快速蒸发电离质谱技术及其应用研究进展

近年来,原位电离质谱技术成为质谱分析领域的研究前沿和热点。快速蒸发电离质谱技术源于外科手术中的手术烟雾现象,自2009年报道以来,作为一种新型原位电离质谱技术已被广泛应用于医学、微生物鉴定、食品真伪鉴别、代谢物研究、药用植物成分鉴定等领域。该技术通过电离切割组织或其他生物样品产生的含丰富特定区域生物特征的气溶胶,对其进行原位、在线、实时、快速质谱分析。该文阐述了快速蒸发电离质谱技术的发展历程、电离机制及工作原理,并对其在不同领域的应用研究进展进行了综述,可为相关领域研究人员提供科研思路和技术参考。     

含三氟乙酰苯基喹啉配体的铱配合物的合成及其电致发光性能

通过2-(4'-三氟乙酰苯基)-4-苯基喹啉(tfapqH)与三氯化铱反应生成了二氯桥中间体,然后用吡啶-2-甲酸(picH)解离得到双环金属铱配合物Ir(tfapq)₂pic。Ir(tfapq)₂pic在二氯甲烷中的发光波长为584 nm,量子产率约为0.846,磷光寿命为1.211 μs,比没有三氟乙酰修饰的铱配合物波长蓝移的10 nm,量子效率提高了约5%,磷光寿命降低了0.286 μs,辐射跃迁加快,半波宽度降低了约26%,色纯度提高。其HOMO能级为-5.405 eV,LUMO能级为-3.277 eV,能级相对于未修饰的配合物都有所降低,且HOMO降低更明显,总的效果是能级差增加。Ir(tfapq)₂pic 10%的热失重温度为301 ℃,比未修饰铱配合高近50 ℃。当Ir(tfapq)₂pic以2%质量浓度掺杂于PVK-PBD中做成电致发光器件时的效率最高,电致发光波长为594 nm。器件的启明电压为7.3 V,最大亮度为8 571 cd·m^-2,最大外量子效率为12.65%,对应的流明效率为22.14 cd·A^-1。色坐标是(0.58,0.40)。     

稀薄气体动力学现状

自从1946年钱学森的开创性文章发表以来,对稀薄气体动力学的兴趣主要在于高速稀薄气体对物体绕流的空气动力学问题。二十余年来这门学科发展很快,直到最近其发展势头仍未减弱,这点从历届稀薄气体动力学国际会议的情况也可以看出来(其中第七次会议文集未到,仅见会议较详介绍,第八次1972年夏刚刚开过)。会议文集     

LABVIEW下冲击试验测试信号分析模块的设计

根据GJB冲击环境试验测试要求,介绍LABVIEW平台下两类典型冲击信号分析模块的设计方法,主要讲述利用多图层叠加编程技术实现GJB150.18-1986标准规定的半正弦波与后峰锯齿波动态套容差曲线分析模块的设计以及利用递归算法实现冲击响应谱分析模块的设计。其次,采用资源DLL封装技术对LABVIEW编程实现的冲击信号分析模块进行封装,在其他编程语言中调用DLL实现冲击信号分析模块在其他编程语言中的功能链接。实践表明,LABVIEW图形化编程技术可快速实现两类冲击信号分析模块的设计,将高速数据采集模块与冲击信号分析模块集成,可有效完成冲击试验测试与信号分析处理任务。     

一种新的航天器外露介质充电模型

为综合考虑高能电子辐射与周围等离子体对航天器外露介质充电的影响,在航天器内带电模型的基础上,通过添加边界充电电流来考虑等离子体与航天器介质表面的相互作用,并统一参考电位为等离子体零电位,建立了航天器外露介质充电模型,给出了新模型的一维稳态解法,并与表面充电模型和深层充电模型进行了对比分析.结果表明:新建模型能够综合考虑表面入射电流、深层沉积电流和传导电流对充电的耦合作用过程,实现外露介质表面和深层耦合充电计算,有利于全面评估航天器外露介质的充电问题.     

基于高光谱技术的土壤水分无损检测

利用高光谱成像仪(光谱范围400～1 000 nm)对土壤含水率进行了无损检测。比较了208个土样不同天数下土壤含水率与光谱变化、不同质量含水量光谱的差异；对比分析了不同光谱预处理方法、不同方法提取特征波长、采用多元线性回归(multiple linear regression，MLR)、主成分回归(principal component regression，PCR)与偏最小二乘回归(partial least squares regression，PLSR)建模，优选出最佳模型。结果表明：光谱曲线的反射率随着土壤含水率的增加而减小。当超过田间持水率时，光谱曲线的反射率会随着土壤含水率的增加而增大。对比分析了不同预处理方法，近红外波段优选出单位向量归一化预处理方法。采用无信息变量消除法(UVE)、竞争自适应加权采样(CARS)、β系数法、连续投影算法(SPA)方法提取特征波长为49，30，5和7。为了减少数据冗余，对UVE与CARS提取的特征波长进一步采用SPA方法进行特征提取，UVE+SPA，CARS+SPA提取特征波长数分别为5和8个。在此基础上，利用MLR，PCR和PLSR方法对400～1 000 nm范围的特征波长建立模型，对比分析不同建模效果，优选出β系数提取的特征波长的MLR模型。最优的特征波长为411，440，622，713和790 nm，最优模型的预测相关系数R_p=0.979，预测均方根误差RMSEP为0.763。因此，今后可采用不同波段对土壤含水率进行定量分析。     

