TOT measurement implemented in FPGA TDC

Time measurement plays a crucial role for the purpose of particle identification in high energy physics experiments. With increasingly demanding physics goals and the development of electronics, modern time measurement systems need to meet the requirement of excellent resolution specification as well as high integrity. Based on Field Programmable Gate Arrays(FPGAs), FPGA time-to-digital converters(TDCs) have become one of the most mature and prominent time measurement methods in recent years. For correcting the time-walk effect caused by leading timing, a time-over-threshold(TOT) measurement should be added to the FPGA TDC. TOT can be obtained by measuring the interval between the signal leading and trailing edges. Unfortunately, a traditional TDC can recognize only one kind of signal edge, the leading or the trailing. Generally, to measure the interval, two TDC channels need to be used at the same time, one for leading, the other for trailing. However, this method unavoidably increases the amount of FPGA resources used and reduces the TDC's integrity.This paper presents one method of TOT measurement implemented in a Xilinx Virtex-5 FPGA. In this method,TOT measurement can be achieved using only one TDC input channel. The consumed resources and time resolution can both be guaranteed. Testing shows that this TDC can achieve resolution better than 15 ps for leading edge measurement and 37 ps for TOT measurement. Furthermore, the TDC measurement dead time is about two clock cycles, which makes it good for applications with higher physics event rates.     

内蒙古东升庙白垩系红层的近红外光谱分析

在内蒙古东升庙矿区西部采取白垩系红层岩心及地表风化土壤样,用近红外光谱分析技术对各个样品进行测试分析。结果表明,近红外光谱技术能通过矿物中各基团的特征吸收峰快速鉴别出矿物,东升庙矿区西部白垩系红层为泥质胶结主要由石英、长石、蒙脱石、伊利石、绿泥石、白云母等组成,其矿物组成主要受到上游物源区影响;其崩解主要为蒙脱石等粘土矿物吸水膨胀,失水收缩不均匀,使原有裂隙扩大并产生新的裂隙,导致强度降低,发生崩解;根据其粘土矿物的组合推测其风化过程中气候以寒冷干燥为主,风化过程主要为物理风化。研究结果一方面可以完善该矿区地质特征,另一方面表明在矿物光谱学的基础上,近红外光谱分析技术可以有效地分析土壤和岩石的矿物成分,从而论证了近红外光谱分析技术应用于土壤、岩石矿物的的快速分析可行性,表明了其在地质研究中的可行性,为以后的土壤、岩石研究提供新思路。     

STZ诱导大鼠1型糖尿病进行性脑萎缩的磁共振成像及组织化学研究

1型糖尿病(T1DM)是一种慢性代谢疾病,主要表现为胰岛素分泌量较正常情况下降,会对人体的多个器官和系统造成持续性的损伤．关于糖尿病的横向研究发现糖尿病患者相比于正常人存在着显著的脑萎缩,但关于糖尿病引起的脑萎缩随时间发生进行性改变的研究比较少见．实验采用腹腔注射链脲佐菌素(STZ)来诱导建立大鼠的1型糖尿病模型,运用磁共振成像(MRI)的方法对萎缩的脑区进行定位并在造模后12周和20周两个时间点对脑萎缩的程度进行对比分析,然后运用组织化学染色的方法观察在MRI上出现进行性萎缩的脑区中的神经元所发生的病理改变．MRI的结果表明：STZ诱导的T1DM大鼠相比于正常对照组大鼠出现了显著性的全脑体积、灰质体积和白质体积的萎缩,并且在多个白质脑区和灰质脑区均出现了萎缩程度随着病程的延长而逐渐加重．组织化学染色的结果发现,STZ诱导的T1DM大鼠相对于正常对照组大鼠在体感皮层、运动皮层和海马CA3区,均出现明显的神经元萎缩现象．     

酚化合物对胰岛素淀粉样纤维化的抑制作用

采用牛胰岛素作为模型多肽分子, 对几种结构相近的简单多酚的抗多肽淀粉样纤维化作用进行了研究. 结果表明, 邻苯二酚和对苯二酚对胰岛素纤维化具有抑制作用, 并通过形成醌中间体对多肽链进行修饰, 与对苯醌作用类似; 而苯酚和间二苯酚在相同条件下, 既不能修饰多肽也无抑制纤维化作用. 在无氧条件下, 邻苯二酚和对苯二酚对胰岛素纤维化的抑制作用明显降低, 说明酚化合物经氧化形成的醌中间体是其抗胰岛素纤维化的主要活性结构.     

β-硝基苯乙烯衍生物与二溴海因高度区域选择性氨溴加成反应

以β-硝基苯乙烯衍生物为底物, 二溴海因为氮源/卤素源, 乙腈作溶剂, 建立了碳碳双键上高度区域选择性氨溴加成反应新体系. β-硝基苯乙烯衍生物与二溴海因在室温无水碳酸钠催化下反应, 可高收率获得邻位氨溴加成产物, 最高收率达97%; β-甲基-β-硝基苯乙烯衍生物在氢氧化钾催化下回流反应, 也可高收率得到邻位氨溴加成产物, 最高收率达95%. 实验结果表明, 对于硝基苯乙烯衍生物, 当苯环4-位具有强供电子基团如CH₃O时, 可以得到单一的α-氨基-β-溴加成产物, 但其收率相对较低; 当硝基苯乙烯衍生物的苯环4-位有强吸电子基团如NO₂时, 反应收率则很高. 这一实验结果证明β-硝基苯乙烯衍生物(缺电子烯烃)与二溴海因的氨溴加成反应具有亲核加成的特征. 本文共考察了20种不同结构的β-硝基苯乙烯衍生物的氨溴加成反应情况, 其产物结构经核磁共振波谱及质谱分析确证, 并提出了可能的反应机理.     

