离子光频标的研究进展和空间应用展望

现在人们正发展和评估新型的光频标的特点和应用。光频标由于其参考频率在1015的量级,比微波频率高出4—5个数量级,在相同的谱线线宽条件下,光频标的精度与微波频标相比具有很大的优越性,可望成为新的频率基准,有可能在微重力环境中得到应用。     

pH对血清影响的^1H NMR研究

维持血液的pH在7.35～7.45范围内,是生命的基本需要.人体生理状态的改变往往会伴随或者引发血液pH的变化.本文通过扩散加权、横向弛豫加权以及饱和转移差谱等1H NMR方法,对pH 7.0～7.8的血清体系进行研究,观察其中大分子和小分子代谢物的变化.实验结果表明pH的改变不仅能够引起血清中一些小分子代谢物化学位移的改变,还会影响小分子代谢物与蛋白的相互作用,引起这些小分子结合态和游离态含量的变化.此外,没有观察到血清蛋白信号的明显变化,仅血清白蛋白赖氨酰信号随pH增高有高场位移.     

蛋白质支链动力学快运动的核磁共振研究

蛋白质的功能不仅取决于其结构,而且受到其构像及其变化的影响. 许多生物化学过程就是由于蛋白质结构的一些动力学变化而完成,如蛋白质-蛋白质,蛋白质-药物配体之间的相互作用. 因此分析蛋白质的动力学变化,就能够对其参与的生化过程进行分析. 作为动力学研究的有力工具之一,核磁共振能够分辨到原子范围内的从千秒到皮秒时间范围的运动过程,因此在动力学研究中有着不可替代的作用. 本文仅就核磁共振在蛋白质支链快运动方法（ps-ns）研究方面的进展进行总结,以期阐明核磁共振的在支链动力学研究中的发展现状.     

Photodissociation Exploration for Near-Visible UV Absorption of Molecular Bromine

对Br2分子在可见-近紫外吸收带的光解离行为进行了研究. 运用波包动力学方法在ab initio势能面的基础上获得了分立电子态的激发截面和电子态跃迁的吸收光谱,同时也确定了溴原子碎片的相对量子产额. 对解离途径中可能涉及到的非绝热机制进行了考察.结果表明, 电子-振动耦合作用对(Br*+Br)产物通道的影响是可以忽略的,并借助于Landau-Zener模型获得了两个不同对称性的电子态B3Π+0u和C1Πu之间的耦合强度.     

1H NMR探究空间效应对表面活性剂复配体系中协同作用的影响

通过核磁共振氢谱（¹H NMR）实验测量了温度为298.0 K时3种表面活性剂——十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、辛基苯基聚氧乙烯醚（TX-100）和十二烷基硫酸钠（SDS）组成的复配体系CTAB/TX-100、SDS/TX-100和CTAB/TX-100/SDS中各组分的化学位移,得到了各混合体系中CTAB、TX-100和SDS的临界胶束浓度（CMC）.对不同体系中各组分CMC随摩尔分数的变化曲线进行比较,发现了空间效应对表面活性剂复配体系中协同作用的影响在一定的情况下并不逊于静电相互作用：表面活性剂分子的截面积越大,对体系中其他组分的协同作用越强;当组分间存在弱的静电相互作用时,空间效应对协同作用起到更主要的影响.     

MRI梯度预加重模块的分时复用设计

为获得更优的成像质量和更快的成像速度,磁共振成像（MRI）系统的梯度预加重模块需要具有更多的补偿通道和调节参数,常规预加重模块的设计方案使现场可编程门阵列（FPGA）面临巨大的资源消耗.为解决高性能梯度预加重模块的资源消耗大的问题,本文提出了一种基于分时复用技术的梯度预加重实现方案,以常规方案1/44的资源实现了11通道×4组参数的梯度预加重模块.将该模块用于0.35 T MRI系统,测试了补偿前后的涡流曲线和磁共振图像,结果表明该模块有效降低了系统的涡流,减小了磁共振图像中的涡流伪影.     

