低成本光镊装置在荧光定量检测中的应用

以国产正置显微镜为平台搭建简易可行的光镊装置,实现了对单个微球的二维捕获,并将其与荧光检测技术相结合,以性质优良的量子点(荧光发射波长605nm)为荧光标记物,建立了一种基于单个微球富集待测分子的高灵敏度高选择性的定量分析方法,实现了人乳头瘤病毒16的DNA的定量分析。     

微流控芯片-拉曼光镊的红细胞光谱检测技术

将微流控芯片与带有光镊子的激光拉曼光谱系统结合起来用以检测人红细胞的拉曼光谱。根据实验效果,选用的芯片采用石英毛细管(内径70μm)与玻璃板耦合的方式制作而成,采用微流控技术使细胞依次通过光镊所在的区域,利用光镊将细胞囚禁,然后获取单个细胞的拉曼光谱,共测得正常人红细胞的12个拉曼光谱。将实验结果与使用常规方式检测得到的红细胞光谱进行比对分析,发现这一技术显著加快了细胞的拉曼光谱检测进程,并能增强数据的可靠性。     

拉曼光镊流式细胞仪的构建及其在地中海贫血分析中的应用

为自动检测和分析地中海贫血(地贫)红细胞内部的物质变化情况,建立拉曼光镊-微流控芯片自动化系统平台。应用此装置收集β地贫红细胞和正常红细胞的拉曼光谱,并对其进行多元统计分析,从拉曼特征峰(1004,1130,1450,1545,1604和1618cm-1)的数据统计分析可见,β地贫红细胞的血红蛋白分布比正常红细胞广,平均强度差在6%以内。采用主成分分析法,可较好地将正常红细胞和β地贫的红细胞区分开,从载荷图可以更明显的看到它们的变化情况。此装置实现了快速、准确、非损伤的全自动化检测,为生物学的研究和医学诊断提供新的研究手段。     

紫菌外周捕光天线LH2中的超快能量弛豫

主要用飞秒抽运-探测技术观察了紫细菌Rb. sphaeroides 601外周捕光天线LH2中细菌叶绿素(BChl)之间的能量传递过程. 在783 nm的激光激发B800情况下, 在B800到B850的能量传递之前, 存在一个约0.35 ps的分子内能量重新分布过程; 通过调节激发波长, 清楚地观察到激发态BChl分子的动力学演变过程. 结果表明基态漂白和激发态吸收存在明显的竞争, 同时在818 nm处出现一个鞍点, 说明在B800的激发态和B850的上激子态存在快速、高效的能量传递; B850分子上激子态的激发能将通过内转换向次最低激发态快速弛豫, 并导致最低激发态布局和分子构象变化.     

光散射技术在高分子表征研究中的应用

光散射技术是高分子领域中重要的表征手段之一.静态光散射和动态光散射的结合能够获得丰富的关于高分子的信息,如重均分子量、回转半径、第二维里系数、流体力学半径、尺寸分布、分子链构象等.除合成高分子外,光散射技术同样适用于研究生物大分子、微生物、胶体、纳米粒子、病毒、囊泡等在溶液或悬浮液中的行为.本综述重点介绍稀溶液中静态光...     

光声光谱技术在色分析研究中的应用

现行测色法多以常规光谱为基础。通过测量样品对光的透射或反射率以及光源的能量分布,叠合色匹配函数,来寻找颜色的三刺激量,由此获取样品的色别、色饱和度和明度的信息。这些方法的共同特点是定向输入光子,并计量定向输出光子的情况。为了能将测定范围扩展到那些高反射、散射、漫射、辐射和层状样品,对一般常规光谱法是困难的。我们因此提出了光声测色法(PAC)。     

光散射技术在蛋白质晶体生长研究中的应用和进展

光散射技术广泛应用于生物大分子的晶体生长研究中,它包括静态光散射和动态光散射两种。利用静态光散射可以测定蛋白质溶液渗透的第二维里系数;利用动态光散射可以测定蛋白质溶液的平动扩散系数,获得溶液中蛋白质粒子的流体力学半径及分布情况,分离蛋白质结晶的成核与生长过程,研究大分子的聚集行为和晶体生长的动力学。借助光散射技术可以实现蛋白质晶体生长过程的动态控制。近些年光散射仪器向着小型化、轻便化的方向发展,光散射技术不断得到改进,日益完善,不仅用于地面实验,也应用于空间领域蛋白质晶体生长的研究中。     

