单边核磁共振传感器研究及其应用

单边核磁共振(single-sided NMR)传感器具有体积小、造价低和结构开放等特点,特别适用于大型样品的现场无损检测,具有广阔的应用前景.该文介绍了一种均匀度较高的单边核磁共振传感器,在10 mm×10 mm的水平目标区域内,静态磁场均匀度为338×10–6,在垂直方向上静态磁场具有4.6 T/m的恒定梯度.结合该磁场分布的梯度特性,提出了一种基于快速傅里叶变换和带通滤波处理的回波信号处理方法,可提取薄层样品的核磁共振信号,从而实现对样品纵深方向的高分辨率一维测量(分辨率达到50?m).最后使用该传感器对复合绝缘子高分子聚合物、液体的扩散行为,以及植物叶片的枯萎过程进行了测量.展现了该方法在高分子材料分析、液体测量以及农业应用方面的潜力.     

固态高分子体系多尺度分子运动的核磁共振研究

固体核磁共振技术是研究固态高分子材料中结构和分子动力学的一种非常重要和有效的手段. 该技术的一个重要特点是可以通过合理的实验方法,实现对研究体系中从低频(Hz)到中频(kHz)乃至高频(MHz)范围内分子运动的观测. 因此,固体核磁共振技术非常适合研究高分子体系中各类不同尺度分子运动. 该文首先简要介绍核磁共振研究分子运动的基本原理和方法,以及固态高分子体系的结构和分子动力学特点,然后结合固态高分子体系中的一些例子对核磁共振在固态高分子多尺度分子运动方面的一些研究成果展开讨论.     

新型高分子蓝色荧光材料的制备及性能

以吡唑啉为发光功能基团,设计并合成了4种新的聚酰胺类高分子化合物,采用核磁共振氢谱(H 1NMR)和凝胶色谱(GPC)对其结构进行了确证。进而测定了高分子化合物的液体及固体荧光激发、发射光谱,高分子J1,J2和J3具有良好的液体及固体荧光发光能力。所制备的高分子材料具有良好的成膜能力、成本低廉、热稳定性好,有望在电致发光器件中广泛应用。     

磁共振波谱及成像技术在纳米尺度物质生物效应研究中的应用

纳米尺度物质的生物效应研究是近年来在纳米科技发展过程中派生出来的一个崭新的、发展很快的且多学科高度交叉的领域，需要把纳米科学、物理学、化学以及生物医学等多学科的研究手段结合起来，进行综合研究．核磁共振波谱与成像，作为一种原位、无损、动态、实时、多信息的检测手段，在此领域的研究中将发挥不可或缺的重要作用．文章分3个方面简要介绍核磁共振波谱与成像技术在纳米尺度物质生物效应研究中的应用：（1）纳米尺度物质在生物组织及个体内的检测与分析；（2）纳米尺度物质与生物大分子相互作用的核磁共振波谱研究；（3）纳米尺度物质生物效应的核磁共振代谢组学研究．     

新型高分子蓝色荧光材料的制备及性能（英文）

以吡唑啉为发光功能基团,设计并合成了4种新的聚酰胺类高分子化合物,采用核磁共振氢谱(H1 NMR)和凝胶色谱(GPC)对其结构进行了确证。进而测定了高分子化合物的液体及固体荧光激发、发射光谱,高分子J1,J2和J3具有良好的液体及固体荧光发光能力。所制备的高分子材料具有良好的成膜能力、成本低廉、热稳定性好,有望在电致发光器件中广泛应用。     

ZnS:Mn2+超微粒的制备及光学性质研究

近年来,半导体超微粒的合成及光学性质研究迅速发展成为活跃的领域.已经采用化学方法成功地将纳米半导体超微粒分散于玻璃、液体或高分子材料中.     

