi: 10.1016 / j.energy.2012.02.013.

5. Чай Q, Чжан X. Технологии и политика перехода к устойчивой энергетической системе в Китае. Энергия. 2010; 35 (10): 3995-4002. Doi: 10.1016 / j.energy.2010.04.033.

6. Вонг С.Л., Ван К.В., Лам Теннесси. Технологические нейронные сети для энергетического анализа офисных зданий с дневным освещением. Прикладная энергия. 2010; 87 (2): 551-7. Doi: 10.1016 / j.apenergy.2009.06.028.

7. Левермор Г. Обзор Четвертого отчета МГЭИК об оценке, часть 1: Процесс МГЭИК и тенденции выбросов парниковых газов из зданий во всем мире.Строительные услуги, инженерные исследования и технологии. 2008; 29 (4): 349-61. Doi: 10.1177 / 0143624408096262.

8. Аланн К., Цао С. Энергетическая водородная экономика с нулевым потреблением энергии для зданий и сообществ, включая личную мобильность. Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии. 2017; 71: 697-711. Doi: 10.1016 / j.rser.2016.12.098.

9. Нувель Р., Зирак М., Курс В., Эйкер У. Влияние качества данных на моделирование спроса на отопление в городах с использованием трехмерных моделей города. Компьютеры, окружающая среда и городские системы.2017; 64: 68-80. Doi: 10.1016 / j.compenvurbsys.2016.12.005.

10. Клифт Р. Изменение климата и энергетическая политика: важность аргументов устойчивости. Энергия. 2007; 32 (4): 262-8. Doi: 10.1016 / j.energy.2006.07.031.

11. Рёш С., Бройтигам К.Р., Копфмюллер Дж., Стельцер В., Лихтнер П. Индикаторная система для оценки устойчивости немецкой энергосистемы и переходного периода. Энергия, устойчивость и общество. 2017; 7: 1. Doi: 10.1186 / s13705-016-0103-y.

12.Шахзад М.К., Захид А., Рашид Т., Рехан М.А., Али М., Ахмад М. Анализ технико-экономической осуществимости автономной системы солнечной биомассы для электрификации отдаленных сельских районов в Пакистане с использованием программного обеспечения HOMER. Возобновляемая энергия. 2017; 106: 264-73. Doi: 10.1016 / j.renene.2017.01.033.

13. Пайхо С., Хоанг Х., Хуккалайнен М. Энергетический анализ и анализ выбросов местных энергетических решений с использованием солнечной энергии с сезонным накоплением тепла в одном из районов Финляндии. Возобновляемая энергия. 2017; 107: 147-55. Дой: 10.1016 / j.renene.2017.02.003.

14. Муресан А.А., Аттиа С. Энергоэффективность в фонде жилых домов в Румынии: обзор литературы. Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии. 2017; 74: 349-63. Doi: 10.1016 / j.rser.2017.02.022.

15. Ку К., Хонг Т., Чжон К., Пан С., О Дж. Разработка интеллектуальной слепой фотоэлектрической системы и ее влияние на солнечные здания с нулевым потреблением энергии с использованием технико-экономического и политического анализа. Энергия. 2017; 124: 382-96. Doi: 10.1016 / j.energy.2017.02.088.

16. Мерлей Л.Д., Ганди С.К., Хасс Дж. М.. Кандидаты в учителя исследуют, преподают и учатся в первой в стране чистой нулевой школе. Журнал экологического образования. 2017; 48 (2): 121-9. Doi: 10.1080 / 00958964.2016.1141747.

17. Асаи С.Р., Угурсал В.И., Босолей-Моррисон И. Технико-экономическая оценка осуществимости модернизации теплового насоса воздух-вода в жилом фонде Канады. Прикладная теплотехника. 2017; 111: 936-49. Doi: 10.1016 / j.applthermaleng.2016.09.117.