动静态光散射技术在蛋白质研究中的应用进展

动静态光散射技术是研究蛋白质等大分子物质尺寸、分布、形态及构象的一种重要手段,以其快速、便捷、对样品无干扰等特点,逐步深入到生化、物理、医药病理等领域,具有良好的应用前景。本文简要阐述了光散射技术的发展,主要介绍了动静态光散射技术的原理,从流体力学半径、重均分子量、均方根回旋半径以及渗透第二维里系数4个重要的物理参数出发,对近年来动静态光散射技术在蛋白质研究中的应用进行了调研和综述,并对该技术的发展进行了展望。     

双光子技术在光生酸剂中的应用研究

自2000年以来,双光子技术开始应用于光生酸剂体系中,并取得了一定的研究进展。双光子技术在光生酸剂中的应用主要有两种情况:一是单分子体系,即光生酸剂分子本身具有较高的双光子吸收截面,可以在双光子激发下产生光酸;二是双分子体系,由具有较高吸收截面的敏化剂分子和光生酸剂分子组成,通过分子间电子转移的方式产生光酸。本文就这一类具有特殊光学性质的有机分子体系的构成及其应用进行了综述,介绍了不同类型的可以利用双光子技术的光生酸剂体系,总结了双光子技术在光生酸剂发展中面临的一些关键问题,展望了双光子技术在光生酸剂中的发展方向。     

催化氧化技术在可挥发性有机物处理的研究

挥发性有机物（VOCs）是一类具有毒性且对环境和人体健康产生威胁的有机化合物。目前催化氧化技术是有效净化VOCs的方法之一,它可以将VOCs转化为CO₂和H₂O。本文在总结国内外VOCs净化技术的基础上,着重介绍了催化氧化技术,并且对常用的催化剂种类、催化机理及存在的问题进行了总结。最后对催化氧化技术的发展趋势进行了展望。研究结果表明,贵金属催化剂的研究关键在于有效载体的选择及催化剂抗中毒性能的提高;与贵金属催化剂相比,钙钛矿和尖晶石等非贵金属催化剂的发展趋势为通过改变催化剂配方、催化剂形貌结构、活性组分粒径大小及比表面积等来提高催化剂的低温可还原性、储氧能力和氧缺陷,进而提高其催化性能。本文的评述将为选择合适的催化剂处理VOCs提供一定的参考基础。     

Anomalous Lehmann Rotation of Achiral Nematic Liquid Crystal Droplets Trapped under Linearly Polarized Optical Tweezers

Continuous rotation of a cholesteric droplet under the heat gradient was observed by Lehmann in 1900. This phenomenon, the so-called Lehmann effect, consists of unidirectional rotation around the heat flux axis. We investigate this gradient heat effect using infrared laser optical tweezers. By applying single trap linearly polarized optical tweezers onto a radial achiral nematic liquid crystal droplet, trapping of the droplet was performed. However, under a linearly polarized optical trap, instead of stable trapping of the droplet with slightly deformed molecular directors along with a radial hedgehog defect, anomalous continuous rotation of the droplet was observed. Under low power laser trapping, the droplet appeared to rotate clockwise. By continuously increasing the laser power, a stable trap was observed, followed by reverse directional rotation in a higher intensity laser trap. Optical levitation of the droplet in the laser beam caused the heat gradient, and a breaking of the symmetry of the achiral nematic droplet. These two effects together led to the rotation of the droplet under linearly polarized laser trapping, with the sense of rotation depending on laser power.     

Phase Modification of Ammonium Nitrate by Potassium Salts

Modification of the room temperature phase (IV-III) of ammonium nitrate (AN) has been attempted using a variety of potassium salts namely, KF, KCl, KI, KNO₃, K₂CO₃, K₂SO₄, KSCN and K₂Cr₂O₇. No phase transition was observed when AN containing 1–2% by mass of these potassium salts is heated from room temperature (25°C) onwards in DTA and DSC scans, but the linear expansion due to phase transition was still observable in TMA measurements. Complete arrest of the linear expansion occurs only when a higher concentration of the additive is used. Similarly, in thermal cycling experiments, complete phase modification in the temperature range -80 to 100°C occurs only with a higher percentage of the potassium salt. The extent of modification, however, is found to be dependent both on the concentration, and the type of the anion. Potassium dichromate when used as an additive modifies the phase as well as the decomposition pattern of AN. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

