基于PSD的微摆镜角度自准直测试系统设计

基于压电陶瓷的微摆镜是一种典型的二维角驱动部件,微摆镜系统的实用化需要进行微角度的测量,以便得到驱动电压与微偏转角之间的对应关系。设计了一种基于位置敏感探测器(PSD)的微摆镜角度测试系统,应用激光自准直原理,采用两次45°折返式结构,缩小了系统的体积并解决了传统折返式系统难以精准搭建的问题;采用多层前馈神经网络法对PSD进行了非线性校正,修正后整个系统的测量精度可达0.5″,测量范围为±400″。符合微摆镜角度测量的要求。     

荧光小分子2-氨基-5,6,7-三甲基-1,8-萘啶识别dsDNA中胞嘧啶凸出

双链DNA（dsDNA）中单碱基凸出结构（bulge structure）具有重要生物学意义,这种结构也是DNA靶向药物的目标部位之一.荧光小分子2-氨基-5,6,7-三甲基-1,8-萘啶（ATMND）能够通过氢键识别胞嘧啶（cytosine）,因而对dsDNA中凸出的胞嘧啶表现出明显的特异性结合.与其余三种凸出的碱基相比,ATMND与凸出部位胞嘧啶的结合伴随着ATMND荧光的明显猝灭,因而可以用于胞嘧啶凸出结构的识别.利用解旋温度测量、荧光、圆二色光谱对ATMND和存在胞嘧啶凸出结构的dsDNA相互作用进行了研究.荧光滴定结果表明ATMND和dsDNA中凸出部位未配对的胞嘧啶的结合常数K11=4.8×105M？1.通过对含胞嘧啶凸出结构的dsDNA与ATMND结合前后的解旋温度曲线进行解析,发现胞嘧啶凸出结构相邻碱基对凸出的胞嘧啶与ATMND的结合有较大的影响.荧光测量结果也表明ATMND荧光的猝灭效率与凸出结构相邻碱基的类型有关,当相邻碱基为鸟嘌呤（guanine,G）时,荧光猝灭效率最高.基于dsDNA中凸出的碱基对ATMND荧光猝灭效率存在明显差异这一现象,设计了探针DNA实现了乳腺癌相关基因（PGR gene rs3740753）中单核苷酸多态性（G/C变异）的荧光分型.     

荧光小分子氨氯吡咪识别ds-DNA中单链断裂损伤的研究

DNA的单链断裂损伤(single strand breaks,SSBs)是严重的DNA损伤之一.估计每个哺乳类细胞每天DNA单链断裂发生的频率约为5万次.因而发展灵敏、快速、简便的方法检测DNA骨架断裂损伤,对于疾病早期诊断、药物筛选等都具有重要的意义.传统的测定细胞DNA骨架断裂的方法包括:中性或碱性蔗糖密度梯度离心法、DNA碱解旋速率法、中性或碱性膜洗脱法、DNA粘度测量法等.     

提高B_1场效率和信噪比的7.0 T MRI磁感应透镜研究

设计了一种可用于超高场磁共振成像(MRI)的负磁导率超材料磁感应透镜(MIL),可以有效提高MRI的信噪比.MIL是由6×6个加载电容的金属开口谐振环组成的二维周期结构,并将其加工在一层0.6 mm厚度的FR-4介质基板上.将MIL放置于射频线圈和样品之间,能够实现等效的磁表面等离激元效应.MIL单元电磁场分布、散射参数和等效磁导率的仿真结果表明:所设计的MIL在拉莫尔进动频率297.2 MHz产生负的磁导率,并能增强由射频线圈产生的射频场的倏逝波分量.两个不同的标准表面射频线圈的MRI扫描实验表明,小水膜仿体在施加MIL后可以将矢状面图像信噪比提高约200%,大水膜仿体在施加MIL后可以将冠状面图像信噪比提高约58%.仿真和MRI图像结果均表明了所设计的MIL具有聚焦表面射频线圈磁场强度的能力,有益于提高MRI的信噪比、空间分辨率和探测深度.     

