氟硼二吡咯亚甲基类荧光探针在离子检测中的应用进展

氟硼二吡咯亚甲基类(BODIPY)类化合物具有摩尔吸光系数高、荧光量子产率高、吸收波长在可见光或近红外区域、荧光寿命长和光稳定性好等特点,并且其荧光对溶剂的极性和pH均不敏感,是一类可应用于生物领域的荧光染料,近年来,此类化合物被广泛用于设计合成荧光传感器分子,用于各种离子的检测,此类荧光探针具有分析灵敏度高、选择性好等特点.综述了氟硼二吡咯亚甲基类荧光探针在离子识别和检测中的应用,并展望了该领域的前景.     

共轭聚合物荧光“开-关”的构建及对S-腺苷甲硫氨酸的分子识别与检测

以Pb2+和S-腺苷甲硫氨酸(S-Adenosylmethionine,SAM)与聚3-(1-(2-三乙胺乙酰基)哌啶-4-亚甲基)噻吩(poly 3-{[1-(2-hydrazino-2-oxoethyl)piperidin-4-ylidene]methyl}thiophene,PMTH)构建荧光开关,当有Pb2+存在时,PMTH与Pb2+之间发生作用,荧光猝灭,即为荧光"关";当Pb2+-PMTH体系中加入SAM时,SAM能够与Pb2+形成更稳定的配合物,使PMTH的荧光恢复,即为荧光"开"。通过PMTH的荧光开关信号,成功建立了识别和检测SAM的新方法。研究了在水-乙醇(4∶1,V/V)溶液中Pb2+和PMTH与SAM相互作用对荧光光谱的影响。本方法具有很好的灵敏度和选择性,常见氨基酸和金属离子对SAM的检测无影响,在最佳实验条件下,SAM的浓度在1.0×10-8~2.0×10-6mol/L范围内与相对荧光强度呈线性相关,线性回归方程为ΔI=68.51+72.32C(μmol/L),相关系数r=0.9982,检出限为8.72×10-9mol/L;本方法已成功用于SAM检测。     

基于等效阻尼理论的金属橡胶弹性迟滞力学模型及实验研究

针对弹性多孔金属橡胶非线性迟滞特性力学行为,将迟滞恢复力-位移曲线分解为非线性单值曲线和椭圆,并将等效阻尼理论用于动态力学性能参数识别,从而建立了一种新型的适用于黏弹性阻尼材料的宏观唯象力学模型。采用不同相对密度的环形金属橡胶进行动态实验测试,以验证理论模型的准确性,结果表明该模型可将具有非线性特性的金属橡胶系统进行降阶处理,提高金属橡胶力学模型的预测效率,并能很好地描述金属橡胶的迟滞力学行为。另外,研究了在不同激励频率条件下金属橡胶的阻尼耗能特性。实验结果表明:在高频加载的条件下,黏性阻尼系数对动态加载频率不敏感,阻尼耗能与加载幅值之间呈线性正相关。基于等效阻尼理论的弹性迟滞力学模型具有一定的普适性,可进一步推广应用于类似弹性多孔材料的力学性能表征,为其工程应用提供理论基础。     

基于比例边界有限元法和灰狼优化算法的裂纹尖端位置识别

基于比例边界有限元法(SBFEM)和灰狼优化(GWO)算法,提出了一种裂纹尖端识别方法。首先,借助SBFEM解决断裂力学问题特有的优势,快速准确地计算出反演所需的测点位移,并验证了正问题求解的正确性。其次,建立与裂纹尖端位置有关的目标函数,将求解裂纹尖端位置转换为求解目标函数最小值的优化问题。最后,采用GWO算法对目标函数进行了优化,进而搜索裂纹尖端的最佳位置。数值算例结果表明:利用SBFEM的高精度、半解析的优点,在反演过程中采用其求解正问题是非常有效的;GWO算法具有良好的全局收敛性,且相比经典的粒子群算法,能够更快速准确地搜索出裂纹尖端的位置;GWO算法具有较好的抗噪性。     

