基于纳米金比色检测NOS1AP基因单碱基突变

基于单、双链DNA与纳米金颗粒间的不同静电作用, 建立了一种基于颜色反应检测NOS1AP基因单碱基突变的方法. 根据NOS1AP基因的单碱基多态位点设计检测探针、互补靶序列及带有单碱基突变序列寡核苷酸DNA. 室温下, 检测探针分别与互补序列、单碱基突变序列在缓冲液中进行杂交, 再分别加入纳米金溶液以及NaCl溶液. 用肉眼可以观察到纳米金溶液在两种不同杂交溶液中产生明显不同的颜色变化. 这种变化可通过紫外-可见分光光度计测定纳米金溶液的紫外吸收峰值的变化来证实. 实验结果表明, 纳米金溶液在一定浓度NaCl存在的条件下, 对互补双链NOS1AP DNA及单碱基突变NOS1AP DNA呈现出不同的颜色反应及紫外吸收光谱的改变. 此方法可望用于相关疾病的医学诊断及单碱基突变的检测.     

Tunable Nd,La:SrF_2 laser and passively Q-switched operation based on gold nanobipyramids saturable absorber

A novel Nd, La:SrF_2 disordered crystal is prepared, and its continuous-wave wavelength tuning operation is performed for the first time. Employing a surface plasmon resonance(SPR) based gold nanobipyramids(G-NBPs) saturable absorber,we obtain a compact diode-pumped passively Q-switched Nd, La:SrF_2 laser. The stable Q-switched pulse operates with the shortest pulse duration of 1.15 μs and the maximum repetition rate of 41 k Hz. The corresponding single pulse energy is 2.24 μJ. The results indicate that G-NBPs could be a promising saturable absorber applied to the diode-pumped solid state lasers(DPSSLs).     

Theoretical simulation and analysis of large size BMP-LSC by 3D Monte Carlo ray tracing model

Luminescent solar concentrators(LSC) can reduce the area of solar cells by collecting light from a large area and concentrating the captured light onto relatively small area photovoltaic(PV) cells, and thereby reducing the cost of PV electricity generation. LSCs with bottom-facing cells(BMP-LSC) can collect both direct light and indirect light, so further improving the efficiency of the PV cells. However, it is hard to analyze the effect of each parameter by experiment because there are too many parameters involved in the BMP-LSC. In this paper, all the physical processes of the light transmission and collection in the BMP-LSC were analyzed. A three-dimensional Monte Carlo ray tracing program was developed to study the transmission of photons in the LSC. A larger-size LSC was simulated, and the effects of dye concentration, the LSC thickness, the cell area, and the cell distance were systematically analyzed.     

基于无迹粒子滤波的飞行器再入段传递对准方法

针对再入式飞行器再入返回前需要精确和快速的传递对准需求以及空间环境特殊性,提出了一种适用于再入式飞行器空间平台对准方法,建立J2000坐标系下光纤陀螺惯组的系统状态方程,利用星敏感器输出的姿态和光纤陀螺惯组输出的姿态差值作为观测量,实现飞行器的"姿态"匹配传递对准算法。针对系统状态方程和量测方程的非线性特性以及单独使用无迹卡尔曼滤波(UKF)方法存在滤波不稳定性和单独使用粒子滤波(PF)方法存在粒子退化导致估计误差变大的问题,提出了无迹粒子滤波(UPF)算法,采用卫星工具包(STK)软件模拟飞行器在轨运行进行仿真验证。仿真结果表明:该方法可以在3s内使得失准角的估计误差小于0.6',估计精度提高了30%,收敛时间缩短了70%,相比传统方法提高了对准的精确性和快速性。     

动态环境下光纤陀螺误差辨识与补偿技术

为了提高光纤陀螺在高动态环境下的测量精度,需要精确地辨识角加速度信息以便有效地补偿。针对直接对陀螺的角速度信息微分处理后得到角加速度的方法误差较大的问题,提出了将微分后的角加速度信息分为线性和非线性两个部分,其中线性部分采用Savitzky-golay最小二乘拟合,而非线性部分则采用RBF神经网络技术进行拟合。上述处理方法能更真实地反映实际物理过程,具有较强的自适应性和较好的拟合效果。通过试验验证,证明了该方法的有效性和准确性,提高了角加速度辨识精度,比直接微分的方法测量精度提高二个数量级,有效地补偿了陀螺仪在高动态环境下的测量精度。     

HB-FRP加固混凝土结构的粘结滑移统一模型

为了进一步简化HB-FRP(hybrid bonding FRP)加固技术的粘结滑移模型, 并基于先期研究的HB-FRP粘结滑移分区模型开展研究.在假定HB-FRP加固技术的粘结滑移统一模型表达式的基础上,推导了钢扣件部位的粘结应力分布系数.将HB-FRP加固作用分为普通FRP粘结性能和钢扣件产生的粘结性能两部分,依据能量方法,推导了FRP张拉力与滑移量的表达式.基于理论分析和数值求解,研究了界面滑移量的分布特征.基于模型试验测试结果,研究了粘结滑移统一模型中的待定系数表达式.研究结果表明:建立的HB-FRP加固混凝土结构的粘结滑移统一模型能有效预测加固界面的剥离承载力及有效粘结长度.     