18.Фиорентини М., Уолл Дж., Ма З., Браславский Дж. Х., Купер П. Прогностическое управление гибридной моделью системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в жилых помещениях с генерированием и хранением тепловой энергии на месте. Прикладная энергия. 2017; 187: 465-79. Doi: 10.1016 / j.apenergy.2016.11.041.

19. Галебани А., Дас Т.К. Разработка программ финансового стимулирования для продвижения зданий с нулевым потреблением энергии. IEEE Transactions on Power Systems. 2017; 32 (1): 75-84. Doi: 10.1109 / TPWRS.2016.2531090.

20. Маршал А.Дж., Гейзельберг П. Анализ стоимости жизненного цикла многоэтажного жилого дома с нулевым потреблением энергии в Дании.Энергия. 2011; 36 (9): 5600-9. Doi: 10.1016 / j.energy.2011.07.010.

21. Скьявони С., Самбуко С., Ротили А., Д’Алессандро Ф., Фантауцци Ф. Структура жилья ANZEB, полученная из контейнеров с истекшим сроком службы: оценка энергии, освещения и жизненного цикла. Строительное моделирование. 2017; 10 (2): 165-81. Doi: 10.1007 / s12273-016-0329-9.

22. Schaeffer R, Szklo AS, Pereira AF, Borba BSMC, Nogueira LPP, Fleming FP, et al. Уязвимость энергетического сектора к изменению климата: обзор. Энергия. 2012; 38 (1): 1-12.Doi: 10.1016 / j.energy.2011.11.056.

23. Хан М.А., Хан Дж.А., Али З., Ахмад I, Ахмад М.Н. Проблема изменения климата и ответные меры политики в Пакистане. Науки об окружающей среде. 2016; 75 (5): 1-16. Doi: 10.1007 / s12665-015-5127-7.

24. Navarro L, Gracia AD, Colclough S, Browne M, et al. Накопление тепловой энергии в интегрированных тепловых системах зданий: обзор. Часть 1. Активные системы хранения. Возобновляемая энергия. 2016; 88: 526-47. Doi: 10.1016 / j.renene.2015.11.040.

25.Депутат Deuble, de Dear RJ. Зеленые жители для зеленых зданий: недостающее звено? Строительство и окружающая среда. 2012; 56: 21-7. Doi: 10.1016 / j.buildenv.2012.02.029.

26. Ян Т., Афиенитис А.К. Обзор исследований и разработок интегрированных в здание фотоэлектрических / тепловых (BIPV / T) систем. Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии. 2016; 66: 886-912. Doi: 10.1016 / j.rser.2016.07.011.

27. Burnham JF. База данных Scopus: обзор. Биомедицинские электронные библиотеки. 2006; 3 (1): 1. Doi: 10.1186 / 1742-5581-3-1.

28. Brambilla A, Salvalai G, Imperadori M, Sesana MM. Реконструкция здания с практически нулевым потреблением энергии: от энергоэффективности к экологической эффективности, экспериментальное исследование. Энергия и здания. 2018; 166: 271-83. Doi: 10.1016 / j.enbuild.2018.02.002.

29. Хуанг П., Хуанг Дж., Сунь Ю. Анализ жизненного цикла зданий с почти нулевым энергопотреблением на основе неопределенности для повышения производительности. Прикладная энергия. 2018; 213: 486-98. Doi: 10.1016 / j.apenergy.2018.01.059.

Дизайн квартиры UV APARTMENT от «ZROBIM Architects»

Описание проекта

Проект интерьера для молодой семейной пары в ЖК «ПИРС» мы начали в 2018 году.Основная концепция интерьера — «проницаемость» пространства, здесь нет места, кроме небольшого туалета, куда нет доступа естественному свету. Кроме того, каждая зона плавно перетекает одна в другую. Например, коридор перетекает в кухню, кухня перетекает в спальню, а спальня перетекает в ванную комнату.

Одной из особенностей интерьера является то, что почти вся мебель в нем сделана по нашему дизайну, в том числе и мягкая.

