银纳米粒子阵列中衍射诱导高品质因子的四偶极晶格等离子体模式

金属纳米颗粒阵列中形成的四偶极晶格共振模式具有低辐射损耗、高品质因子的特性,因此广泛应用于纳米激光、传感、固态照明等领域.基于时域有限差分法在均匀环境下研究了银纳米圆柱阵列的光谱与近场特性.研究结果表明,在x偏振光直入射下,通过调节阵列x方向的周期,共振强度先增加后降低,当两个方向上的周期相等时,提出的阵列结构能够产生一个线宽约0.4 nm、品质因子高达1815的四偶极晶格共振模式,这种共振模式呈现出Fano线型的透射谷;调控y方向的周期能够实现从Fano线型的透射峰到透射谷的转变.本文说明了粒子大小、晶格周期对四偶极晶格共振模式的重要性,同时为银纳米颗粒在可见光波段设计高品质因子共振提供了优化策略.     

CRISPR-Cas基因编辑技术在微生物组工程中的应用

微生物组工程是对复杂微生物群落进行改造,在基因组、代谢组及群落生态结构等多个层次上实现微生物组的精准调控.成簇规律间隔短回文序列(CRISPR)及其相关蛋白(CRISPR-Cas)系统是近期发展迅速的高效基因编辑工具.本文回顾了微生物组工程领域CRISPR-Cas系统的重要研究工作,重点关注CRISPR-Cas系统在微生物组的基因编辑和生态调控方面的应用.针对CRISPR-Cas系统在微生物组工程领域的应用挑战,本文从外源DNA递送方式和基因表达调控元件两个方面总结了微生物组工程的关键辅助方法与发展趋势,展望了微生物组工程领域所面临的挑战与机遇.     

肿瘤靶向的磁性荧光IR780-Fe3O4纳米颗粒用于循环肿瘤细胞的检测

循环肿瘤细胞(Circulating tumor cells,CTCs)的简单、快速分离和检测是目前临床研究中面临的一项挑战.本研究制备了具有肿瘤靶向识别作用的磁性荧光IR780-Fe3 O4纳米颗粒,并将其用于CTCs的分离和检测.通过电镜、荧光光谱仪和超导量子干涉仪对合成的IR780-Fe3 O4纳米颗粒进行表征;采用激光共聚焦显微镜和流式细胞仪对IR780-Fe3 O4纳米颗粒对肿瘤细胞和正常细胞的靶向效果进行了分析;利用激光共聚焦显微镜对IR780-Fe3 O4纳米颗粒在MCF-7细胞中的位置进行定位;并根据IR780-Fe3 O4纳米颗粒孵育后肿瘤细胞的荧光强度绘制标准曲线.研究结果表明,IR780-Fe3 O4能很好地靶向多种CTCs.细胞定位实验进一步表明,IR780-Fe3 O4主要靶向识别肿瘤细胞的线粒体.通过Fe3 O4磁性纳米颗粒偶联IR780建立的这种方法可很好地区分肿瘤细胞和正常细胞,并对模拟血液中的CTCs进行了分离和检测.     

基于迈克尔加成反应的沙门氏菌纳米荧光标记研究

本文通过迈克尔加成反应的荧光标记法,成功构建了纳米荧光探针标记的沙门氏菌(YB1-INPs)。采用三(2-羧乙基)膦将沙门氏菌YB1外膜蛋白表面上的二硫键温和还原为巯基后,与吲哚菁绿(ICG)@纳米探针(INPs)的马来酰亚胺基团(Mal)交联形成YB1-INPs。通过扫描电镜和共聚焦荧光成像对YB1-INPs的形貌、光学性质进行表征。通过活死细菌染色和LB琼脂平板实验对YB1-INPs的活性进行考察。结果表明,INPs成功标记到沙门氏菌YB1表面后对YB1的形态、光学性质、活性及生长均没有产生影响,并且能够用于沙门氏菌YB1体内靶向的荧光分布成像。本研究提供的这种简单、安全、高效的荧光标记方法能够将纳米材料标记到生物载体上,可以应用于生物载体的药物输送和体内监测。     