三维荧光光谱技术结合线性支持向量算法在水体有机污染监测中的应用

针对当前地表水体有机污染的原位快速监测需求,提出一种基于三维荧光光谱技术的水质指标预测模型和水质等级快速判断方法。以扬州市域内多种地表水体的水质监测数据作为模型训练样本,充分利用水体三维荧光光谱信息,结合线性支持向量回归算法（LIBLINEAR）,建立了与化学需氧量（COD_Cr）、高锰酸盐指数（COD_Mn）、氨氮（NH₃-N）、总磷（TP）、总氮（TN）和五日生化需氧量（BOD₅）6项有机污染相关水质指标的预测模型。研究结果表明,6项指标预测模型的训练集和测试集决定系数R2均大于0.73,预测值与国标及行业标准方法分析结果的相关系数r达到0.9以上。利用水质指标预测结果进一步判断有机污染指标相关水质等级,黑臭水体识别率达86%,对Ⅲ类~重度黑臭共6个水质等级的分类准确率为60%。结果说明该方法通过水体三维荧光光谱信息预测水质有机污染指标具有较好的准确性和精度,为广域时空尺度地表水的高效原位监测提供了一种新的解决方案。     

基于分段常值水平集的抛物型方程的参数识别算法

研究了线性抛物型方程不连续参数的识别算法.根据原有算法对于加噪观测数据计算不收敛的问题,本文基于分段常值水平集方法,根据水平集函数和优化过程的特点,修正原有Uzawa型算法中的带有总变差(TV)正则化的极小化模型和对常值向量的极小化模型,并且利用分裂Bregman迭代算法处理TV范数的优越性,构造一种新的参数识别算法格式.数值实验结果显示,新算法具有计算时间短、精度高、抗噪性强的优点.     

储油罐变位识别与罐容表标定问题的研究

通过对实验罐和实际储油罐的分析与建模,给出了变位识别的一般方法．首先,对于实验罐,使用复化求积方法推导了函数关系,并通过对原模型的修正,使得模型所标定的罐容表与观测值之间的误差达到千分之一的数量级．其次,实际储油罐在实验罐的基础上增加了一维变位变量．利用复化积分求得体积的表达式,再选出最优变位参数组合α=2．4°,β=0．5°．最后,给出了罐容表的标定水平．     

结合拉普拉斯特征映射的权重朴素贝叶斯高光谱分类算法

高光谱遥感可以得到更精确与丰富的遥感信息,因此涵盖了各国家的航空、航天以及小范围的地面观测的多个层级与环节,在对地观测遥感领域占有不可取代的地位。但高光谱数据集往往非常庞大,且包含冗余信息,为后续处理带来了不便。该研究选用拉普拉斯特征映射对高光谱数据降维与特征提取,并提出了一种权重朴素贝叶斯分类算法。通过奖励权重的方法对经典朴素贝叶斯分类器进行了改进,利用公开数据对算法进行验证,判别地物信息准确率达到92.7%,相比于传统方法有了大幅度的提高。     

香豆素衍生物荧光传感器对Zn2+的识别及细胞成像

制备了基于香豆素衍生物的荧光传感器CANQ,其可选择性地识别Zn²⁺离子。通过NMR、MS、荧光光谱等技术研究了传感器的结构及荧光性能。传感器CANQ对Zn²⁺离子具有显著的荧光增强响应,且响应速度快、选择性高、生物相容性好,可用于MCF?7细胞中Zn²⁺离子的成像。     

牛血清白蛋白分子表面印迹材料的制备及其大分子识别特性研究

通过分子设计和过程策划,制备了高性能的牛血清白蛋白(BSA)分子表面印迹材料.首先以甲基丙烯酰氯为试剂,使交联聚乙烯醇(CPVA)微球表面的羟基发生酯化反应,将大量可聚合双键引入到CPVA微球表面.然后以含有可聚合双键的CPVA微球为载体,阳离子单体丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为功能单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,牛血清白蛋白(BSA)为模板分子,在水溶液体系中,基于主-客体之间的强静电相互作用,采用接枝聚合与印迹过程同步进行的方式,制备了高性能BSA分子表面印迹微球MIP-PDAC/CPVA.采用红外光谱(IR)和扫描电子显微镜(SEM)对产物微球进行了表征.研究了印迹聚合物微球MIP-PDAC/CPVA对BSA的大分子识别特性.研究结果表明,微球MIP-PDAC/CPVA对BSA具有优良的结合亲和性和特异的识别选择性,结合容量高达108 mg/g,对牛血红蛋白(BHb)却基本不结合;相对于BHb,MIP-PDAC/CPVA对BSA的选择性系数高达60.2.