Кухня имеет достаточно широкий функционал и много места для хранения вещей.Его размеры не пропорциональны масштабу помещения, поэтому мы решили сделать его максимально закрытым. Кухонный остров имеет небольшую варочную поверхность, остальная часть острова — обеденный стол. Остальная варочная поверхность кухни скрыта за фасадами белой кладовой, которая расположена вдоль стены и всем своим объемом наклоняется к входной двери. который всем своим объемом наклоняется к входной двери. Таким образом, шкаф-купе при входе в квартиру перетекает в кухню, образуя единую мебельную конструкцию.Вся конструкция этого белого шкафа (шкаф-купе, кухня) имеет зазоры от пола и потолка, что создает эффект парения и облегчает визуальное восприятие большого объема. В гостиной стандартный набор мебели: диван, кресло, торшер, подставка под телевизор. Также в гостиной есть проектор и телевизор.

Спальни (детская, главная) отделены от гостиной и кухни стеклянной перегородкой, которую можно закрыть занавеской со стороны спален.Когда эти полностью открытые шторы полностью открыты, мы можем видеть почти все пространство квартиры, что дает больше воздуха и ощущение простора.

Размещение мебели в хозяйской спальне довольно нестандартное. Благодаря небольшим размерам у нас была возможность сориентировать кровать к окну, что было сделано по нескольким причинам: смотреть в окно во время пробуждения, изолировать изголовьем кровати от гостиной и главной ванной комнаты и иметь возможность обойти грядку со всех сторон.Розетки и электрика прямо в кровати, а сбоку от кровати, у изголовья, есть карманы с зарядками для гаджетов. В спальне также есть шкаф и туалетный столик, который переходит в тумбочку под умывальник в главной ванной комнате.

В главной ванной комнате есть 2 раковины, отдельно стоящая ванна и туалет. В спальне ванна ориентирована к окну, в хозяйской ванне также есть окно под потолком, через которое проникает естественный свет из кухни.

Отделка всех стен и потолка выполнена черновым литьем. Пол во всей квартире покрыт плиткой. Плинтус выполнен из такой же плитки.

Гибридная модель прогнозирующего управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования в жилых помещениях с выработкой и хранением тепловой энергии на месте

Автор

Включено в список:
  • Фиорентини, Массимо
  • Wall, Джош
  • Ма, Чжэньцзюнь
  • Браславский Хулио Х.
  • Пол Купер

Abstract

В этом документе описывается разработка, внедрение и экспериментальное исследование стратегии гибридного модельного прогнозирующего управления (HMPC) для управления системами отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) с использованием солнечной энергии с генерированием и хранением тепловой энергии на месте. Представлен комплексный подход к управлению тепловой энергией жилого дома для оптимизации планирования доступных ресурсов тепловой энергии для достижения цели комфорта.Система имеет гибридную природу как с непрерывными переменными, так и с дискретными, управляемыми логикой режимами работы. Предлагаемая стратегия управления организована на двух иерархических уровнях. На верхнем уровне для выбора рабочего режима системы HVAC используется контроллер HMPC с горизонтом прогнозирования 24 часа и шагом управления 1 час. На нижнем уровне каждый рабочий режим оптимизируется с использованием 1-часового горизонта прогнозирования прокатки с 5-минутным шагом управления. Предложенная стратегия управления была практически реализована в Системе управления и контроля здания (BMCS) дома Net Zero-Energy Solar Decathlon.Этот дом имеет сложную систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, состоящую из фотоэлектрического теплового коллектора (PVT) и накопителя тепла из материала с фазовым переходом (PCM), интегрированного с вентиляционной установкой (AHU) канальной системы теплового насоса с обратным циклом. Результаты моделирования и экспериментов продемонстрировали высокую производительность, достижимую при использовании подхода HMPC для оптимизации сложных многомодовых систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в жилых домах, демонстрируя эффективный выбор соответствующих режимов работы для оптимального управления тепловой энергией дома.