改性硝酸铵自敏化结构特征

对经复合表面活性剂处理的改性硝酸铵及普通硝酸铵晶体进行电镜扫描,孔径孔容分布,粒径分布,比表面积测定,抗吸湿结块性,差示量热分析以及爆炸性能的实验研究,结果表明,与普通硝酸铵相比,改性硝酸铵的晶形歧化,比表面积大,富含气孔,大部分的有效孔径座落在介孔范围,有较好的粒度级配,晶变热降低,且晶变点后移,具备自敏化结构特征,并且有良好的抗吸湿结块性,用它代替普通硝酸铵所制得的粉状工业炸药具有良好的物理性能和爆炸性能。     

Laser Microbeams and Optical Tweezers in Ageing Research

We show how a technique developed within the framework of physics and physical chemistry—in a true interdisciplinary approach—can answer questions in life sciences that are not solvable by using other techniques. Herein, we focus on blood‐pressure regulation and DNA repair in ageing studies. Laser microbeams and optical tweezers are now established tools in many fields of science, particularly in the life sciences. A short glimpse is given on the wide field of non‐age‐research applications in life sciences. Then, optical tweezers are used to show that exerting a vertical pressure on cells representing the inner lining of blood vessels results in bursts of NO liberation concomitant with large changes in cell morphology. Repeated treatment of such human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) results in stiffening, a hallmark of manifest high blood pressure, a disease primarily of the elderly. As a second application in ageing research, a laser microbeam is used to induce, with high spatial and temporal resolution, DNA damages in the nuclei of U2OS human osteosarcoma cells. A pairwise study of the recruitment kinetics of different DNA repair proteins reveals that DNA repair starts with non‐homologous end joining (NHEJ), a repair pathway, and may only after several minutes switch to the error‐free homologous recombination repair (HRR) pathway. Since DNA damages—when incorrectly repaired—accumulate with time, laser microbeams are becoming well‐used tools in ageing research.     

单分子层自组装技术应用于硝酸铵防吸湿的探讨

表面活性剂;单分子层自组装技术应用于硝酸铵防吸湿的探讨     

季铵型硝化纤维素的合成及应用

高分子吸附剂;肌酸酐;季铵型硝化纤维素的合成及应用     

Oxidative Coupling of 1,3-Dicarbonyl Compounds by Cerium(IV) Ammonium Nitrate

A fast, mild, and highly efficient method for the intermolecular coupling of 1,3-dicarbonyl compounds using cerium ammonium nitrate in CH₃CN/CH₃OH/H₂O has been described. The procedure provided a convenient method for the synthesis of 1,4-diketone derivatives with excellent yields (up to 96%) and powerful evidence for the oxidation mechanism mediated by cerium ammonium nitrate.     

拉曼镊子在生物单细胞中的应用与进展

拉曼镊子(Raman tweezers)是将激光光镊(Optical tweezers)与显微拉曼光谱(Raman spectroscopy)结合的光学技术,可以在接近自然状态下研究单个生物细胞或细胞器.因其有无直接接触、无损伤、快速识别、实时追踪等特点,广泛用于生物细胞的识别、探测、筛选等.研究显示,拉曼镊子在微观生物研究的应用中,可提高拉曼光谱的信噪比,也能实现生化动力学过程的实时跟踪,从而能深刻了解细胞内生物大分子的活动规律.本文着重介绍了拉曼镊子的起源、原理及其在单细胞中的应用以及展望.     

硝酸胺溶液浸提硬硼酸钙的动力学研究

对硬硼酸钙在硝酸铵水溶液的溶解在间歇式反应器中就搅拌速度、粒径大小、反应温度、固液比和溶液的浓度等参数的影响进行了研究。结果表明溶解速度随温度、硝酸铵水溶液的浓度以及粒径和固液比的增加而增加,但搅拌速度对溶解速度无重要影响。硬硼酸钙在硝酸铵水溶液中可以高达100%。硬硼酸钙的溶解动力学根据多相和均相反应模型进行了检验。实验数据表明有高的活化能,说明基于多相反应动力学模型的溶解速度可表达为：1-(1-X)^1/3=3.28 ×10⁴·D^{-0.653 7}·C^{1.295 8}·(S/L)^{-0.490 9}·e^-41.40/(RT)·t。反应过程的活化能为41.40 kJ·mol^-1。