气相色谱-三重四极杆质谱法同时测定巴氏杀菌乳中9种香精成分

建立了气相色谱-三重四极杆质谱（GC-MS/MS）同时检测巴氏杀菌乳中9种香精成分（二氢香豆素、香兰素、香豆素、乙基香兰素、甲基香兰素、7-甲基香豆素、7-甲氧基香豆素、7-乙氧基-4甲基香豆素和环香豆素）的分析方法。巴氏杀菌乳样品用乙醇溶液萃取,低温涡旋离心,取上清液过0.22 μm滤膜,以DB-5MS色谱柱分离,在MRM模式下测定,基质曲线外标法定量。实验结果表明,9种香精成分在1~200 μg/L范围内呈良好线性,线性相关系数（R²）均大于0.997,方法的检出限为0.002~0.1 μg/kg,定量限为0.001~2 μg/kg,平均回收率为90.3%~110.6%,日内、日间精密度均小于10%。该方法前处理简单快速,检测准确度和灵敏度高,可用于巴氏杀菌乳中9种香精成分的同时检测。     

基于超限学习机算法的空间目标材质多色测光识别研究

随着各国航天活动的增多,空间目标的数量和种类不断增加,对空间目标进行编目识别是各国空间目标监视领域的重要研究内容。对空间目标进行识别,主要是为了获得其表面材质、姿态、形状、关键载荷等信息,而表面材质信息的获取是开展目标光学特性及状态认知研究的基础。搭建空间目标表面材质多色测光测量系统,整套系统部署在光学暗室内,以减少杂散光对测量结果的影响。光源采用太阳模拟器,光谱等级A级;探测器采用美国ASD公司生产的FieldSpec4地物光谱仪,波长范围350～2 500 nm,光谱分辨率1 nm,光纤置于电控转台上,能对待测样片实现不同观测几何下的测量。利用Johnson-Cousins UBVRI五色分光系统对8种常用表面材质（砷化镓、氧化铝、氧化聚酰亚胺薄膜、黑漆、环氧漆、镀铝聚酰亚胺薄膜、钛青蓝漆、白漆）在不同观测几何条件下的10种色指数数据进行实验测量,每种色指数分别测得30组实验数据。采用传统的1-sigma不确定框方法（即对于给定材质的若干组实验数据,计算其每种色指数的平均值和标准差,以平均值为中心,以标准差的两倍为边长画出色指数不确定框）,在最理想的识别情况下,通过R-I和B-R色指数不确定框能对砷化镓、氧化铝、氧化聚酰亚胺薄膜、钛青蓝漆四种材质进行识别;利用B-V和B-R色指数不确定框可以将环氧漆、白漆识别出来,剩余两种材质黑漆和镀铝聚酰亚胺薄膜无法通过以上色指数进行识别。但是1-sigma不确定框方法存在两个主要问题：一是需要知道待测材质对特定波段敏感的先验信息,来确定所用的色指数类型;二是识别率容易受测试样本数量的影响,可靠性差。超限学习机算法是一种利用随机化隐层节点和和最小二乘求解方式进行训练的机器学习算法,具备学习效率快,泛化性能好,不容易陷入局部最优解等优势,被广泛应用于对数据的分类和回归分析中。因此引入超限学习机算法,将色指数数据按照2∶1的比例随机分为训练样本和测试样本,共进行三次随机试验。在训练样本中,对每种材质按照1∶8的顺序进行编号,即编号1∶8的测试样本分别有20个,分别包含10种色指数数据;在测试样本中同样对其按照已知归属材质对应编号。采用决定系数和计算时间作为判断ELM算法准确性和实时性的判断指标。结果表明：无论是对单一材质进行识别,还是对所有测试材质样本,训练样本决定系数在0.98以上,测试样本决定系数在0.96以上,每次试验中最多有3组色指数数据无法识别;所需总时间最长在0.07 s内完成,甚至可以达到0.002 s,识别效率和可靠性远高于传统的1-sigma不确定框法,表明ELM算法能对空间目标常用材质进行准确快速识别。相关研究可为空间非合作目标的外形、姿态等状态信息反演提供技术支持。     

钙钛矿二维纳米材料的合成和发光研究进展

钙钛矿纳米材料的研究取得了飞速发展:一方面,合成方法不断涌现,已经可以实现从零维纳米晶、一维纳米线到二维纳米片的形貌精确控制,对其尺寸和维度依赖的光学性质认识也不断深入;另一方面,钙钛矿纳米材料的光学和光电子应用也得到了快速发展,其中,基于钙钛矿量子点的光致发光和电致发光技术最受关注。 由于钙钛矿的天然层状结构,通过配体调控很容易制备出二维纳米材料,其发光性能可以通过层数和组分进行调节,最高量子产率超过85%,且具有偏振发光特性,有望成为一类新型发光材料。 本文从制备方法、光致发光和电致发光应用等方面综述了基于钙钛矿二维纳米材料的进展,并对其未来的发展方向进行讨论。     

亲水相互作用色谱-串联质谱法测定液体食品中14种甜味剂

建立了亲水相互作用色谱-三重四极杆质谱（HILIC-MS/MS）同时测定液体食品中6种人工合成甜味剂和8种甜菊糖苷类天然甜味剂的分析方法。样品经Waters Xbridge Amide色谱柱（150 mm×5.0 mm,3.5 μm）分离,以乙腈-10 mmol/L甲酸铵溶液（65：35,v/v）为流动相,流速为0.4 mL/min,柱温为35℃,然后以电喷雾电离（ESI）源,在多反应监测（MRM）、负离子模式下进行三重四极杆质谱检测。14种甜味剂在各自的范围内线性关系良好,相关系数均大于0.995,检出限为0.03~0.7 mg/kg,定量限为0.1~2.2 mg/kg。在2、5和20 mg/kg添加水平下,14种甜味剂的平均回收率为80.8%~108.7%,相对标准偏差为1.5%~7.7%（n=6）。该方法样品前处理操作简单,准确度高,灵敏度高,可用于液体食品中14种甜味剂的同时测定。