联萘基-芘衍生物结构和ECD光谱性质的理论研究

采用密度泛函理论方法研究s-联萘基-芘分子结构、联萘二面角、能隙、电子的圆二色(electronic circular dichroism, ECD)光谱等性质，系统考察其溶剂效应和取代基效应.研究发现，在苯、四氯化碳、氯仿、环己烷和水五种溶剂中，s-联萘基-芘分子的结构和ECD光谱等性质均相似.然而，在氯基、甲基、羟基、甲氧基和苯基五种取代基中，苯基取代基可以调节s-联萘基-芘分子的结构和ECD光谱等性质.     

L-苏氨酸卟啉锌配合物结构及ECD谱理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法和极化连续介质模型(PCM),在B3LYP和混合基组(C,H原子采用6-31G(d);Zn、N、O采用6-311++G(2d,p))水平对L-苏氨酸卟啉锌(L-Thr-TPPZnII)的基态几何构型进行了优化;以优化得到的稳定构型为基础,采用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法,在相同基组水平进行了电子圆二色谱(ECD)研究,根据计算获得的电子跃迁吸收波长(λ)和电子旋转强度(R)拟合得到了ECD谱.除吸收峰位置有一定的蓝移外,计算获得的ECD谱带形与实验谱基本吻合.通过跃迁性质分析对实验光谱进行了理论解析.理论研究发现L-Thr-TPP ZnII的ECD谱吸收带主要来源于分子内的π→π*的荷移跃迁.353 nm处的负性Cotton效应具有明显的分子内电子转移特征,电子从卟啉环向氨基酸残基转移.     

天然Alboatisin电子结构和圆二色谱的密度泛函理论研究

采用蒙特卡罗MMFF94分子力学力场方法搜索一类新发现的生物活性分子Alboatisin A～C的稳定构象,用梯度校正的B3LYP方法,计算其稳定构象的旋光度、振动圆二色谱(VCD)、电子圆二色谱(ECD)等光学活性,并从微观的角度对VCD谱和ECD谱中强或弱的正或负康登效应进行归属．从分子结构、电子结构和分子振动分析了分子手性的微观起源．结果表明,计算与实验的旋光度值相吻合,OH的取代位置与数目可调控旋光度发生在手性骨架上的振动或电子跃迁转移是手性光谱产生的重要原因．Alboatisin的圆二色谱是手性骨架变形振动的光谱响应,是不对称电子跃迁的光谱响应结果．     

电子圆二色光谱图的模拟与软件开发

有机小分子化合物,尤其是天然产物具有复杂和多样的结构,且一般含有多个手性中心,确定其绝对构型一直是结构鉴定的难点之一。电子圆二色光谱(ECD)具有样品无损、曲线简洁等优势,是鉴定绝对构型的强有力的手段之一。利用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)等量子化学理论以及计算机技术,对化合物的理论ECD计算模拟,与实验值对比确定绝对构型是目前主流技术。计算模拟流程如下：首先确定化合物的相对构型,其次运用构象搜索软件对化合物进行构象分析,然后对搜索得到的多个最低能量态构象(如能量阈值在2.0 kcal·mol^-1以内)进行几何优化和振动分析,将已经优化完成的优势构象投入ECD计算,计算ECD相关参数,得到电子激发能(eV)和转子强度(10^-40 erg-esu-cm)等数据,最终根据数据进行多构象谱图拟合。该研究主要对ECD曲线的模拟方法、 ECD计算结果的评价标准进行了全面总结。在此基础上,运用Python语言开发了一款自动化处理高斯ECD计算结果、模拟ECD曲线的软件,该软件能够对计算得到的输出文件进行定位,对于化合物几何优化和振...     

电路实验设计中滑动变阻器的分压式接法

在电路实验设计中，常通过滑动变阻器来调节电路中的电流和电压．滑动变阻器接入电路有两种方式：限流连接(如图1)、分压连接(如图2)．     

决定论性逐步加速交通流模型的渐近稳态行为

研究Nagel-Schreckenberg(NS)交通流元胞自动机模型在不考虑车辆随机延迟情况下的决定论性模型的基本图,即渐近稳态的车流平均速度作为车辆密度的函数关系．证明决定论性NS模型,在车流的自组织作用下,其渐近稳态的基本图,与决定论性Fukui-Ishibashi(FI)交通流模型的基本图完全相同．这个结果表明,若把FI交通流模型中的车辆突然加速方式（即车辆速度可以在仅仅一个时步内加速到其最高速限M或前方空距所允许的最大速度）,改变为车辆逐步加速方式（车辆速度在每一时步中最多仅能增加一个速度单位）,则车辆的自组织相互作用,并不会改变其车流的长时间渐近稳态行为． 关键词：     

应用键轨道连接矩阵方法预测烷烃折光率.