二氧化碳-环氧丙烷-丙交酯三元共聚物的合成与表征及其热解动力学研究

通过二氧化碳(CO2)、环氧丙烷(PO)与D,L-丙交酯(D,L-LA)的三元开环共聚,得到一种新型热塑性脂肪族聚碳酸酯(PPCLA).对PPCLA结构进行了FTIR、1H-NMR、13C-NMR及1H-1H COSY表征,表明D,L-LA开环嵌入PO-CO,分子链中,并对共聚过程聚合机理进行了初步探讨.同时设计并引入...     

体外电化学测试对镁合金体内降解行为的预测

可生物降解镁合金因同时具有优良的生物相容性和力学性能,在生物医学界显示出其作为新型骨科内植入物的巨大潜在优势和市场前景。目前,作为制约镁合金医用产业化的关键因素,即过快的降解速率已经成为研究重点。本文回顾了体外电化学测试技术对镁合金抗腐蚀性能的研究,并分析了模拟腐蚀体系对镁合金腐蚀行为的影响;同时评估了电化学测试方法作为快速有效预测镁合金体内降解性能前期分析手段的可行性与局限性。最后,对如何发展更合理的体外电化学测试技术来预测镁合金体内降解提出了可能的解决方法及构思。     

一种基于汉明码的二值图像认证方法

结合二值水印图像的特点,运用汉明码的监督关系式,提出一种基于汉明码的像素级数字水印认证方法,此方法可用于灰度水印图像的内容认证,在认证检测时仅利用检测图就可以准确确认某像素点是否被篡改,并具有篡改定位与修复能力。     

基于质谱成像和组学分析的环境毒理研究

生物体多器官的空间异质性导致环境污染物在生物体内的毒性分子机制错综复杂。基于传统化学和生物分析的环境毒理学研究,通常将研究对象看作“均一”整体,无法从空间上准确定位污染物及其代谢。以质谱成像和组学分析为基础的技术,同时对污染物、污染物代谢活化途径及其诱导的生物分子进行定性、定量和空间分析,从而确定污染物迁移、生物学效应及其毒性作用的靶器官,是目前最有前景的分析方法之一。本文综述了质谱成像和组学研究策略和特征,介绍了本课题组在相关领域取得的研究进展。同时简单展望了单细胞质谱成像、微流控芯片-质谱成像联合策略等先进技术在环境毒理研究中的潜在应用。     

基于特征圆靶的单目视觉位姿测量算法研究

为提高基于工业机器人近距离下空间平面位姿的求解精度，分析了由透视畸变引起的圆投影误差的变化规律，以物距与特征圆半径的比值作为衡量圆透视畸变误差的参数依据，提供了不同物距下的精度参考。推导了基于空间圆投影图像的三点相对位姿求解算法。定量的误差分析和实验验证表明，物距与特征圆半径比值在18以内像素精度在0.1～1像素时，算法精度平均可以达到0.1°，优于文中其他两种算法。     

三维掩模光刻成像快速计算模型

掩模吸收层厚度引起的散射效应会导致深紫外和极紫外光刻成像产生偏差。传统光刻模型建立在满足薄掩模近似的Hopkins成像理论上，但随着掩模上吸收层的高宽比增大，掩模厚度成为衍射计算中不可忽略的因素。为实现对空间像的精准预测，提出一种三维掩模成像模型，利用严格电磁学仿真生成的掩模衍射近场来修正Hopkins模型结果。严格电磁学仿真需要的计算开销可以通过一种基于旋转变换和仿真维度减少的快速掩模边沿近场生成方法来减少。因此，将三维掩模成像模型和快速衍射近场生成方法结合后可以快速构建精准的三维掩模光刻成像模型。