柚皮素7-O-葡萄糖苷非对映异构体的NMR波谱分析

二氢黄酮糖苷化后产生的R与S构型非对映异构体在¹H NMR谱上会呈现一些差别,但文献对其差别描述非常有限.为便于利用¹H NMR谱图判断二氢黄酮糖苷的R与S构型非对映异构体,本文首先在植物药皂荚提取物中分离得到一种二氢黄酮苷-柚皮素7-O-葡萄糖苷R与S构型混合物,分析其氘代二甲亚砜（DMSO-d₆）溶液的¹H NMR、¹³C NMR、¹H-¹H COSY、¹H-¹³C HSQC和¹H-¹³C HMBC谱,对其¹H和¹³C NMR谱峰进行了归属;然后,采用手性色谱柱对该混合物进行分离,结合圆二色光谱（CD）技术确定构型;最后,为鉴别R与S构型柚皮素7-O-葡萄糖苷在¹H NMR谱中特征差别谱峰,避免葡萄糖残基质子对二氢黄酮苷元质子化学位移的影响,采集了R与S构型柚皮素7-O-葡萄糖苷及其混合物氘代乙腈（CD₃CN）溶液的NMR谱,结果显示葡萄糖残基端基质子H-1″化学位移差别最为明显,为9.4 Hz;5-位酚羟基质子化学位移差别为5.8 Hz,C环上3个质子化学位移差也较明显．     

蛋白质INSM1中的锌指结构域ZF (4-5)的表达、纯化与表征

胰岛素瘤相关蛋白1（INSM1）是一类转录调节蛋白,通过其C-端的锌指结构域（氨基酸250-510）来识别序列特异性的DNA分子.INSM1的C-端包含有5个串联的锌指结构域,然而这些结构域的结构及其如何识别DNA的分子机制目前仍不清楚.通过重组构建的质粒pET-32m-INSM1（424-497）表达的蛋白质（氨基酸424-497）包含了最后两个锌指结构域4和5,简称为ZF（4-5）.该文详细研究了蛋白质ZF（4-5）的诱导表达条件,得到了较高产率的纯化蛋白.核磁共振（NMR）谱和圆二色谱（CD）揭示了Zn²⁺对稳定锌指蛋白结构的必要性,以及C2H2-Zn²⁺结合的组氨酸呈现为δ-异构方式.     

微波诱导光学核极化进展

微波诱导光学核极化（Microwave-Induced Optical Nuclear Polarization,MIONP）技术利用光激发三重态样品来极化电子,再用微波将处于非热平衡态的电子极化转移到待检测原子核,将原子核的检测灵敏度提高几个量级甚至更多．这种灵敏度极化增强方法可以用来进行蛋白质结构和动力学检测、光化学和光物理进程的基础研究、量子计算和低场核磁共振（Low-field Nuclear Magnetic Resonance,Low-field NMR）与磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging,MRI）应用研究．该文简要分析了MIONP的物理原理及其在核极化增强中的优势,结合实验条件综述了一些重要的成果．最后,对微波诱导光学核极化的前景作了展望．     

高准确度的钙离子光频标

近年来,冷原子技术和激光技术促进了高精度光频标的发展,有望在建立时间基准、推动基础研究和满足国家需求等方面发挥重要的作用.本文介绍了中国科学院武汉物理与数学研究所近年来在高准确度钙离子(~(40)Ca~+)光频标研究方面的进展:采用新的ULE腔系统,实现了729 nm钟跃迁激光器1—100 s的频率稳定度均优于2×10~(-15),通过对外场和环境效应的控制及克服,特别是囚禁离子运动效应的抑制,获得单个钙离子光频标的不确定度优于5.5×10~(-17);通过两台光频标的比对,测得20000 s的稳定度也进入10~(-17)量级;基于高精度钙离子光频标平台,进行了相关精密测量的工作,包括:基于全球定位系统的超高精度远程光频绝对值测量方案,第二次测量了钙离子的光频跃迁绝对值,该测量结果再次被国际时间频率咨询委员会采纳,更新了钙离子的频率推荐值;精确测量了钙离子的钟跃迁魔幻波长,由此提出新型的全光囚禁离子光频标的方法;精密测量了钙离子的亚稳态寿命等参数.以上工作推动了基于冷原子的精密测量工作.