应用键轨道连接矩阵方法提取结构参数PX1CC和PX1CH， 并用于建立预测烷烃折光率的QSPR模型．该模型不仅预测精度较高(其误差仅为0.0048)，而且模型中采用的参数表达了直接与分子的折光能力相关的结构信息(即烷烃分子中电子被极化的能力)．此参数提取简单，既具备拓扑指数简单、易算，物理意义明确．     

普通物理教材中氦氖能级图的一些问题

现有的普通物理教材中，在有关激光章节中介绍氦氖激光器耐，关于氦氖能级图可谓五花八门，图1～4给出了几本教材中(包括激光的专门教材)的氦氖能级图．可以看到对氖能级标注的光谱学符号各不相同，一些教师反映备课时不知哪一个是正确的?     

简易动态万花筒

趣味科技制作韩长明主持对传统万花筒加以改造，利用简单的方法和易得的材料设计制作一种新式的动态万花筒，使学生在实践中了解“启发创意”的思维方法和进一步掌握光的反射原理．1制作把铝箔花屑(含金、银色)用剪子剪成不规则的小屑块(边长不要超过7mm，大小不等，大约几十块)．将剪好的铝箔花屑装入试管中，在试管中注满纯净水，盖上胶塞，用抹布擦干水珠，再用透明胶带把胶塞与试管粘牢．两个同学相互合作，用透明胶带把三条平面镜片(3mm厚，150mm×30mm2条，150mm×12mm1条)粘成截面为等腰三角形的筒，如图1(a)所示．图1部件加工示意图…     

AF-1410钢冲击响应研究

利用φ100的一级轻气炮作为加载手段，采取飞片对称碰撞法研究了AFI-410钢在冲击载荷下的动态响应。在实验中，用激光干涉测速仪(VISAR)测量样品自由面速度剖面，并用PZT陶瓷片测量弹性先驱波速度。由VISAR测量的自由面速度历史曲线如图1所示，图中Ⅰ～Ⅵ代表不同撞击速度下样品自由面速度历史图像。塑性冲击波速度与波后粒子速度关系为Cpl=4．45 1．477up(km/s)，拟合曲线如图2所示。同时，根据自由面速度历史反映的层裂信息，得到Hugoniot弹性屈服极限约在2．74GPa，层裂强度约4．67GPa。     

Simulation study of a magnetocardiogram based on a virtual heart model: effect of a cardiac equivalent source and a volume conductor

In this paper,we present a magnetocardiogram(MCG) simulation study using the boundary element method(BEM) and based on the virtual heart model and the realistic human volume conductor model.The different contributions of cardiac equivalent source models and volume conductor models to the MCG are deeply and comprehensively investigated.The single dipole source model,the multiple dipoles source model and the equivalent double layer(EDL) source model are analysed and compared with the cardiac equivalent source models.Meanwhile,the effect of the volume conductor model on the MCG combined with these cardiac equivalent sources is investigated.The simulation results demonstrate that the cardiac electrophysiological information will be partly missed when only the single dipole source is taken,while the EDL source is a good option for MCG simulation and the effect of the volume conductor is smallest for the EDL source.Therefore,the EDL source is suitable for the study of MCG forward and inverse problems,and more attention should be paid to it in future MCG studies.     

用于心脏电活动成像的空间滤波器输出噪声抑制方法

利用人体表面测量的心脏磁场数据无创成像心脏电活动,需要解决的关键问题是提高其重建分布电流源偶极矩强度的分辨率.本文在最小方差波束成形(MVB)方法的基础上,提出了一种可抑制空间滤波器输出噪声功率增益(SONG)的波束成形方法,目的是通过构造一种新的滤波器权矩阵,约束空间滤波器的输出噪声功率增益,提高重建分布电流源偶极矩强度的分辨率,即分布电流源空间谱估计的源分辨能力,从而增强心脏电活动磁成像的分辨率.文中给出了电流源重建的理论分析和仿真结果;比较了该方法与MVB方法的差别;并给出了两个健康人36通道心脏磁场数据的电活动成像.结果表明,SONG方法分辨电流源的能力较强,能够观察到心脏电磁场信号R峰时刻健康人的心室电活动较强,心房电活动较弱等特征.     

互补型自适应滤波器在心磁信号处理中的应用

将心磁信号从干扰噪声中加以提取并有效地消除噪声干扰是心磁信号处理中尤为重要的环节 .从改进算法的角度出发，提出互补型自适应滤波器结构以实现心磁信号的消噪处理.该滤波器针对心磁这类非平稳信号进行设计，有效地解决了常规自适应滤波器应用于心磁信号处理时收敛速度和稳态误差的矛盾.通过仿真实验和心磁实验结果表明，该算法能有效地消除心磁信号的背景噪声和工频干扰噪声.同时该算法也可用于其他非平稳信号的消噪处理. 关键词： 自适应滤波 心磁图 最小均方误差     