低场核磁共振：弛豫和扩散的多维实验

近年来，低场核磁共振日益展示其在弛豫与扩散测量中的有效应用。在材料研究领域，诸如催化剂的研制、水泥的水化、岩石及土壤中的液体输运等，以及地质勘探和医疗诊断学中的人体组织性质的表征方面，核磁共振的弛豫与扩散测量都十分重要。特别是此技术在多维度方法方面的发展，大大促进了其在多孔材料方面的应用。多孔材料在人们生活的环境中无所不在，其微结构（微米级至毫米级）对于其性质和应用方面，具有决定性的作用。该文概述低场核磁共振的弛豫及扩散的多维度技术的基本原理、核磁共振方法学及其应用的若干关键性进展。     

原位表征技术在全固态锂电池中的应用

近年来,可移动消费电子与电动汽车等产业发展迅速,迫切需要发展高能量密度与高安全稳定性的锂电池,以提高这些设备的长续航与长期稳定运行的能力.这使得全固态锂电池极具潜力,并获得迅速发展.然而,高性能全固态锂电池的发展需要对其充放电机制与性能衰减机理等有深入的认识,对电池内部及界面的微观结构、物相组成、化学成分及局域化学环境等动态演变规律有系统深入的理解.基于此,本文总结归纳了典型原位表征技术,包括原位显微技术(原位扫描电子显微镜(SEM),原位透射电子显微镜(TEM))、原位X射线技术(原位X射线衍射(XRD)、原位X射线光电子能谱(XPS)、原位近边结构X射线吸收光谱(XANES)、原位X射线层析成像等)、原位中子技术(原位中子衍射(ND)、原位中子深度剖析(NDP))以及原位波谱技术(原位拉曼光谱、原位核磁共振(NMR)与原位核磁共振成像(MRI))等的基本原理、功能、及其应用于研究固态锂电池中电极材料与界面在服役状态下、真实电化学过程中的动态过程与失效机制的代表性研究进展,并对未来先进原位表征技术在全固态锂电池研究中的应用进行了探讨和展望.     

低场核磁共振:弛豫和扩散的多维实验（英文）

近年来,低场核磁共振日益展示其在弛豫与扩散测量中的有效应用.在材料研究领域,诸如催化剂的研制、水泥的水化、岩石及土壤中的液体输运等,以及地质勘探和医疗诊断学中的人体组织性质的表征方面,核磁共振的弛豫与扩散测量都十分重要.特别是此技术在多维度方法方面的发展,大大促进了其在多孔材料方面的应用.多孔材料在人们生活的环境中无所不在,其微结构(微米级至毫米级)对于其性质和应用方面,具有决定性的作用.该文概述低场核磁共振的弛豫及扩散的多维度技术的基本原理、核磁共振方法学及其应用的若干关键性进展.     

原位液相透射电子显微镜及其在 纳米粒子表征方面的应用

近年来,基于透射电子显微技术、微纳加工技术和薄膜制造技术的发展,原位液相透射电子显微技术产生,为构建多种纳米级分辨率尺度下的微实验平台,发展新型纳米表征技术和众多领域的相关研究提供了途径.本文首先介绍了应用于原位液相透射电子显微技术的液体腔设计要求,然后介绍了液体腔的发展和典型的制备工艺,最后综述了近年来液体腔透射电子显微镜在纳米粒子成核和生长方面的应用研究,并探讨了该技术前沿发展面临的机遇和挑战.本文将为提高我国先进纳米表征技术和原子精准构筑技术提供相关讨论和支持.     

原位核磁共振技术研究共催化剂类型以及光照波长对甲醇光催化重整产物的影响

本文采用原位核磁共振的方法研究了在真实固-液环境中共催化剂类型以及光照波长对甲醇光催化重整产物及光解水产氢产率的影响.结果发现,不同贵金属担载的锐钛矿型二氧化钛催化剂对甲醇光催化重整产物的产量和产率有着不同程度的影响,但是对其动力学特征影响不大.光照波长对甲醇光催化重整产物的产量也影响较大.通过对比甲醇氧化产率与产氢产率,发现共催化剂的种类对光催化反应速率及氧化还原能力起重要作用,且共催化剂的种类会影响体系氧化和还原能力之间的协同性.     

