用于铯芯片级原子钟的4.596 GHz射频源研制

芯片级原子钟主要包括射频模块、物理封装模块以及其他的外围控制模块。射频模块的设计关系到芯片级原子钟的短期稳定度,所以射频模块在芯片级原子钟的设计时是非常重要的一部分。本文利用数字锁相环技术实现频率为4.596 GHz的射频源,射频源由三部分组成,包括小数分频频率综合器、压控振荡器和环路滤波器。数字锁相环具有相位噪声低,频谱稳定度高等特点。此外,由于小数分频频率综合器是可编程的,可以通过配置N分频器与R分频器实现输出频率的快速扫描。与此同时,根据相关公式,可以计算出三阶无源环路滤波器的近似参数值,所设计的环路滤波器具有300 kHz的环路带宽以及55的相位裕度。最后,整个基于数字锁相环技术实现的射频源通过仿真、硬件实现以及测试。测试结果显示,射频源的相位噪声为-74.02 dBc/Hz@300 Hz,符合芯片级原子钟射频源的设计要求。     

基于声表面波技术实现数字微流体多基片间输运

建立了声表面波实现多基片间输运微流体的新方法.由3个128(0)YX-LiNbO3压电基片组成,一个基片为接口基片,另两个为工作基片,每个基片光刻一个中心频率为27.5 MHz叉指换能器和一个反射栅.采用微量进样器将待输运的数字微流体进样到工作基片2,调节接口基片使得其与工作基片2位于同一高度,并使其间隙尽可能小,在工...     

微全分析系统在环境污染物检测中的研究与应用

环境污染物的高效检测是分析领域关注的焦点,微全分析系统(μTAS)为现代环境监测提供了良好的技术平台和新的技术途径.本文综述了近年来μTAS在小分子环境样品检测和分析方面的研究进展,重点针对有机磷类、含硝基化合物、酚类、氨基甲酸酯类、芳香胺等有机污染物,各类阴离子和金属阳离子等无机污染物,氮氧化物、二氧化硫、硫化氢、甲...     

用于单分子动力学实验的微流控混合器

设计制作了用于单分子动力学实验的微流控混合器, 该混合器用聚二甲基硅氧烷(PDMS)芯片和石英载玻片密封而成, 具有低的荧光背景, 广泛的生物相容性, 结合激光共聚焦显微镜能够在非平衡态下进行单分子荧光探测. 我们设计的压力控制系统和进样流路方便而稳定, 保证了微流路中流形的长时间稳定, 从而实现了样品流速和流量的精准控制. 这些技术特点保证了单分子探测得到准确和高信噪比的结果. 利用蛋白质的塌缩过程远快于混合过程的特点,采用荧光标记的金黄色葡萄球菌核酸酶作为指示物,分辨出蛋白质变性态的特征峰,并利用变性态的荧光共振能量传递效率随时间的变化表征出混合器在适合于单分子探测条件下的混合时间为150 ms.     

基于液滴微流控接口的高效液相色谱-毛细管电泳二维分离平台初探

蛋白质组体系的高度复杂性需要更高分辨率的多维分离技术。近年兴起的液滴技术在微纳尺度样品操控方面具有微体积、低扩散、无返混等独特优势,有望为多维分离平台的接口提供解决方案。通过采用不同结构的液滴微流控芯片可以实现“液滴生成”与“油相排除”功能,进行样品由连续流-非连续流-连续流的高效转移,将不同的分离模式进行二维耦联。本研究利用液滴作为接口技术耦联高效液相色谱与毛细管电泳构建二维分离系统,以蛋白质降解的复杂多肽混合物为样品,考察了液滴接口二维分离平台的可行性和有效性,并获得3000以上的峰容量,初步展示了该接口技术在多维分离分析领域的应用潜力。     

基于微流控芯片的色谱系统的研究进展及其应用

近年来,基于微流控芯片的色谱技术研究取得了快速发展。本文对微流控芯片上色谱柱的加工方法、泵阀驱动控制装置的设计、集成及联用色谱系统的研制及其应用等方面予以综述,涉及文献66篇。     

微流控芯片测定盐酸金刚烷胺片中的盐酸金刚烷胺

建立了微流控芯片非接触电导检测片剂中盐酸金刚烷胺的分析方法.对缓冲液和添加剂的种类及浓度、分离电压、进样时间等进行了优化.实验采用1 mmol/L HAc+2 mmol/L NaAc(pH 4.5)+0.1 mmol/LSDS的缓冲体系,于2.00kV的分离电压下进样10 s,在1 min内实现了盐酸金刚烷胺的快速检测...     

