P507(K)-醇-正庚烷-水四组分微乳液体系的结构参数

根据球状模型并结合稀释法求得了P507(K)-醇(正戊醇、正己醇、异戊醇、异己醇)-正庚烷-水四组分微乳液的结构参数：水内核半径R_w、颗粒有效半径R_e、界面层厚度l、颗粒平均聚集数、颗粒总数N_d以及分散相所占总界面面积A_d。结果表明，R_w与ω(水与表面活性剂摩尔数之比)成线性关系。由直线的截距还求得P507(K)极性头的水化层厚度为0.58 nm。     

基于双弹光级联差频调制的波片参数测量研究

为了实现对波片快轴方位角和延迟量参数快速、高精度测试,提出了一种基于双弹光级联差频调制的波片参数测量方案。选用两个工作频率不相同的弹光调制器级联,构成偏振分析测量装置。波片的两个参数被加载到偏振分析装置的调制信号中,采用数字锁相技术同时提取调制信号的基频项和差频项,然后完成波片全部参数求解。按照原理分析,搭建了实验系统,并完成了系统初始偏移值定标,完成了632.8 nm的1/4波片,532 nm的1/4波片和1/2波片实验测量。实验结果表明,本文方案的快轴方位角测量最大偏差为0.2°,角度测量标准偏差为0.02°;波片的相位延迟量标准偏差优于5.64×10^-4 rad,单点数据测量时间仅为200 ms。考虑到波片材料的双折射色散,根据检测激光波长下测量的相位延迟量,进一步计算出应用波长的波片延迟量。测量值与理论值最大偏差不超过1.17 nm,延迟精度优于λ/300。本文方案实现了高速、高精度和高灵敏的波片参数测量,可为波片加工测试和实验定标提供有效手段。     

热解析低温等离子体电离源用于糯高粱中农药残留的快速筛查

本研究设计并搭建了一套热解析低温等离子体电离源(TD-LTP),与质谱联用实现了糯高粱中农药残留的快速和高灵敏检测.TD-LTP由热解析装置和低温等离子体放电源两部分组成,农药残留样品首先在热解析进样器内汽化,再由载气载带进入等离子体区域被电离.热解析进样器使LTP产生的气相等离子体与样品之间的气-固或气-液相互作用转变为气-气相互作用,大大提高了难挥发样品(如农药)的电离效率;电离源与质谱进样口之间采用同轴连接,提高了离子的利用率和传输效率.与传统的LTP电离源相比,TD-LTP电离源的灵敏度提高了8倍以上,稳定性提高了4倍.本研究对热解析低温等离子体电离源的各参数进行了优化,并与自制的矩形离子阱质谱相结合,研究了12种农药在该电离源下的特征离子.最后,将此电离源与商品化的三重四极杆质谱仪联用,对糯高粱样品中的12种农药残留进行了快速筛查,结果表明,本方法灵敏度高,可以满足食品安全国家标准规定的谷物中农药残留最大限量检测要求.     

硅材料的场致线性电光效应

从经典的极化理论出发,分析了直流电场、低频调制电场和光波电场共同存在时硅材料折射率的变化,从理论上揭示了场致线性电光效应的物理实质.以近本征硅材料为样品,采用金属-绝缘体-半导体样品结构,搭建了由塞纳蒙(Senarmont)补偿器改进成的横向电光调制系统.在硅材料空间电荷区内观测到显著的线性电光调制效应,系统的半波电压小于170 V,从实验上直接证实了硅材料中内建电场诱导的场致线性电光效应的存在.此外还观测到由克尔效应引起的二次电光凋制信号.以及由场致光整流效应引起的、随线偏振光的方位角的二倍余弦变化的电信号.实验结果与经典极化理论的预期完全一致,也间接证实了硅材料中场致线性电光效应的存在.     

基于逆向空间偏移拉曼光谱分析技术的无损药物检测方法研究

发展新型药物检测技术不仅能够杜绝假药对健康和生命的危害,更可以避免假药对社会道德和商业风气等产生不良影响。该研究工作,通过建立逆向空间偏移拉曼光谱（SORS）实验装置,克服了传统拉曼探测深度有限（约几百微米）的应用瓶颈,以无损、非接触的方式,克服不/半透明容器光学背景对光谱测量结果产生的影响,实现多种空间偏移量（Δs）条件下,样品特征光谱信息检测与分析,为开发基于逆向SORS技术的新型药物检测方法奠定实验基础。实验装置搭建过程中,采用785 nm半导体激光器与WITec UHTS300型拉曼光谱仪构建逆向SORS光谱分析装置。通过使用准直光束照射锥透镜形成环形激发光斑,并控制锥透镜与样品之间的距离,实现Δs连续可控变化。利用所搭建的光谱检测装置,分别测量聚乙烯方瓶（厚度为1.5 mm）和聚四氟乙烯离心管（厚度为4 mm）内对乙酰氨基酚和甲硝唑的拉曼特征光谱。利用环形光束照射会抑制容器峰强度这一特点,选取容器拉曼特征峰作为标准峰,分别对点光斑（Spot）和环形（Ring）光斑测量结果进行归一化处理,并将其强度相减（Ring-Spot）,得到逆向SORS光谱测量结果。实验结果表明,逆向SORS光谱检测方法能够克服表层容器光学背景对测量结果产生的干扰性因素,真实反映不/半透明容器内样品的分子指纹光谱信息。在实验测量范围内,当环形光束半径增大1倍时,聚乙烯方瓶内对乙酰氨基酚拉曼特征峰强度增大6倍,而聚四氟乙烯离心管内的甲硝唑各特征峰强度增强1倍。以上实验结果表明,逆向SORS技术能够准确检测不/半透明容器内,或有漫散射介质覆盖的样品深层化学成分的指纹光谱。通过提高系统信噪比并优化系统结构与功能,在建立小型化、集成化检测系统的条件下,逆向SORS技术可与现有的多种药物检测技术相互补充,发展成一种快捷、准确、操作简便的新型药物检测手段。     