光催化甲醇重整机理的原位核磁共振研究

本文利用原位核磁共振技术在真实固液反应环境中对光催化甲醇重整过程进行了研究.研究发现，体系中甲醇重整的液态中间产物主要有四种：HOCH₂OH、CH₃OCH₂OH、HCOOH和HCOOCH₃.不同晶型的二氧化钛催化剂会影响这四种产物的生成趋势.随光照时间的增加，上述四种产物的含量均会增加.Pd负载对一级中间产物CH₃OCH₂OH和HOCH₂OH的产率影响较大，其产率为无Pd负载的2~3个数量级；对二级中间产物HCOOCH₃和HCOOH的产率影响较小.     

H-SSZ-13分子筛催化乙醇脱水制乙烯反应的原位固体核磁共振研究

本文采用原位连续流动条件和间歇条件下的固体核磁共振技术,以及二维¹³C-¹³C基于偶极耦合的结合R2（COmbined R2 Driven,CORD）自旋扩散序列的核磁共振实验捕获了H-SSZ-13分子筛催化乙醇脱水过程中多种中间物种,并揭示了各种中间物种的动态演变过程.结果发现H-SSZ-13分子筛催化乙醇脱水过程中,存在两种不同吸附构型的乙醇、活化态的乙醚、乙氧基以及三乙基氧鎓离子,并首次通过原位固体核磁共振技术观测到乙烯的生成.这些结果加深了相关研究者对乙醇脱水反应的认识.     

In vitro three-dimensional cancer metastasis modeling:Past,present, and future

Metastasis is the leading cause of most cancer deaths, as opposed to dysregulated cell growth of the primary tumor.Molecular mechanisms of metastasis have been studied for decades and the findings have evolved our understanding of the progression of malignancy. However, most of the molecular mechanisms fail to address the causes of cancer and its evolutionary origin, demonstrating an inability to find a solution for complete cure of cancer. After being a neglected area of tumor biology for quite some time, recently several studies have focused on the impact of the tumor microenvironment on cancer growth. The importance of the tumor microenvironment is gradually gaining attention, particularly from the perspective of biophysics. In vitro three-dimensional(3-D) metastatic models are an indispensable platform for investigating the tumor microenvironment, as they mimic the in vivo tumor tissue. In 3-D metastatic in vitro models, static factors such as the mechanical properties, biochemical factors, as well as dynamic factors such as cell–cell, cell–ECM interactions, and fluid shear stress can be studied quantitatively. With increasing focus on basic cancer research and drug development, the in vitro 3-D models offer unique advantages in fundamental and clinical biomedical studies.     

In situ study of calcite-III dimorphism using dynamic diamond anvil cell

The phase transitions among the high-pressure polymorphic forms of CaCO₃ (cc-I, cc-II, cc-III, and cc-IIIb) are investigated by dynamic diamond anvil cell (dDAC) and in situ Raman spectroscopy. Experiments are carried out at room temperature and high pressures up to 12.8 GPa with the pressurizing rate varying from 0.006 GPa/s to 0.056 GPa/s. In situ observation shows that with the increase of pressure, calcite transforms from cc-I to cc-II at ～ 1.5 GPa and from cc-II to cc-III at ～ 2.5 GPa, and transitions are independent of the pressurizing rate. Further, as the pressure continues to increase, the cc-IIIb begins to appear and coexists with cc-III within a pressure range that is inversely proportional to the pressurizing rate. At the pressurizing rates of 0.006, 0.012, 0.021, and 0.056 GPa/s, the coexistence pressure ranges of cc-III and cc-IIIb are 2.8 GPa-9.8 GPa, 3.1 GPa-6.9 GPa, 2.7 GPa-6.0 GPa, and 2.8 GPa-4.5 GPa, respectively. The dependence of the coexistence on the pressurizing rate may result from the influence of pressurizing rate on the activation process of transition by reducing the energy barrier. The higher the pressurizing rate, the lower the energy barrier is, and the easier it is to pull the system out of the coexistence state. The results of this in situ study provide new insights into the understanding of the phase transition of calcite.     

