具有延长共轭的绿色发光蛋白生色团的反向溶剂化斯托克斯(Stokes)位移

Chromophore structures inspired by natural green fluorescent protein (GFP) play an important role in the field of bio-imaging. In this work, photochemical properties of a new class of GFP-like chromophores are investigated using computational approaches. Thermodynamically stable isomers are identified in vacuum and in solvent. Spectral Stokes shifts are computed and compared to experiments. An inverted solvatochromic shift between absorption and emission emerging in this new class of GFP-like chromophores is observed, and attributed to the stabilized charge transfer and inhibited rotational structural reorganization in solvent.     

北京一号,环境星,Landsat TM传感器估算草地覆盖度、叶面积指数、地上生物量比较研究

以京津风沙源区的草地为研究对象,选取中国自主B J-1、HJ数据及国外应用最为广泛的LandsatTM为数据源,结合地面同步实测草地植被覆盖度、叶面积指数和地上生物量数据,系统比较三个传感器在草地生理参数估算方面的差异与能力.研究结果表明:(1)HJ-1B与Landsat TM的红光波段与草地生理参量有更高相关性,而B J-1相对较弱,但BJ-1近红外波段在草地生理参量遥感估算上明显优于HJ-1B与Landsat TM; (2)Landsat TM的植被指数在估测草地生理参量时好于HJ-1B与BJ-1数据,HJ-1B植被指数的表现优于BJ-1;(3)相对于植被指数,全波段多元回归模型可以提升草地生理参量估测精度,基于Landsat TM与HJ-1B的提升效果微弱,而基于BJ-1数据的估算精度有明显提高,其中基于BJ-1估算叶面积指数达到了最高精度(R2 =0.61,RMSEP=0.15).总体来说,自主国产遥感数据有其自己特色,可供深入研究及推广应用的潜力很大.     

便携式红外甲烷浓度测试仪的研制

利用红外吸收原理,研制一种测量1．33um波段甲烷浓度的测试仪,该仪器的特点是测量时不受其他气体成份影响,体积小,精度高,采用数字显示,操作简单,适合野外条件下使用。     

量子力学和分子力学联用方法

溶液体系中的一些化学行为、生物大分子的结构性能,已经成为很多理论研究的重点.在用分子力场来处理溶液体系的时候由于没有考虑电子的运动,所以在很多力场中,原子间的化学键必须确定,以确保在模拟过程中化学键不会破坏或生成.而如果用基于B-O近似的量化计算来处理溶液体系,由于计算过于耗时而不能处理太大的体系使得量化计算的方法受到了限制.于是产生了QM/MM的组合方法,并且在研究凝聚态中的化学反应和生物大分子尤其是酶催化反应的机理等方面有着广泛的应用,也取得了很大的进展.这一方法的优点是利用了量子力学的精确性,又利用了分子力学的高效性.对QM/MM组合理论及其发展历史进行简单的介绍,并对其应用作一些介绍.     

超导变压器绕组环流及漏磁场计算

高温超导变压器的漏磁场降低绕组中的临界电流并增加交流损耗;超导材料的零电阻特性使得绕组限制环流的能力极低.因此,在设计超导变压器时,进行磁场分析和环流计算显得尤其重要.本文采用场-路结合的方法,即在用ANSYS求得反映变压器各支路之间电磁耦合的电感矩阵的基础上列出电路方程,计算了变压器低压绕组5种不同形式的各支路电流分布,并进而分析了磁场.同时提出了减小环流和改善磁场分布的一些措施.     

α-环糊精包合物中环己烷构象平衡的PM3研究

用PM3分子轨道方法研究了α-环糊精的包合作用对环己烷构象平衡的影响。发现α-环糊精的包合作用可以改变环己烷的构象平衡。计算结果表明,虽然环己烷的椅式构象比船式构象稳定18.5 kJ*mol-1, 但在α-环糊精的包合物中,船式环己烷包合物比椅式环己烷包合物稳定4.4 kJ*mol-1。因此,超分子体系中客体分子的构象平衡不能简单地从其游离态的构象平衡外推得到,而应该考虑在超分子体系中分子间相互作用对构象的影响。     

On the Correlation between the Blue Shift of Hydrogen Bonding and the Proton Donor-Proton Acceptor Distance