基于连续激光的纳米结构研制

基于激光受激辐射损耗原理的远场光学超分辨成像技术,当圆形入射高斯激光经过涡旋相位板调制后,将转变为中心光强为零的圆环形光束,该形状的激光束与光敏聚合物作用,能够制备出具有一定功能的纳米结构。介绍了自主搭建的基于圆环连续激光光源的激光直写系统,以及利用该系统研制的复合纳米结构。当光源为532 nm连续激光输出时,与正性光刻胶作用,得到直径 < 50 nm的纳米柱复合结构,以及整齐均匀的纳米柱阵列结构;与负性光刻胶作用,得到直径 < 100 nm的纳米通道,以及整齐均匀的中央有纳米通道的微米柱复合结构阵列。当光源为405 nm连续光纤激光时,与正性光刻胶作用,也得到了直径小至153 nm的纳米柱复合结构及其阵列。这些纳米结构的基本单元尺寸都突破了光学“阿贝衍射极限”的限制,具有实用潜力。     

光谱分析法测量血液中二价铁离子的含量

研究内容采用经典的吸收光谱和光谱分析方法,应用化学手段,使用邻菲咯啉作为显色剂获得不同的二价铁离子浓度的溶液,进行光谱探测,采用高斯拟合并在线性分析基础上解得二价铁离子的浓度。文章提出的二价铁离子测量方法是在三价铁离子测量方法基础上进行了优化设计,使得人体活性血红素的测量可以在纯血中直接测量,比传统的测量方法更加精确,有助于测量血铁方法的改进,具有潜在的实用价值。     

双弹光级联的差频调制型应力双折射测量

针对光学材料、光学元件的快速、高精度应力测试评估需求，提出了一种基于双弹光级联差频调制的应力双折射测量方案。应力双折射延迟量和快轴方位角信息被加载到差频弹光调制信号中，运用数字锁相技术同时提取弹光调制的差频信号和基频信号，进一步求解出应力双折射延迟量和快轴方位角。对该新方案的原理进行了分析，并搭建了实验系统，对系统初始偏移值进行了实验定标。采用Soleil-Babinet补偿器完成了测量精度和重复性测试，并完成了施加应力样品的应力双折射测试。实验结果表明，该系统的延迟量测量精度为2.3%，延迟量测量重复性为0.032 nm，双折射测量重复性为0.17 nm/cm。此外，单数据点测量时间不超过200 ms。     

解旋酶Sen1行走机制的研究

转录终止是调节基因转录过程的重要步骤,关系到基因表达调控过程的正常进行和基因组的稳定性.酵母体系中,Sen1是一种解旋酶,通过水解腺苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)获得能量来行使在核酸底物上的一维运动,进而实现转录终止功能.然而,Sen1的这种运动机制与转录终止功能的关联,目前尚未清晰的表征.本文应用凝胶电泳迁移方法表征Sen1解旋双链DNA和结合单链DNA的能力,并且发现单个Sen1分子能够结合≤24 nt(nucleotide,nt)的单链DNA;进一步,在提供ATP的条件下,应用单分子荧光共振能量转移技术表征了Sen1在单链DNA上的行走功能,其行走速率随ATP浓度变化而变化,符合经典米氏动力学模型;考虑单链DNA底物的长度,可以估算出Sen1的行走速率约为70 nt/s.这些研究结果定量表征了Sen1的行走速率,为理解真核转录终止机制提供了分子马达运动方面的实验数据.     

基于多变量光谱数据分析方法的乳腺癌血清拉曼光谱特征研究

相比于细胞、组织等其他病理诊断样品，血液样本更易临床采集，其生化构成变化常表现于医学影像学检测到的临床症状出现之前，更有利于实现恶性疾病的早期筛查与诊断。拉曼光谱(RS)技术，具有快速、无标记、无损、非侵入等检测优势，且可获得特异性的生物分子结构和物质组成信息，在临床血液样品(血浆、血清)的癌变诊断检测中具有重大的应用前景。本工作采用显微拉曼光谱检测技术，在分析不同病变阶段(健康，早期癌变和晚期癌变)乳腺癌血清样品生化组成信息基础上，结合主成分分析(PCA)与线性判别分析(LDA)、支持向量机(SVM)和偏最小二乘算法(PLS-DA)等多变量光谱分析手段，构建光谱特征归类鉴别模型；并采用留一交叉验证方法(LOOCV)评估、比较这些模型的灵敏度、特异性和准确率，探索基于血清拉曼光谱的乳腺癌诊断方法。研究工作在观察血清类胡罗卜素成分共振拉曼光谱现象基础上，进一步分析了乳腺癌病理演进过程中血清样品蛋白质与脂类光谱特征变化。此外，利用多种光谱数据模型，在提取、识别更具代表性的分子光谱特征信息后，实现了较为准确的血清特征光谱信息鉴别分析。其中，PCA-LDA模型的分类准确率达99%; PCA-S...