Предлагаемое цитирование

  • Фиорентини, Массимо и Уолл, Джош и Ма, Женжун и Браславский, Хулио Х. и Купер, Пол, 2017. « Гибридная модель прогнозирующего управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в жилых помещениях с локальным генерированием и хранением тепловой энергии », Прикладная энергия, Elsevier, т. 187 (C), страницы 465-479.
  • Обозначение: RePEc: eee: appene: v: 187: y: 2017: i: c: p: 465-479
    DOI: 10.1016 / j.apenergy.2016.11.041

    Скачать полный текст от издателя

    Поскольку доступ к этому документу ограничен, вы можете поискать его другую версию.

    Ссылки на IDEAS

    1. Широки, Ян и Олдевуртель, Фрауке и Циглер, Иржи и Привара, Самуэль, 2011. « Экспериментальный анализ прогнозирующей модели управления энергосберегающей системой отопления здания », Прикладная энергия, Elsevier, т. 88 (9), страницы 3079-3087.
    2. Ди Джорджио, Алессандро и Либерати, Франческо, 2014. « Управление переключением нагрузки почти в реальном времени для потребителей электроэнергии в жилых домах в соответствии с разработанными и рыночно индексированными моделями ценообразования », Прикладная энергия, Elsevier, т.128 (C), страницы 119-132.
    3. Ким, Шон Хэй, 2013. « Оценка надежных средств управления пассивным зданием для хранения тепловой массы и механического накопления тепловой энергии в условиях неопределенности », Прикладная энергия, Elsevier, т. 111 (C), страницы 602-623.
    4. Лу, Юэхонг и Ван, Шэнвэй и Сунь, Юнцзюнь и Ян, Чэнчу, 2015. « Оптимальное планирование зданий с генерированием и хранением тепловой энергии при динамическом ценообразовании на электроэнергию с использованием смешанно-целочисленного нелинейного программирования ,» Прикладная энергия, Elsevier, т.147 (C), страницы 49-58.
    5. Афрам, Абдул и Джанаби-Шарифи, Фаррох, 2015. « Моделирование и проверка системы отопления, вентиляции и кондиционирования в жилых помещениях для проектирования систем управления », Прикладная энергия, Elsevier, т. 137 (C), страницы 134-150.
    6. Гвердер, М., Леманн, Б., Тёдтли, Дж., Дорер, В., Ренггли, Ф., 2008. « Управление термоактивированными строительными системами (ТАБС) ,» Прикладная энергия, Elsevier, т. 85 (7), страницы 565-581, июль.
    Полные ссылки (включая те, которые не соответствуют элементам в IDEAS)