基于双极性铼配合物的低浓度淬灭电致发光器件

合成了一种含双极性9,9-双(9-乙基咔唑-3-基)-4,5-二氮芴(ECAF)配体的新型三羰基铼配合物Re(CO)3(ECAF)Cl,通过核磁共振氢谱及高分辨质谱对其结构进行了确定。以含有4,5-二氮-9,9-螺二芴(SB)配体的铼配合物Re(CO)3(SB)Cl作为参比物,对比研究了其热稳定性及光电性能。结果表明,与参比物的分解温度(366℃)相比,配合物Re(CO)3(ECAF)Cl有极好的热稳定性(热分解温度419℃)。由于富电子咔唑基团导致的能隙增大,相比参比物的发光波长(572 nm),Re(CO)3(ECAF)Cl的发光波长蓝移至565 nm。Re(CO)3(ECAF)Cl的发光量子效率(39%)稍高于参比物(37%)。以旋涂法制成电致发光器件后,基于Re(CO)3(ECAF)Cl器件的最佳掺杂浓度(质量分数)高达30%,是基于参比物器件的2.4倍,而且开启电压低至2.9 V,明显比参比物器件的4.0 V低,说明ECAF配体能有效抑制发光浓度淬灭,且明显改善了铼配合物的载流子传输性能。基于Re(CO)3(ECAF)Cl器件的最大电流效率及最大外量子效率分别为8.2 cd·A^-1和3.0%,低于参比物器件的9.7 cd·A^-1和3.9%。     

基于碎点法的动态断裂分析

工程中的冲击防护结构在撞击、爆炸等冲击载荷下可能发生动态断裂并最终破坏, 抑制结构的动态断裂是提升结构防护能力的重要手段, 为此需要准确预测结构在动态载荷下的断裂行为. 数值仿真是预测动态断裂的重要手段, 然而当前工程中常用的有限元法在模拟断裂方面仍存在网格畸变和难以显式引入裂纹等问题. 碎点法是近年来提出的一种不连续型伽辽金弱形式无网格方法, 适合模拟断裂问题, 本文提出一种显式动力学格式的碎点法并将该方法应用于动态断裂分析. 一方面, 碎点法参考弱形式无网格类方法, 将求解域离散为空间中的节点和子域, 并基于支持域内的节点群构造子域的位移试函数, 因此该方法的子域具有抵抗畸变的能力. 另一方面, 碎点法参考间断伽辽金有限元法, 使用分片连续的位移试函数, 并引入内部界面数值通量修正保证方法的一致性和稳定性, 因此该方法易于在结构中显式引入裂纹. 本文首先介绍碎点法的核心思想和离散形式, 接着推导了动力学碎点法弱形式动量方程, 然后建立了碎点法的显式动力学求解格式, 最后通过算例验证动力学碎点法预测应力波传播和动态断裂行为的能力.      

宽光谱膜厚监控系统中光谱实时测量技术研究

 在宽光谱膜厚监控系统中,利用光栅光谱仪分光,线阵CCD接收,完成光谱的一次性快速扫描来控制膜层厚度,达到实时监控的要求。而系统光谱扫描的准确性,直接影响膜厚实时监控的有效性。为了得到准确的光谱信息,首先确定CCD像素和光波波长的对应关系,基于特征谱线的离散关系,采用最小二乘拟合法建立了光谱标定函数,经实验,标定波长均方根误差为0.037 nm;对于CCD实时输出的光谱监控信号,利用小波阈值优化算法抑制信号中的随机噪声,保留了光谱信号的细节成分,峰值误差的最大值为1.0%,峰位误差的最大值为0.3%,满足了监控中光谱分辨率的要求。     

部分相干Airy光束在大气湍流中的光强演化

为了利用Airy光束的无衍射、自恢复和自弯曲特性抑制大气湍流效应,实现远距离无线光通信,对部分相Airy光束在大气湍流中传输时的光强演化进行了研究.利用高斯-谢尔模型的交叉谱密度函数、广义惠更斯-菲涅尔原理以及Rytov相位近似法,推导了部分相干Airy在湍流大气中平均光强的表达式.分别从传播距离、湍流强度等方面对光强分布的影响进行了模拟仿真,并对光束自身参数对光强分布的影响进行了相关实验验证.结果表明:随着传播距离的增加,部分相干Airy光束的旁瓣逐渐衰减,主瓣逐渐扩散;在传播足够远时,其旁瓣逐渐消失,主瓣逐渐演化为高斯分布.仿真和实验结果一致表明光束的截断因子越小、特征长度和相干长度越长,光束的光强分布保持越完整.