液氩探测器在稀有事例探测中的应用和发展

稀有事例探测是近几年热门的粒子物理前沿课题,如暗物质、无中微子双贝塔衰变、中微子-核子相干弹性散射等实验都在逐渐被规划和实施.进行稀有事例探测要求探测器有极佳的性能,同时对环境本底有很高的要求,因此探测器和相关材料的选择是稀有事例探测的一个重要课题.液氩因为成本低、闪烁性能好、体积限制较小等优势成为稀有事例探测器的一种重要介质.经过几十年的发展,单相液氩闪烁体探测器和两相氩时间投影室成为两种常见的液氩探测器类型,并开始被国内外各实验组应用于稀有事例探测实验中.本文首先对两种常见的液氩探测器的原理和特性进行介绍,然后详细介绍国内外相关稀有事例探测实验组对液氩探测器的研究和应用现状以及未来规划,最后讨论未来液氩探测器在稀有事例探测中的应用前景和优化方向.     

光子晶体传感器对溶液折射率和浓度的测量

为了得出光子晶体缺陷透射峰位置与溶液折射率及溶液浓度的关系,从而得知溶液的折射率和溶度之间的关系。本文构造了(AB)~NC(AB)~N型的一维光子晶体模型,采用时域有限差分法对该一维光子晶体的透射光谱做了数值模拟和分析。结果表明,蔗糖溶液折射率和浓度与光子晶体透过峰位置之间为严格的线性关系,光子晶体缺陷模透射峰位置随溶液浓度百分比的改变而变化。该溶液测量方法的溶液折射率测量灵敏度高达498.087 nm/RIU。这为光子晶体溶液折射率及浓度测量传感器的设计制作提供了参考,有助于该溶液浓度检测传感器在实际应用中的推广。     

基于壳聚糖衍生物的蛋白质药物载体材料的制备及性能

在离子液体均相体系中合成了一种新型两亲性窄分子量分布的低聚壳聚糖衍生物月桂基-琥珀酰化壳聚糖(LSCOS). 以LSCOS为载体材料, 以牛血清蛋白(BSA)为模板蛋白, 以戊二醛为交联剂, 用油包水(W/O)乳化交联法制备了包载BSA的BSA/LSCOS缓释载药微球. 通过扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)及紫外-可见光谱(UV-Vis)研究了BSA/LSCOS比率和戊二醛/LSCOS比率对微球的形貌结构、 包埋率、 载药率和体外药物释放特性的影响. 结果表明, 在离子液体中合成的LSCOS包覆了BSA, 形成的微球粒径约为1 μm, 微球表面随BSA用量的增加变得光滑, 随戊二醛用量的增加变得粗糙. BSA的累积释放率与BSA包载量成正比, 与交联剂添加量成反比, 因此, 可通过控制蛋白质药物的添加比率和交联剂用量来控制蛋白质药物体外释放率.     

Developing cold-resistant high-adhesive electronic substrate for WIMPs detectors at CDEX

Herein we report a prototypical electronic substrate specifically designed to serve the weakly interacting massive particles(WIMPs)detectors at the China Dark Matter Experiment(CDEX).Because the bulky high-purity germanium(HPGe)detectors operate under liquid-nitrogen temperatures and ultralow radiation backgrounds,the desired electronic substrates must maintain high adhesivity across different layers in such cold environment and be free from any radioactive nuclides.To conquer these challenges,for the first time,we employed polytetrafluoroethylene((C2F4)n)foil as the base substrate,in conjunction with ion implantation and deposition techniques using an independently developed device at Beijing Normal University for surface modification prior to electroplating.The remarkable peeling strengths of 0.88±0.06 N/mm for as-prepared sample and 0.75±0.05 N/mm for that after 2.5-days of soaking inside the liquid nitrogen were observed,while the regular standards commonly require 0.4 N/mm^0.6 N/mm for electronic substrates.     

毛细管电泳-限制性片段长度多态性分析检测胃癌H-ras基因点突变

建立一种毛细管电泳快速高效检测限制性内切酶酶切产物的方法, 使其更好地用于基因诊断. 以甲基纤维素(Methyl cellulose, MC)为筛分介质, 用pUC19 DNA/Msp I (Hpa II) Marker标准DNA片段为实验对象, 通过考察筛分介质的浓度、pH值、毛细管的温度和运行电压优化出分离小于600 bp的双链DNA片段的最适条件, 并将此方法应用于临床59例胃癌患者肿瘤组织H-ras基因12位密码子点突变情况的检测. MC是一种良好的筛分介质, 运用其进行毛细管电泳对于遗传性疾病的诊断将更加快速、准确、简便、灵敏.     