    Самые популярные товары

    Это элементы, которые чаще всего цитируют те же работы, что и эта, и цитируются в тех же работах, что и эта.
    1. Лорк, Клемент и Ли, Вэнь-Тай и Цинь, Ян и Чжоу, Юрен и Юэнь, Чау и Тушар, Уэйс и Саха, Тапан К., 2020. « Система глубокого обучения с подкреплением с учетом неопределенностей для управления энергопотреблением систем кондиционирования воздуха в жилых помещениях », Прикладная энергия, Elsevier, т. 276 (С).
    2. Ма, Пэйчжэн и Ван, Линь-Шу и Го, Няньхуа, 2015. « Максимальное отношение окна к стене в термически автономном здании как функция U-значения оболочки и амплитуды температуры окружающей среды », Прикладная энергия, Elsevier, т.146 (C), страницы 84-91.
    3. Джанлука Серале и Массимо Фьорентини, Альфонсо Капоццоли и Даниэле Бернардини и Альберто Бемпорад, 2018. « Model Predictive Control (MPC) для повышения энергоэффективности зданий и систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: формулировка проблемы, приложения и возможности », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 11 (3), страницы 1-35, март.
    4. Шмелас, Мартин и Фельдманн, Томас и Боллин, Эльмар, 2017. « Экономия за счет использования адаптивного прогнозирующего управления термоактивными системами здания (TABS): тематическое исследование », Прикладная энергия, Elsevier, т.199 (C), страницы 294-309.
    5. Абхинандана Буди, Карим Беддиар, Малек Бенамур, Яссин Амират и Мохамед Бенбузид, 2018. « Интеллектуальные системы для оптимизации энергопотребления и комфорта людей: современный обзор и рекомендации », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 11 (10), страницы 1-26, сентябрь.
    6. Цзя, Хунюань и Пан, Сюфэн и Хавес, Филип, 2018 г. « Экспериментально определенные характеристики излучающих систем для офисных зданий ,» Прикладная энергия, Elsevier, т.221 (C), страницы 41-54.
    7. Лим, Джэ-Хан и Сон, Джин-Хи и Сон, Сын-Ён, 2014. « Разработка инструкций по эксплуатации термически активируемой системы здания в соответствии с характеристиками тепловой и охлаждающей нагрузки », Прикладная энергия, Elsevier, т. 126 (C), страницы 123-135.
    8. Ма, Пэйчжэн и Ван, Линь-Шу и Го, Няньхуа, 2013. « Моделирование термически управляемых зданий на основе TABS в Simulink », Прикладная энергия, Elsevier, т. 104 (C), страницы 791-800.
    9. Афроз, Закия и Шафиулла, GM и Урми, Таня и Хиггинс, Гэри, 2018. « Методы моделирования, используемые при построении систем управления HVAC: обзор ,» Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 83 (C), страницы 64-84.
    10. Аннели Вандермейлен, Ина Де Джагер и Тийс Ван Овелен, Дирк Селенс и Лив Хелсен, 2020 г. « Анализ неопределенности параметров здания в централизованном теплоснабжении для оптимального управления гибкостью сети », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol.13 (23), страницы 1-25, ноябрь.
    11. Михайлидис, Яковос Т. и Шильд, Томас и Санги, Рузбех и Михайлидис, Панайотис и Коркас, Христос и Фюттерер, Йоханнес и Мюллер, Дирк и Косматопулос, Элиас Б., 2018. « Энергоэффективное управление HVAC с использованием кооперативных, самообучающихся агентов управления: практический пример строительства в Германии », Прикладная энергия, Elsevier, т. 211 (C), страницы 113-125.
    12. Ма, Пэйчжэн и Ван, Линь-Шу и Го, Няньхуа, 2014.« Моделирование жидкостного лучистого охлаждения термически гомеостатического здания с использованием параметрической градирни », Прикладная энергия, Elsevier, т. 127 (C), страницы 172-181.
    13. Ху, Мэнци, 2015. « Управляемая данными структура принятия решений с прямой связью для построения работы кластеров в условиях неопределенности », Прикладная энергия, Elsevier, т. 141 (C), страницы 229-237.
    14. Эдорта Карраскаль-Лекунберри и Изаскун Гарридо, Брэм Ван дер Хейде и Айтор Дж. Гарридо и Хосе Мария Сала и Лив Хелсен, 2017.« Энергосбережение в офисном здании с использованием усовершенствованной системы контроля слепых », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 10 (2), страницы 1-23, февраль.
    15. Тан, Хун и Ван, Шэнвэй и Ли, Хансинь, 2021 год. « Классификация гибкости, источники, возможности и технологии для энергосберегающих и адаптирующихся к сетям зданий: современное состояние и перспективы на будущее », Энергия, Elsevier, т. 219 (С).
    16. Wakui, Tetsuya & Kawayoshi, Hiroki & Yokoyama, Ryohei & Aki, Hirohisa, 2016.« Управление эксплуатацией жилых энергосетей на основе оптимизационных подходов », Прикладная энергия, Elsevier, т. 183 (C), страницы 340-357.
    17. Aste, Niccolò & Manfren, Massimiliano & Marenzi, Giorgia, 2017. « Системы автоматизации и управления зданиями и оптимизация производительности: основа для анализа », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 75 (C), страницы 313-330.
    18. Донг, Бинг и Ли, Чжаосюань и Таха, Ахмад и Гацис, Николаос, 2018 г.« Инфраструктура интеграции зданий и электросетей на основе занятости для интеллектуальных и подключенных сообществ ,» Прикладная энергия, Elsevier, т. 219 (C), страницы 123-137.
    19. Саджад Али, Имран Хан и Садакат Джан, Гулам Хафиз, 2021 г. « Стратегия планирования потребления энергии на основе оптимизации с использованием системы фотоэлектрических батарей для управления потреблением в интеллектуальной сети », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 14 (8), страницы 1-29, апрель.
    20. Тан, Руи и Ли, Хансинь и Ван, Шэнвэй, 2019.« Децентрализованная стратегия управления на основе теории игр для управления потреблением энергии в кластере зданий с использованием тепловой массы и накопителя энергии », Прикладная энергия, Elsevier, т. 242 (C), страницы 809-820.

