生物大分子印迹聚合物研究进展及其应用

介绍了生物大分子印迹技术及其印迹聚合物的研究进展,其中包括对蛋白质、核酸、微生物细胞进行分子印迹所采用的印迹方法、机理以及存在的问题,最后简要探讨了生物大分子印迹聚合物在医学研究中的应用前景。     

葡萄球菌肠毒素B基因的膜片电极支撑双层类脂膜核酸传感器的研究

本研究用膜片电极支撑双层类脂膜(BLMs)核酸传感器,检测葡萄球菌肠毒素B(SEB)基因。BLMs在膜片钳尖端形成后,传感器的检测电流大小和施加的电压成正比。通过在BLMs上固定针对SEB基因特异的直链十二烷烃链(0～273.65μg/L)修饰的单链寡核苷酸(C12-ssDNA)探针与膜片钳系统一同构建成膜片电极支撑BLMs核酸传感器。电流大小与探针的浓度呈正相关,线性回归方程I=5.49 2.94C;相关系数r=0.9962。SEB基因浓度在20～5000μg/L范围时,检测的电流信号与SEB基因浓度的自然对数呈负相关,线性回归方程I=1103.26-103.62lnC,相关系数r=0.9977;同时,核酸传感器有很好的特异性,与不产SEB的金葡菌属、其它食物中毒菌的基因组DNA和空白对照组反应无明显电信号响应。应用原子力显微镜对BLMs表面微观结构、ssDNA固定于BLMs上和BLMs上杂交洗脱后的表面微观结构进行观察。本研究构建的膜片电极支撑BLMs核酸传感器为SEB基因的检测提供了一种快速、灵敏、特异性强的方法。     

绕Hydronautics水翼空化云流动的实验研究

采用高速全流场显示技术和DPIV对空化水翼近壁处的空化云流动形态和运动机理进行了讨论.结果表明:绕Hydronautics翼型的空化云运动是一个准周期性过程:稳定空泡团初生在翼型前部,向翼型后部发展布满整个翼面,在翼型后缘出现汽泡团旋涡,伴随反向运动,最终向下游脱落.当前条件下空泡团旋涡脱落周期约为74 ms.空化区与主流区的交界面上存在较大的速度梯度,一组对涡出现在翼型尾部处交界面上.此外,采用以空泡为示踪粒子的DPIV能够对空化流动流速分布进行有效测量.     

光学移相干涉仪抗振系统的鲁棒控制系统仿真分析

将被动抗振和主动抗振相结合的混合控制技术应用于解决光学移相干涉仪抗振系统的不确定性问题,其中主动抗振采用鲁棒控制策略.该方法克服了由模型和干扰所引起的不确定性,使得控制系统能够有效地抑制抗振模型的不确定性和外部振动的干扰.仿真结果表明,该方法使光学移相干涉仪在振动的干扰下具有较好的鲁棒稳定性和控制准确度.     

二元羧酸的化学结构与其抑制草酸钙结晶能力研究

采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)研究了相距3个C—C键长具有不同取代基的二元羧酸对草酸钙(CaOxa)晶体生长的影响。这些二元酸包括丁二酸、顺丁二烯酸、反丁二烯酸、苹果酸、天冬氨酸和酒石酸。它们均能抑制一水草酸钙(COM)晶体的聚集,减小COM比表面积,并诱导二水草酸钙(COD)生成,其能力随二元酸上取代的—OH或—NH₂基数量增加而增强。从二元羧酸化学结构讨论了其影响草酸钙结晶效果的分子机理,对COM生长具有最佳抑制效果的羧酸是含有HOOC—CH(R)—CH₂—COOH(ROH或NH₂)分子的化合物。实验结果可为临床上寻找新的防石药物提供参考。     