板状材料上加强筋的几何形状对兰姆波透射特性的影响

为研究板状材料上加强筋结构对兰姆波透射特性的影响,通过有限元仿真和实验的方法,结合兰姆波频散曲线和二维傅里叶变换分析方法,研究了不同几何形状的加强筋结构对兰姆波垂直入射时的透射特性。仿真与实验的结果表明:加强筋结构会对兰姆波产生梳状滤波器效应,即同一几何形状的加强筋对不同频率的兰姆波透射程度不同;梳状滤波器的通带带宽和通带个数受到加强筋几何形状的影响;随着加强筋高度的增加,梳状滤波器的通带带宽变小且通带个数增加;随着加强筋厚度的增加,梳状滤波器的通带带宽和个数并不呈现单调变化;对于同一高厚比的加强筋,随着加强筋体积的变大,梳状滤波器的通带宽变小且通带个数增加。该研究结果可用于指导利用兰姆波对具有加强筋结构的板状材料进行结构健康监测和无损检测时兰姆波有效频率的选择,从而提高兰姆波能量的利用率和信号的信噪比。      

毛细管电泳检测肺癌基因突变的方法学研究

建立了一种毛细管电泳快速高效检测聚合酶链反应(PCR)扩增产物以及限制性内切酶酶切产物的方法,使其更好地用于基因诊断.以聚环氧乙烷(poly(ethylene oxide),PEO)为筛分介质,用涂层的毛细管柱(37 cm×75 μm,有效长度27 cm)分离pUC19 DNA/MspⅠ(HpaⅡ) Marker标准DNA片段.考察了筛分介质的质量浓度、pH值、毛细管柱的温度和运行电压.在1×TBE (pH 8.2)电泳液、电压15 kV、温度15 ℃,于10 min内成功分离了Marker标准DNA片段.该方法快速、灵敏、准确,用于临床76例肺癌患者正常组织和肿瘤组织p53基因和ras基因点突变情况的检测,结果满意.     

毛细管电泳-限制性片段长度多态性快速检测胃癌组织中P53基因点突变的方法

为建立毛细管电泳快速高效检测小于70bp双链DNA的方法。对毛细管电泳过程中的各参数进行了考察,最终得到最佳分离体系(筛分介质浓度8%,添加剂甘露醇浓度8%,pH6.5,温度15℃,电场强度275V/cm),并将该体系用于临床59例胃癌患者肿瘤组织基因248位、249位密码子点突变情况的检测,30min之内同时检测了两个密码子位点的突变情况,实现了35bp和40bpDNA片段的基线分离,且分离度较高(1.642),初步建立了快速、高分辨诊断胃癌的方法。     

重离子束治疗肿瘤临床研究

文章综述了重离子束在物理学、生物学、临床治疗等方面的优势,以及在放射生物学方面的基础实验研究内容。分析总结了国内外重离子束辐照治疗肿瘤的临床研究结果。其中,日本已接受治疗了约6 000 名不同类型的肿瘤患者,并取得较高的局部控制率和生存率;德国在头颈部肿瘤临床治疗方面取得了巨大的成功;在兰州重离子研究装置(HIRFL) 肿瘤治疗终端上,中国科学院近代物理研究所联合甘肃省肿瘤医院及兰州军区总医院对肿瘤患者的重离子治疗已进入临床试验阶段。甘肃省肿瘤医院治疗结果显示:43 例患者通过影像学检查评价疗效,客观有效率(CR+PR)为71.4%,主要急性放射损伤为1-2 级皮肤反应(红斑形成和脱皮),发生率为61.9%,治疗1 个月后随访结果显示重离子束(12C6+)对深部肿瘤具有较好的局部控制作用,且无严重不良反应发生。This article reviews the advantages of heavy ion in physical, biological and clinical aspects, discusses the radio-biological basis of experiment research, and summarizes clinical results of heavy ion beam treatment on tumor at home and abroad. Japan has accepted and treated about 6000 cancer patients of different types with high local control rates and survival ones. Germany has achieved great success in head and neck tumor clinical treatment. Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences (IMP-CAS), Tumor Hospital of Gansu Province and Lanzhou General Hospital of PLA have begun clinical trial on heavy ion treatment of deep-seated tumors after the shallow-seated tumor therapy has been done at HIRFL (Heavy Ion Research Facility in Lanzhou). The treatment results of Tumor Hospital of Gansu Province show that the objective response rate (CR+PR) is 71.4% and the rate of 1-2 levels radiation injury to skin reactions (erythema and desquamation) is 61.9% when we evaluate the 43 patients by means of maging. The results of case follow-up after treatment in 1 month indicate that the deep-seated tumor therapy with heavy ion beam has high local control rates without severe adverse effect.     

石墨烯掺杂碳气凝胶粉体的制备及电磁干扰性能

采用溶胶-凝胶、 超临界干燥及高温裂解技术制备了不同石墨烯掺杂量的碳气凝胶(G-CA)粉体材料, 通过控制材料的组成和微观结构, 制备了密度仅为0.0093 g/cm³的低密度高导电性气凝胶粉体. 将G-CA粉体布撒在空气中, 测试其对毫米波、 可见光和红外光的衰减性能. 结果表明, 相对于纯碳气凝胶和纯石墨烯气凝胶, G-CA粉体对3种波段的电磁波的衰减性能大幅度提高. 其中石墨烯/掺杂量为7%的碳气凝胶(7%G-CA)在布撒初期和布撒20 min后, 对红外光和可见光均具有97%和94%以上的遮蔽率; 对于毫米波, 在布撒初期和布撒10 min以后, 分别具有75%和65%以上的遮蔽率. G-CA粉体具有良好的分等级微纳米结构及高导电性和超低密度, 该微观结构与组成的协同作用使其呈现出优异的多波段、 长时有效的电磁干扰性能, 有望扩展和延伸传统烟幕材料的应用范围.