基于贪婪稀疏方法的心脏磁场源重构

心脏磁场源重构, 即通过人体胸腔表面的磁场阵列测量信号反演产生该磁场的电流源分布, 是一种无创地研究心脏电活动的方法. 本文用线性化方程描述测量磁场与心脏内部电流源的关系, 并通过一种贪婪优化的方法得到了源重构的稀疏解. 通过近似正交化过程和改变迭代算法中原子的选择方式, 降低了优化算法的复杂度, 可在保证源重构精度的情况下, 快速搜索源空间中强度比较大的位置. 文中通过一组正常人的心磁测量数据, 说明了源重构方法的有效性. 这组数据的研究结果表明, 强度大于65%的重构电流源的空间移动轨迹与心脏除极和复极电活动的传导过程基本符合. 其QRS 和ST-T 段的实测心磁图与重构电流源产生的磁场图的平均拟合优度分别为99.36%和99.78%. 关键词： 心磁图 逆问题 稀疏解 正交匹配追踪     

近红外光谱法无损识别林下山参及其生长年限

对不同生长年限的林下山参96支(其中,十五年生24支,十二年生72支)和园参177支。采集近红外光谱后,应用主成分分析-马氏距离法进行判别分析。采用原始光谱,经过预处理后,在全光谱范围内分别选择合适的主成分数,对林下山参和园参以及不同生长年限的林下山参分别建立了判别分析模型。所建立的两组模型对验证集的正确判别率均为100%。表明该方法准确可靠、快速无损,可实际用于林下山参的质量控制。     

小波变换在心磁信号处理中的应用

噪声的消除一直是微弱信号检测和处理中尤为重要的一个环节.从小波变换的角度出发，利用了小波变换在时、频两域都具有表征信号局部特征的能力，对心磁信号这种典型的微弱信号进行了消噪处理.实验中的心磁数据是单通道高温超导量子干涉磁强计测得.理论分析和实验结果表明，这种方法能有效地提高输出信噪比，同时也适合于其他非平稳信号的消噪. 关键词： 小波变换 心磁 消噪     

A Novel Filter Scheme of Data Processing for SQUID-Based Magnetocardiogram

We present a new filter scheme for magnetocardiogram （MCG） signal processing based on the quasi-periodic characteristic of the signals. The key points of this scheme are to determine the exact numbers of data points in each cardiac cycle by using electrocardiogram （ECG） data acquired simultaneously with the MCG signal and to normalize the MCG data sequence in each cycle into an identical length. Compared with conventional filters, the scheme has the advantage of more powerful noise suppression with less signal distortion. The desire for having high quality output signals from raw MCG data acquired in a simple shielded room or even in unshielded environment may be realized with the scheme.     

Microbubbles containing gadolinium as contrast agents for both phase contrast and magnetic resonance imaging

Portal vein imaging is an important method for investigating portal venous disorders. However, the diagnostic requirements are not usually satisfied when using single imaging techniques. Diagnostic accuracy can be improved by combining different imaging techniques. Contrast agents that can be used for combined imaging modalities are needed. In this study, the feasibility of using microbubbles containing gadolinium (MCG) as contrast agents for both phase contrast imaging (PCI) and magnetic resonance imaging (MRI) are investigated. MCG were made by encapsulating sulfur hexafluoride (SF₆) gas with gadolinium and lyophilized powder. Absorption contrast imaging (ACI) and PCI of MCG were performed and compared in vitro. MCG were injected into the main portal trunk of living rats. PCI and MRI were performed at 2 min and 10 min after MCG injection, respectively. PCI exploited the differences in the refractive index and visibly showed the MCG, which were not detectable by ACI. PCI could facilitate clear revelation of the MCG‐infused portal veins. The diameter of the portal veins could be determined by the largest MCG in the same portal vein. The minimum diameter of clearly detected portal veins was about 300 µm by MRI. These results indicate that MCG could enhance both PCI and MRI for imaging portal veins. The detection sensitivity of PCI and MRI could compensate for each other when using MCG contrast agents for animals.     

Multichannel fetal magnetocardiography using SQUID bootstrap circuit

Fetal magnetocardiography （MCG） is a sophisticated non-invasive technique for the fetal heart diagnosis. We constructed a multichannel fetal MCG system based on a novel superconducting quantum interference device （SQUID） direct readout scheme called SQUID bootstrap circuit （SBC）. The system incorporates four SBC gradiometers for the signal detection and three SBC magnetometers as the references. The fetal MCG signal at a 28-weeks’ gestation was measured. By the fetal MCG signal separation and average, the P-wave and QRS complex can be clearly identified. These results indicate that the SBC is one of the most promising techniques for the fetal MCG recordings.     

Baseline optimization of SQUID gradiometer for magnetocardiography

SQUID gradiometer techniques are widely used in noise cancellation for biomagnetic measurements.An appropriate gradiometer baseline is very important for the biomagnetic detection with high performance.By placing several magnetometers at different heights along the vertical direction,we could simultaneously obtain the synthetic gradiometers with different baselines.By using the traditional signal-to-noise ratio(SNR) as a performance index,we successfully obtain an optimal baseline for the magnetocardiography(MCG) measurement in a magnetically shielded room(MSR).Finally,we obtain an optimal baseline of 7 cm and use it for the practical MCG measurement in our MSR.The SNR about 38 dB is obtained in the recorded MCG signal.