用于双光子激发荧光寿命显微成像的高重复频率皮秒扫描相机

建立了一台基于新研制的高重复频率皮秒扫描相机的双光子激发荧光寿命显微成像系统,重点介绍所研制的高重复频率皮秒扫描相机。为了在高时间分辨力的同时扩大时间测量范围,实现大面积两维空间高时间分辨取样测量,从而提高采样速率和更有效地发挥扫描相机的作用,设计和研制了一种大面积、高时间分辨力扫描变像管和一种重复频率高达1MHz的斜坡电压扫描电路。基于上述关键部件所研制的扫描相机具有重复频率高、扫描速度可调、时间分辨力高、工作面积大、非线性低、触发晃动小等优点。用钛宝石飞秒激光器作为激光脉冲源,通过脉冲提取器将76MHz的高重复频率降低为1MHz,采用可调延时器和标准具对扫描相机的时间分辨力、扫描速度和非线性进行标定。该系统的时间分辨力达到6.5ps,非线性为2.60%,可测量的时间范围从十几皮秒到几十纳秒。测量了若丹明6G和香豆素314两种标准荧光染料的荧光寿命,取得了与参考文献一致的实验结果。     

对地观测平台恒星敏感器离焦成像折中设计分析

从对地观测平台角秒量级姿态确定需求出发,在构建星敏感器惯性系成像模型的基础上指出,恒星在成像面上的定位误差是星敏感器姿态确定误差的主要来源。同时,结合理想光学系统离焦模型,分析了星敏感器主要性能指标间的量化关系,并给出了成像面定位误差最低限。仿真结果表明,从优化系统性能考虑,成像模糊区直径为2~3个像元的配置是利用星敏感器焦平面的“轻微离焦”来实现亚像元定位的最佳方案,定位误差可达0.2个像元,能够满足星敏感器惯性姿态确定精度4″~5″的要求。理论分析和数值仿真结果可为后续星敏感器指标的提出及仪器设计提供技术参考。     

高光通量短波红外静止干涉成像光谱仪研究

讨论高光通量静止干涉（傅里叶变换）成像光谱仪的基本原理及结构特点，建立了短波红外的高光通量静止傅里叶变换光谱仪的实验系统，给出了实验结果。     

成像光谱技术中机上实时数据压缩方法研究

根据成像光谱仪的特点用一系列串行的一维压缩实现二维图像压缩.提出了在机上对原始数据从光谱方向进行实时压缩的“二真值线性预测方法”.该法可做到压缩/复原后光谱特征信息不丢失.实验表明,对大多数光谱数据在1%的重建精度下,至少可获得2:1的压缩比.从总体而言,压缩后原始数据率可降低3～4倍.文中还对压缩数据的编码和误差进行了讨论.     

成像X射线光电子能谱定量分析研究

探索了直接用实验测得的XPS图像强度来做元素或化学态相对定量分析的可能性。以AgCl和Na2S2O3样品为例，实验结果表明：XPS图像强度与成像时间有良好的线性关系，根据图像强度对两种元素或化学态进行相对定量是可能的。     

太阳CO 4.6微米红外成像观测

太阳红外光谱中蕴含着丰富的物理信息,其中CO 4.6μm波段是具有代表性的分子谱带,其形成于温度极小区附近,对研究太阳物理具有极其重要的意义。为获得CO 4.6μm波段太阳单色像,本文建立了一套全反射太阳红外成像观测系统。该系统采用定天镜跟踪引光,通过成像反射镜将太阳成像于3~5μm波段红外相机的焦平面上,该相机采用的是国产HgCdTe焦平面阵列器件。同时,为提高信噪比,提出了一种有效计算平场提取观测目标的方法,并利用该方法获得了CO 4.6μm波段的太阳单色像。     

成像技术在食品安全与质量控制中的研究进展

食品质量与安全是政府、食品行业以及消费者十分关注的问题。为了保证食品质量与安全，需要对食品中的风险因子进行检测。传统的分析方法如生物化学方法和仪器分析方法（色谱法、色谱-质谱法）存在前处理比较复杂，耗时，对样品具有破坏性及无法获取目标物空间信息等缺点。因此，开发快速，无损，实时和可视化的检测技术十分重要，这也是食品领域研究的热点。近年来，高光谱成像技术融合了成像和光谱两种技术，可以作为一种用于食品质量和安全评估的非破坏性和实时检测的工具。拉曼光谱成像技术可以同时获得待测物的光谱和空间信息，具有快速，无损和低成本等优点，在食品安全评价和质量控制中也得到了成功应用。质谱成像技术不需要标记和染色，即可实现样品组织表面待测物的可视化和高通量分析。它作为一种分子可视化技术，可以获得食品中营养成分及内、外源性有害物质的空间分布信息，在食品领域也表现出良好的应用前景。本文检索了近几年国内外发表的成像技术在食品研究中的相关文献，介绍了高光谱成像技术、拉曼光谱成像技术和质谱成像技术的原理，并综述了它们在食品安全与质量控制中的应用。此外，本文分析和讨论了这几种成像技术的优缺点，并对成像技术在食品领域的发展前景做出了展望。     

量子点成像的新研究进展

量子点(又称纳米荧光颗粒)在生物学研究中特别是在生物医学成像方面的应用,已引起广泛关注。通过荧光成像可观察量子点标记分子与其靶标的相互作用,实时观测其在活细胞及活体中的运行轨迹,实现对细胞水平及在体层次的研究。本文综述了近两年量子点在光学成像中应用的新进展,展望了其应用前景。     

基于核酸探针的光学传感方法和细胞成像研究

许多疾病的特征在于各种生物分子表现出的异常活性,这些物质通常在细胞内外显示过表达现象,因此对其灵敏靶向识别可以提供诊断和治疗效用。由于基因诊疗和化学传感技术的发展,用于灵敏检测细胞内外生物化学物质的核酸探针突显优势。核酸探针可以在稳定进入细胞的同时,特异性地结合目标物质,通过光学方法检测或通过成像技术标识出来。本文综述了采用光学传感方法和成像技术,基于核酸探针检测生物分子的新进展。根据检测对象进行分类,概括分析了几个代表性体系:核酸序列、蛋白质和酶、化学物质和物理化学条件,并详细阐述其关键设计原理、灵敏度及样品检测等结果,同时指出了各类核酸探针的优缺点。     

顺磁性聚酯金属配合物的合成及其驰豫性能的研究

本文通过二乙三胺五乙酸（ＤＴＰＡ）或乙二胺四乙酸（ＥＤＴＡ）的双酸酐与二元醇或二元酚进行聚合反应，制备了两个系列共１５种新的聚酯型大分子配体及其顺磁性金属配合物，用核磁、红外光谱以及元素分析表征了配体和配合物的结构。初步试验结果表明，与相应的小分子金属配合物相比，聚酯金属配合物具有较高的弛豫性能。