近场水下爆炸气泡脉动及水射流的实验与数值模拟研究

海上作战时,近场水下爆炸形成的水射流能造成水面舰船结构的严重局部毁伤。为了研究近场爆炸时舰船底部水射流的形成机理及规律,开展了TNT当量2.5 g的炸药在固支方板底部不同爆距下起爆的水下爆炸实验。结果表明,气泡坍塌形成水射流的过程随着爆距的增加由吸附式向非吸附式转化。接着,基于ABAQUS软件采用CEL方法开展了系列数值模拟,结果表明:爆距在0.821～0.867倍最大气泡半径时,存在吸附式射流向非吸附式射流转化的临界点;固支方板加快了气泡坍塌的进程,炸药与钢板间的距离越小则射流形成的时间越早;射流形成过程中最大速度和射流击中钢板时速度均随着爆距的增大先增大后减小,并在临界点附近达到最大值,射流速度最大可达621 m/s,射流击中钢板时速度最大可达269 m/s。最后,给出了射流开始形成时间、射流最大速度、射流最大速度出现时间、射流击中钢板速度和射流击中钢板时间与距离参数的函数关系式。     

水下爆炸冲击波数值仿真研究

由于在水下爆炸冲击波的数值仿真研究中,水的状态方程、人工黏性系数和网格尺寸对数值计算结果影响很大,采用常规TNT炸药的水下爆炸为例,以冲击波的峰值压力和比冲量为衡量指标,研究了这3个主要影响因素对数值仿真结果的影响。首先,通过采用常用的5种水的状态方程进行系列仿真,给出了各种状态方程的适用范围;其次,讨论了人工黏性系数对计算结果的影响,并给出了一次与二次人工黏性系数的建议取值范围;最后,通过对不同炸药当量及不同网格尺寸开展系列运算,从而得到不同炸药当量在满足工程计算精度要求下所对应的建议网格尺寸,并得到了不同炸药当量所对应的建议网格尺寸的表达式。     

混凝土类材料SHPB实验中确定应变率的方法

由于混凝土类材料在SHPB实验中很难实现恒应变率加载，为了确定非恒应变率加载下的实验数据所对应的应变率，本文中针对不同强度（C20，C45，C70）和不同钢纤维含量（0%，0.75%，1.50%，4.50%）的混凝土进行了SHPB实验。对实验得到的30组恒应变率加载下的数据进行了分析总结，结果表明:实验数据所对应的恒应变率与全段平均应变率之间存在一定的比值关系，从而混凝土类材料SHPB实验数据所对应的应变率可以采用全段平均应变率的1.38倍来表征。通过对比非恒应变率加载和恒应变率加载下得到的应力应变曲线，验证了该确定应变率方法的合理性，并指出较短恒应变率加载下实验数据对应的应变率直接采用短平台段对应的应变率来表征是不合理的。     

基于荧光小分子2-氨基-7-甲基-1,8-萘啶对C碱基的识别检测DNA双链中的C/C错配

单碱基错配是单核苷酸多态性(SNPs)的一种,是导致突变的DNA损伤类型之一.单碱基错配的检测对于从分子水平上阐明多种疾病形成的原因,实现基因水平的治疗都是至关重要的前提条件.发展具有高灵敏度、高选择性的单碱基错配检测方法势在必行.常用的单碱基错配检测方法包括凝胶电泳、荧光检测、SPR和质谱检测等.本文采用2-氨基-7-甲基-1,8-萘啶(AMND)作为荧光探针,AMND能嵌入双链DNA(ds-DNA)中的错配位点,并通过氢键识别错配碱基,这一结合过程伴随探针小分子的荧光淬灭,通过检测荧光淬灭现象实现单碱基错配及错配碱基类型的识别,建立了SNPs荧光分型方法.