脑科学研究中的质子磁共振波谱方法

核磁共振（NMR）波谱作为一种操作简单、高效且重复性良好的技术手段,在脑科学领域的应用日益广泛,尤其是离体核磁共振氢谱（¹H NMR）和活体核磁共振氢谱（¹H MRS）.¹H NMR和¹H MRS在实验设计、样品预处理、数据处理等方面各有优劣、各擅胜场.本综述主要从适用范围、样品预处理、数据处理分析等方面,对二者在方法学层面的研究现状进行总结和讨论,以期为脑科学领域的研究者进行大脑代谢相关研究时提供一定的参考和帮助.     

胶原纤维网络和癌细胞的力学微环境

文章以第一类胶原纤维网络为例, 着重分析了癌细胞三维微环境的多尺度结构及力学特征. 对于细胞与细胞外介质结合的蛋白集团、单个细胞以及细胞群体, 分别由单个纤维(或亚纤维)、纤维集束以及纤维网络整体来决定相应的力学环境. 文章同时也讨论了胶原纤维(及其类似材料) 的局限性.     

新型吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-酮类衍生物的结构表征和镇痛活性

本文以2-氰基-3-乙氧基丙烯酸乙酯与3,4-二甲基苯肼为原料,通过多步反应合成了三种新型吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-酮类衍生物（A~C）,通过核磁共振（NMR,包括¹H NMR、¹³C NMR）和液相色谱-质谱联用（LC-MS）技术表征确证了其结构,并完整归属了三种化合物的¹H NMR数据．对所合成的化合物1-(3,4-二甲基苯基)-6-甲基-5-[3-(哌啶-1-基)丙氧基]-1,5-二氢-4H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-酮（A）,通过小鼠脑部质谱成像和福尔马林实验进行了初步的体内镇痛活性评价,我们发现化合物A能透过血脑屏障,并产生显著且剂量依赖的镇痛活性．本研究为以吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-酮为骨架的镇痛药物的研发提供了结构和体内活性的基础研究数据．     

In vitro studies of cutaneous retention of magnetic nanoemulsion loaded with zinc phthalocyanine for synergic use in skin cancer treatment

In this study was developed a new nano drug delivery system (NDDS) based on association of biodegradable surfactants with biocompatible magnetic fluid of maguemita citrate derivative. This formulation consists in a magnetic emulsion with nanostructured colloidal particles. Preliminary in vitro experiments showed that the formulation presents a great potential for synergic application in the topical release of photosensitizer drug (PS) and excellent target tissue properties in the photodynamic therapy (PDT) combined with hyperthermia (HPT) protocols. The physical chemistry characterization and in vitro assays were carried out by Zn(II) Phtalocyanine (ZnPc) photosensitizer incorporated into NDDS in the absence and the presence of magnetic fluid, showed good results and high biocompatibility. In vitro experiments were accomplished by tape-stripping protocols for quantification of drug association with different skin tissue layers. This technique is a classical method for analyses of drug release in stratum corneum and epidermis+dermis skin layers. The NDDS formulations were applied directly in pig skin (tissue model) fixed in the cell's Franz device with receptor medium container with a PBS/EtOH 20% solution (10 mM, pH 7.4) at 37 °C. After 12 h of topical administration stratum corneum was removed from fifty tapes and the ZnPc retained was evaluated by solvent extraction in dimetil-sulphoxide under ultrasonic bath. These results indicated that magnetic nanoemulsion (MNE) increase the drug release on the deeper skin layers when compared with classical formulation in the absence of magnetic particles. This could be related with the increase of biocompatibility of NDDS due to the great affinity for the polar extracelullar matrix in the skin and also for the increase in the drug partition inside of corneocites wall.     

体内31P NMR表面线圈探头的研制

报道一种为进行活体小动物核磁共振实验而研制的体内³¹P NMK表面线圈探头.该探头工作频率为161.83MHz,无载Q值为300,可无损伤地研究生命体内各部位的性质.本文给出了用该探头所测得的小鼠体内肝脏、大腿肌肉、大脑以及大脑缺氧状态下³¹P NMR谱图实例.