基于修正偶应力理论的Timoshenko微梁模型和尺寸效应研究

基于修正偶应力理论,将Timoshenko微梁的应力、偶应力、应变、曲率等基本变量,描述为位移分量偏导数的表达式.根据最小势能原理,推导了决定Timoshenko微梁位移场的位移场控微分方程.利用级数法求解了任意载荷作用下Timoshenko简支微梁的位移场控微分方程,得到了反映尺寸效应的挠度、转角及应力的偶应力理论解.通过对承受余弦分布载荷Timoshenko简支微梁的数值计算,研究了Timoshenko微梁的挠度、转角和应力的尺寸效应,分析了Poisson比对Timoshenko微梁力学行为及其尺寸效应的影响.结果表明:当截面高度与材料特征长度的比值小于5时,Timoshenko微梁的刚度和强度均随着截面高度的减小而显著提高,表现出明显的尺寸效应;当截面高度与材料特征长度的比值大于10时,Timoshenko微梁的刚度与强度均趋于稳定,尺寸效应可以忽略;材料Poisson比是影响Timoshenko微梁力学行为及尺寸效应的重要因素,Poisson比越大Timoshenko微梁刚度和强度的尺寸效应越显著.该文建立的Timoshenko微梁模型,能有效描述Timoshenko微梁的力学行为及尺寸效应,可为微电子机械系统（MEMS）中的微结构设计与分析提供理论基础和技术参考.     

电场诱导水的太赫兹透射特性研究

许多生物分子自身的转动、振动或分子团的整体振动模式都位于太赫兹波段内,因此可以利用太赫兹光谱技术对生物分子进行检测。同时又由于太赫兹波的光子能量仅为毫电子伏量级,不会对分子的内部结构造成破坏,所以太赫兹时域光谱技术在生物检测方面具有良好的应用前景。众所周知,绝大多数的生物分子只有在液体条件下才能发挥其生物活性,所以研究液体环境下生物分子之间的相互作用就非常必要。然而水分子的转动模式、振动模式以及和氢键有关的能量均处于太赫兹波段,从而对其产生强烈的吸收;另外,水分子为极性分子,而极性分子对太赫兹波有强烈的共振吸收,这就使利用太赫兹技术对生物分子活性进行动态表征产生了困难。因此在研究溶液中的生物分子与太赫兹波的相互作用时,最大限度地减小水分子对太赫兹波的吸收就成为近年来的研究热点。目前,减少水对太赫兹波吸收的主要方法有：在溶液样品中加入抑制氢键缔合的离子来减小水对太赫兹的吸收;通过改变溶液的温度来调节水对太赫兹的吸收;利用微流控芯片技术,通过减小被测样品与太赫兹波的作用距离来减小水对太赫兹波的吸收。另外,激光的激励、电场或磁场的处理,也能改变水对太赫兹波的吸收,将盛有去离子水的微流控芯片放于电场中,研究经电场处理不同时间的去离子水对太赫兹吸收强度的影响。结果发现,太赫兹波的透射强度随着去离子水在电场当中静置时间的增加而增强,当在电场中静置60 min时,太赫兹的频谱强度达到最大,与空气的频谱强度接近。由此可以推断外加电场使水分子的偶极矩发生了变化,从而对整体水分子的振动和转动产生了影响,并且改变了水中的氢键结构,导致了太赫兹透射光谱强度的增强。     

非线性系统的能控集与近似能控集的估计

本文讨论用李雅普诺夫函数方法对非线性系统的能控集与近似能控集进行估计。