    Исправления

    Все материалы на этом сайте предоставлены соответствующими издателями и авторами. Вы можете помочь исправить ошибки и упущения. При запросе исправления укажите идентификатор этого элемента: RePEc: eee: appene: v: 187: y: 2017: i: c: p: 465-479 .См. Общую информацию о том, как исправить материал в RePEc.

    По техническим вопросам, касающимся этого элемента, или для исправления его авторов, заголовка, аннотации, библиографической информации или информации для загрузки, обращайтесь:. Общие контактные данные поставщика: http://www.elsevier.com/wps/find/journaldescription.cws_home/405891/description#description .

    Если вы создали этот элемент и еще не зарегистрированы в RePEc, мы рекомендуем вам сделать это здесь. Это позволяет привязать ваш профиль к этому элементу.Это также позволяет вам принимать потенциальные ссылки на этот элемент, в отношении которого мы не уверены.

    Если CitEc распознал библиографическую ссылку, но не связал с ней элемент в RePEc, вы можете помочь с этой формой .

    Если вам известно об отсутствующих элементах, цитирующих этот элемент, вы можете помочь нам создать эти ссылки, добавив соответствующие ссылки таким же образом, как указано выше, для каждого ссылочного элемента. Если вы являетесь зарегистрированным автором этого элемента, вы также можете проверить вкладку «Цитаты» в своем профиле RePEc Author Service, поскольку там могут быть некоторые цитаты, ожидающие подтверждения.

    По техническим вопросам, касающимся этого элемента, или для исправления его авторов, названия, аннотации, библиографической информации или информации для загрузки, обращайтесь: Catherine Liu (адрес электронной почты указан ниже). Общие контактные данные поставщика: http://www.elsevier.com/wps/find/journaldescription.cws_home/405891/description#description .

    Обратите внимание, что исправления могут занять пару недель, чтобы отфильтровать различные сервисы RePEc.

    Доктор Хулио Браславский

    Биография

    Д-р Хулио Х.Браславский — ведущий научный сотрудник, специализирующийся на математическом моделировании, анализе и управлении динамическими системами. В его исследованиях используются теоретические и численные методы для оптимизации интеграции производства электроэнергии из возобновляемых источников и хранения энергии в низковольтные электрические сети.

    Электрические сети переживают беспрецедентную трансформацию, обусловленную технологическими достижениями в области производства и хранения энергии ветра и солнца. Хотя эти новые технологии и связанные с ними услуги являются ключевыми для экономики с низким уровнем выбросов, быстрый рост их доли в структуре энергопотребления может вызвать серьезные проблемы с энергетической безопасностью и надежностью унаследованных механизмов управления энергосистемой.

    Д-р Браславский исследует стратегии эффективного перехода к более безопасной, надежной и надежной электроэнергии с низким уровнем выбросов в будущем. Он руководил исследованиями и обменом знаниями в рамках проекта Advanced Voltage Control, возглавляемого SA Power Networks в партнерстве с CSIRO и Future Grid, при финансовой поддержке Программы испытаний управления спросом в Южной Австралии. Он также координировал обзор технологий и возможностей для совместного исследовательского центра RACE для проекта оценки возможностей 2030 года. Тема N2: Видимость низковольтных сетей и оптимизация возможностей хостинга DER.