三维光子集成芯片的进展与挑战（特邀）

以光子为信息传输媒介的光子集成芯片,具有高带宽、高速率、高灵敏度等优点,在光通信、光互联、光学传感等领域得到了广泛的研究与应用。为了进一步提高光子集成芯片的集成度、扩展光子集成芯片的功能,在原本二维平面的光子集成芯片的基础上,通过晶圆键合、气相沉积、磁控溅射等方法,制备三维集成光子芯片。利用多层堆叠的方式,使光子集成芯片在厚度上进行拓展,在紧凑的尺寸上,实现大规模集成光子芯片的制备。本文介绍了几种三维光子集成芯片的材料平台与制备工艺,包括单晶硅（c-Si）键合、SiN-on-SOI、非晶硅（a-Si）沉积、多晶硅（p-Si）沉积和聚合物三维光子集成芯片制造平台,结合关键器件与在光互连、光通信、激光雷达等领域的应用,介绍了不同工艺平台的发展现状与挑战。     

微结构显微光学无损检测方法（特邀）

微纳尺度的微结构可调制光场,提高传感器的灵敏度,是新一代功能器件或传感器件中广泛使用的重要结构特征。包含微细加工在内的先进制造技术的快速发展,对多种型式微纳尺度微结构的无损测量技术提出了紧迫的需求。本文从多维视角论述了国内外行业发展中出现的微结构种类、型式,围绕具有高精度无损检测特质的光学显微技术,阐述了国内外仍在继续发展的微结构无损检测四种主流方法,分析了这些方法的技术特点、适用对象,给出了典型样品的检测结果,其中部分结果是首次发表。结果表明,暗场显微机器视觉法,是振幅型颗粒、凹坑、划痕等有害微结构的有效检测方法,可以实现大尺度样品的快速检测;共焦显微成像和低相干显微干涉法是“相位”型微结构的最佳检测方法,可以得到微结构的三维形貌;光谱反演-过焦扫描法与近红外显微干涉法,是应高深宽比微结构无损检测需求而发展起来的新方法,前者可以快速测得线宽和深度,后者可以测得物镜视场范围内高深宽比微结构的三维形貌,二者可以相互验证与补充。     

泌尿系统尿酸结石研究中的化学基础

尿酸结石是指尿酸及其盐在泌尿系统的异常矿化和积聚。本文从尿酸结石研究中涉及的化学问题入手,讨论了pH、过饱和度、尿大分子抑制剂和基因突变等方面对尿酸结石形成的分子机理,从抑制尿酸结石成核、生长和聚集的角度,讨论了尿酸结石的化学模型和动物实验模型。     

硅凝胶体系中不同结构羧酸钾对草酸钙结晶的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)方法研究了硅凝胶体系中不同种类羧酸钾对草酸钙(CaC₂O₄)晶体生长的调控作用. 加入一元醋酸钾(KOAc)只生成一水草酸钙(COM)晶体; 三元柠檬酸钾(K₃Cit)和四元乙二胺四乙酸二钾(K₂EDTA)可诱导二水草酸钙(COD)形成, 且随着其浓度增加, 对COD的诱导能力增加, 而二元酒石酸钾(K₂Tart)同时诱导了COM, COD和三水草酸钙(COT)生成. 随着结晶温度降低, 多元酸钾可以进一步减小COM晶体的比表面积, 增加COD的百分含量, 但K₂Tart诱导COT的能力减弱. 由于诱导COD和COT晶体形成、减小COM的比表面积均有利于防止草酸钙尿石的形成, 因此, 多元羧酸钾可用于草酸钙结石的预防和治疗.     

尿液中的纳米微晶及其与尿石形成的关系

尿石症是一种世界范围的常见病和多发病,其主要的矿物成分为草酸钙(CaOxa)等[1-2]。但至今为止,尿石症形成过程中的许多化学及物理问题尚不清楚:尿液中的微晶是怎样生长和聚集?随后又是怎样黏附到尿路细胞膜上而形成结石?正常人与尿石患者尿液中微晶的数量和尺寸等存在什么样的