功能性离子液体在金属萃取分离中的研究进展

近年来,离子液体在金属萃取领域的研究受到广泛关注,主要集中在两个方面,一是疏水性离子液体作为“绿色”溶剂用于金属离子萃取;二是带有官能团的功能性离子液体作为萃取剂用于金属离子萃取,其中,后者是目前研究的热点。 本文主要对近年来功能性离子液体萃取分离放射性金属、重金属和稀土金属等研究进行综述,并对其未来发展进行了展望。     

环己基(三甲基硅基亚甲基)锡二芳香酸酯的合成、结构和抗癌活性

采用环己基(三甲基硅基亚甲基)二氯化锡和芳香酸(物质的量比1:2)在三乙胺存在下,合成了8种新的混合二烃基锡化合物环己基(三甲基硅基亚甲基)锡二芳香酸酯。 通过IR、¹H NMR、¹³C NMR和元素分析等技术手段对它们的结构进行了表征;部分化合物的生物活性测定初步结果表明,它们对肺腺癌细胞(A549)有较好的体外抗癌活性,抑制率均在75%以上。     

硝酸对N,N-二甲基羟胺γ-辐解及液态辐解产物的影响

N,N-二甲基羟胺(DMHA)是用于动力堆乏燃料后处理U与Pu和Np分离的新型无盐还原剂, 本文研究了硝酸对DMHA γ-辐解及液态辐解产物的影响. 研究结果表明: 在U、Pu分离循环和Pu纯化循环的辐照剂量下, 在0.3-1.0 mol·L^-1的硝酸溶液中, 0.1 和0.5 mol·L^-1 DMHA具有较好的辐照稳定性. 当吸收剂量为5-25kGy时, DMHA硝酸溶液的液态辐解产物主要有单甲基羟胺、甲醛、甲酸和亚硝酸. 有机物的浓度远远高于亚硝酸浓度, 且随着剂量和硝酸浓度的增加而增大. 对于相同的硝酸浓度和剂量, 0.1 mol·L^-1 DMHA辐解产生的一甲基羟胺的浓度高于0.5 mol·L^-1 DMHA, 但前者辐解产生的甲醛浓度低于后者; 当硝酸浓度较高时, 0.1 mol·L^-1 DMHA辐解产生的甲酸浓度高于0.5 mol·L^-1 DMHA. 亚硝酸浓度与硝酸浓度及剂量的关系取决于起始DMHA和硝酸浓度.     

盐水溶液中离子与丙氨酸极性基团间的作用对丙氨酸缔合的影响:密度泛函理论与分子动力学模拟

采用密度泛函理论和经典分子动力学模拟研究了盐水溶液中Na⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cl^-与丙氨酸分子间的相互作用对丙氨酸分子缔合的影响. 密度泛函理论的计算结果显示丙氨酸分子与Na⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cl^-之间的相互作用可增强其电荷分离. 经典分子动力学模拟结果显示在水溶液中两性离子形式的丙氨酸存在三种缔合结构.盐水溶液中, 阳离子、阴离子与丙氨酸间的相互作用均能一定程度上减弱丙氨酸分子的缔合. 但是阳离子与丙氨酸间的相互作用明显受离子水合作用的影响. 由于Cu²⁺水合作用较强, 虽在气相中Cu²⁺与丙氨酸分子之间相互作用明显比Na⁺强, 但是在水溶液中则情况刚好相反. 在ZnCl₂稀溶液中, Zn²⁺与丙氨酸间的相互作用被其第一水合壳层隔开. 但这种相互作用仍能明显影响丙氨酸分子的缔合, 这与Zn²⁺的水合壳层特征有关. 另外, 离子与丙氨酸之间的相互作用, 不仅会削弱丙氨酸的缔合, 也可导致丙氨酸分子间的缔合结构发生转变. 离子浓度也会影响其与丙氨酸分子间的缔合形式以及丙氨酸的缔合结构.     

烷基链长及肽链电荷分布对脂肽双亲分子自组装及水凝胶化的影响

为阐明脂肽分子烷基链长及肽链电荷分布对其自组装及水凝胶化的影响, 设计合成了C_nV₃K₂ (n=12, 14, 16) 和C_mKV₃K (m=14, 16)两个系列的脂肽分子. 原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)结果表明, 两个系列的脂肽分子都可以自组装成一维纳米带结构. 圆二色(CD)光谱结果表明, C_nV₃K₂系列自组装体的二级结构为β折叠; C_mKV₃K系列自组装体中包括α螺旋和β折叠两种二级结构, 其中C14KV3K的α螺旋结构较多, C16KV3K的β折叠结构占优. 烷基链疏水作用的增强会抑制β折叠结构侧向堆积, 使纳米带随烷基链的变长而变窄; 电荷分布于肽链部分的两端有利于纳米带结构的侧向生长. 流变性测试结果表明, 在浓度10 mmol·L^-1、pH 8.4下, 脂肽分子可以形成自支撑水凝胶, 相比烷基链长度, 肽链部分的电荷分布对水凝胶性能影响更大.