    До прихода в CSIRO в 2010 году д-р Браславский был научным сотрудником Университета Ньюкасла, Австралия, а также занимал исследовательские должности в Национальном исследовательском совете Аргентины, Калифорнийском университете в Санта-Барбаре и Католическом университете Лувена, Бельгия. .

    Доктор Браславский опубликовал одну научную книгу, две главы научных книг и более 100 статей в научных журналах и на конференциях. Он получил международное признание за свою работу по моделированию и управлению ансамблями гибких электрических нагрузок, стабилизации систем обратной связи по каналам связи и анализу фундаментальных ограничений при проектировании фильтрации и управления.

    Публикации

    У нас есть публикации доктора Хулио Браславского

    Минимизация затрат на электроэнергию для кондиционера в жилом доме в рамках модели реагирования со стороны спроса

    . .
    [1] Н.Карали, М. Макнейл, В. Летшерт и Р. Стефан. (Август 2015 г.). Потенциальное влияние стандартов эффективности освещения и бытовой техники на пиковый спрос: пример Индонезии. [Онлайн]. С. 1-16. Доступно: https://pubarchive.lbl.gov/islandora/object/ir:1003760
    [2] М. Марван, Модель «умная сеть-спрос» для смягчения ценового и пикового воздействия на электрическую систему, Ph.Докторская диссертация, факультет науки и техники, Технологический университет Квинсленда, Брисбен, 2013.
    [3] М. Марван, Г. Ледвич, А. Гош, Модель реакции спроса во избежание скачка цен на электроэнергию, Journal of Process Control, vol. 24, вып. 6. С. 782-789, 2014.
    [4] Обзор потребления дизельного топлива для неуправляемых источников энергии в Индонезии, Deutsche Gesellschaft fur Internationale Zusammenarbeit GmbH., Германия, 2013.
    [5] Р. Борлик, Плата за реакцию спроса на оптовом уровне: перспектива малых потребителей, Electricity Journal, vol. 24, вып. 9. С. 8-19, 2011.
    [6] W. Jia, C. Kang и Q. Chen, Анализ возможностей интерактивного реагирования на стороне спроса для диспетчеризации энергосистемы в рамках интеллектуальной сети, Electric Power Systems Research, vol.90, нет. 90, стр. 11-17, 2012.
    [7] Ю.-Б. Сюй и К. Нагасака, Исследование резкого скачка цен на электроэнергию на дерегулируемых рынках электроэнергии, Journal of Power and Energy Engineering, vol. 3, вып. 9. С. 1-19, 2012.
    [8] Дж. Нумитор, Австралийский орган регулирования энергетики, Flu Press, 2011 г.
    [9] А. Мансури, А. Аазами и А. Омидиан, Э. Мохамадиан и Р. Аазами, Оценка надежности энергосистемы с учетом эффектов прямого управления нагрузкой, Intl. Журнал электротехники и вычислительной техники, вып. 3, вып. 2. С. 254-259, 2013.
    [10] М.Марван и П. Пирман, Смягчение скачка цен на электроэнергию с помощью метода предварительного охлаждения, Intl. Журнал электротехники и вычислительной техники, вып. 6, вып. 3. С. 1281-1293, 2016.
    [11] C. W. Potter, A. Archambault и K. Westrick, Построение более умной интеллектуальной сети с помощью более точной информации о возобновляемых источниках энергии, в Proc. Энергетических систем конф. и Экспозиция, 2009, стр. 15-18.
    [12] Дж. Чжун, К. Кан и К. Лю, Управление спросом в Китае, in Proc. Общего собрания Энергетического общества, 2010 г., стр. 25-29.
    [13] З. Ли и Т. Яо, Возобновляемые источники энергии на основе интеллектуальной сети, в Proc. из Intl. Конф. по беспроводным коммуникационным сетям и мобильным вычислениям, 2010, стр.1-4.
    [14] X. Zhang, J. Lu, H. Sun и X. Ma, Упорядоченное потребление и интеллектуальная система управления ответом на спрос в интеллектуальной сети, Proc. конференции IEEE Power and Energy Engineering Conf., 2010, стр. 1-4.
    [15] М. Х. Альбади, Э.Ф. Эль-Саадани, Реакция спроса на рынках электроэнергии: обзор, в Proc. Общего собрания Энергетического общества IEEE, 2007 г., стр. 1-5.
    [16] З. Чен, Х. Ши, Р. Ли и Ф. Ли, Оценка характеристик реакции со стороны спроса: анализ влияния точности профиля нагрузки на характеристики DSR, в Proc. Общего собрания IEEE Power and Energy Society, 2015, стр. 1-5.
    [17] X. Ai, X. Liu, W.-J. Цю и Й. Ван, Составление расписания торгов резерва на стороне спроса на основе реакции спроса с учетом торговли выбросами углерода в интеллектуальной сети, Proc. из Intl. Конф. по критической инфраструктуре, 2010, стр. 1-6.
    [18] С.Перфурмо, Дж. К. Уорд и Дж. Х. Браславский, Снижение энергопотребления и эксплуатационных расходов систем кондиционирования воздуха с помощью многообъективных эволюционных алгоритмов, в Proc. конф. Эволюционные вычисления, 2010, стр. 1-8.