It is demonstrated that in all types of hydrogen bonds (X—H…Y) there is a balance between the long-range attractive orbital interactions and short-range Pauli/nucleus repulsions. When the proton acceptor approaches the proton donor from distance, the hydrogen bonding energy becomes more negative at relatively large distance, goes through a minimum, and then starts to become less negative when the short-range repulsive forces come into effect.Meanwhile, the X--H bond length increases at relatively large distances, goes through a maximum and starts to shorten when the short-range repulsive forces come into effect. Whether the hydrogen bond is red or blue shifted is dictated by the energy minimum position. If at the energy minimum position the X—H bond length is shorter than that for the free monomer, the hydrogen bond is blue shifted and vice versa. Further studies demonstrate that the recent report about the correlation of C—H bond lengths with proton donor-acceptor distance in F3C—H…OH2 and F3C—H…Cl^- is not fully correct because the authors conducted an inappropriate comparison. Furthermore, it is shown for the first time that the Pauli/nucleus repulsion theory is applicable to the blue-shifted hydrogen bonds in the X—H…π complexes and the blue-shifted lithium bonds in the X—Li…Y complexes.     

浑善达克沙地光合/非光合植被及裸土光谱混合机理分析

研究浑善达克沙地光合/非光合植被(photosynthetic/non-photosynthetic vegetation,PV/NPV)及裸土(bared soil,BS)光谱混合机理,对于构建沙地最佳光谱混合模型、准确估算沙地地表植被覆盖信息具有重要意义。本研究通过两景覆盖研究区的Hyperion高光谱影像获取47个典型混合样地对应混合光谱信息,利用地面实测获取PV/NPV及BS端元光谱和每个样地各端元丰度信息,然后分别尝试采用线性光谱混合模型和非线性光谱混合模型对所有样地混合光谱进行分解计算光合植被覆盖度(fractional cover of photosynthetic vegetation,f_(pv))和非光合植被覆盖度(fractional cover of non-photosynthetic vegetation,f_(npv)),通过比较不同模型分解均方根误差及PV/NPV覆盖度估算精度来探索浑善达克沙地PV/NPV及BS之间光谱混合形成机理,寻求适合其f_(pv)与f_(npv)估算的最佳光谱混合模型。结果表明:对于浑善达克沙地来说,基于PV/NPV及BS的线性光谱混合模型可以实现f_(pv)与f_(npv)的较好估算,f_(pv)估算的均方根误差为0.12(R~2=0.84),f_(npv)估算的均方根误差为0.13(R~2=0.66);考虑多重散射影响的非线性光谱混合模型无论在模型分解精度还是在f_(pv)与f_(npv)估算精度上均没有明显提升,其中各端元之间的多重散射作用对f_(pv)估算精度的影响不大,但会导致f_(npv)估算精度的明显降低。     

荧光光谱用于光动力疗法中光敏剂光漂白特性研究

应用荧光光谱技术研究溶液中血卟啉单甲醚(HMME)的光漂白与光产物生成.以532 nm倍频Nd:YAG激光器照射样品,功率密度为100 mW·cm-2,以光学多通道分析仪(OMA)采集荧光光谱.照光过程与荧光光谱采集同步进行.通过构建基本光谱与最小二乘拟合,由单条实测光谱中分解求得HMME荧光(613 nm)、光产物荧光(639 nm)及自体荧光的强度.HMME初始浓度不超过10μg·mL-1时符合荧光-浓度线性函数关系.对照光过程的荧光光谱监测同时观察到HMME漂白、光产物生成与漂白,以及样品光学特性变化引起的自体荧光强度起伏.光产物漂白后的二次产物引起样品光学特性显著改变.所建立的荧光光谱探测系统与光谱分析方法可满足光敏剂漂白特性体外研究的需要,并为光动力治疗的剂量学在体监测提供有效研究方法.     

α-环糊精包合物中环己烷构象平衡的PM3研究

用ＰＭ３分子轨道方法研究了α－环糊精的包合作用对怀烷构象平衡的影响。发现α－环糊精的包合作用可以改变环己烷的构象平衡。计算结果表明,虽然环己烷的椅式构象比船式构象稳定１８．５ｋＪ·ｍｏｌ＾－１,但在α－环糊精的包合物中,船式环己烷包合物比椅式环己烷包合物稳定４．４ｋＪ·ｍｏｌ＾－１。因此,超分子体系中客体分子的构象平衡不能简单地从其游离态的构象平衡外推得到,而应该考虑在超分子体系中分子间相互作用对