    (PDF) Основа обучения с глубоким подкреплением с учетом неопределенностей для управления энергопотреблением систем кондиционирования воздуха в жилых помещениях

    [31] К. Бланделл, Дж. Корнебис, К. Кавуккуоглу, Д. Вьерстра, Weight uncer-

    tainty в нейронных сетях , препринт arXiv arXiv: 1505.05424 (2015).

    [32] Y. Gal, Z. Ghahramani, Dropout как байесовское приближение: репрезентативная неопределенность модели передачи

    в глубоком обучении, в международной конференции

    по машинному обучению, 2016 г., стр. 1050–1059.

    [33] С. Яо, Ю. Чжао, Х. Шао, А. Чжан, К. Чжан, С. Ли, Т. Абдельзахер,

    Rdeepsense: Надежные модели глубоких мобильных вычислений с неопределенностью

    оценок, Труды ACM по интерактивным, мобильным, носимым

    и повсеместным технологиям 1 (2018) 173.

    [34] К. Амарасингхе, Д.Л. Марино, М. Маник, Глубинные нейронные сети для прогнозирования энергетической нагрузки

    , в: 2017 г. 26-й Международный симпозиум IEEE

    по промышленной электронике (ISIE), IEEE, 2017, стр. 1483– 1488.

    [35] Р. Каруана, С. Лоуренс, К.Л. Джайлз, Переобучение в нейронных сетях: обратное распространение

    , сопряженный градиент и ранняя остановка, в: Успехи в системах обработки нейронной информации

    , 2001, стр. 402 –408.

    [36] М.Hessel, J. Modayil, H. Van Hasselt, T. Schaul, G. Ostrovski, W. Dab-

    ney, D. Horgan, B. Piot, M. Azar, D. Silver, Rainbow: Combining im-

    Доказательства в глубоком обучении с подкреплением, в: Тридцать вторая конференция AAAI

    по искусственному интеллекту, 2018.

    [37] Дж. Хванбо, И. Са, Р. Сигварт, М. Хаттер, Управление квадрокоптером

    с подкреплением. обучение, IEEE Robotics and Automation Letters 2

    (2017) 2096–2103.

    [38] Р.С. Саттон, Обобщение в обучении с подкреплением: Успешные примеры

    с использованием разреженного грубого кодирования, в: Достижения в области нейронной информации

    систем обработки, 1996, стр. 1038–1044.

    [39] Эвен-Дар, Я. Мансур, Скорость обучения для q-Learning, Журнал

    Исследование машинного обучения 5 (2003) 1-25.

    [40] А. Килили, П. А. Фокайдес, Европейские умные города: роль нулевой энергии

    зданий, Устойчивые города и общество 15 (2015) 86–95.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *