纳米金修饰玻碳电极固载抗体电位型白喉类毒素免疫传感器的研究

将巯基乙胺 (AET)固载到玻碳电极 (GCE)表面 ,进而化学吸附纳米金 (NG) ,并通过半胱氨酸 (Cys)用戊二醛 (GA)作交联剂将白喉抗体 (anti Diph)固定在玻碳电极上 ,从而制得高灵敏电位型白喉类毒素 (Diph)免疫传感器 .通过循环伏安法考察了电极表面的电化学特性 ,并对该免疫传感器的性能进行了详细的研究 .该传感器对白喉类毒素检测的线性范围是 2 4～ 60 0ng·mL-1,斜率为 3 8.9mV/decade ,线性相关系数为 0 .9979,检出限为 5 .2ng·mL-1,并将其用于生物制品中白喉类毒素的检测 ,其结果令人满意     

开放剪切流空间全局动力学与空间相位斑图间的关系

开放流动空间动力学可基于两类全局能量关系式进行研究;而空间相位斑图则可通过互谱空间演化加以测定。全局能量关系式以时间Fourier系数的形式建立流场任意两点问速度脉动能量间的关系,籍此可定义全局意义上的线性、非线性和线性一非线性机制。基于轴对称剪切流、变密度轴对称圆射流以及平面对称剪切流的实验发现：轴对称旋涡结构的配对由线性、线性一非线性机制表征,对应有序空间相位斑图;并且能量可通过线性一非线性机制在具有相同相速度的扰动间传递。螺旋结构由线性机制表征,对应有序相位斑图。全局自激励振荡由非线性的能量共振表征,对应无序相位斑图。籍此,有序空间相位斑图对应线性和线性一非线性机制;而混沌相位斑图则对应非线性机制。     

加窗后波前功率谱密度的计算值修正

 波前功率谱密度的数值计算会由于窗函数的使用引入较大的计算误差。通过对模拟的单一频率波前加窗前后的功率谱密度的理论计算,由傅里叶变换性质推导出了修正因子,并对波前频率与修正因子的关系进行了理论研究。结果表明,在一定的波前频率及误差范围内,对加汉宁窗后1维功率谱密度的计算结果乘上一个常量8/3即可实现简单有效地修正。     

光学元件波前梯度的数值计算方法

 惯性约束聚变系统中光学元件的波前梯度均方根是一个关键参数,对其数值计算涉及到的空域处理、频域滤波及梯度算法等关键技术进行了理论分析。分别采用最简单差分算法、中心差分算法、最小二乘拟合算法、“五点法”对实测波前数据进行了梯度均方根值计算。结果表明波前数据的空域处理采用Quad-flip技术较为合适;频域滤波器的选用上应着重考虑滤波的有效性。对于原始波前,4种算法计算梯度均方根值的差别小于0.01 λ/cm(λ=632.8 nm);而对于截止频率为0.0303 线/mm的低通滤波后波前,其差别小于0.001 λ/cm,该差别对计算结果的影响可以忽略。     

双平面多圈注入模拟优化程序TPIS的初步开发与验证

为满足短时间内达到高累积流强要求,HIAF/BRing采用了一种新的注入方法--双平面相空间多圈注入。该注入方法与传统单平面多圈注入方法不同,而且在国际上是首次在实际项目中采用,尚无实际运行经验。因此,对注入过程进行程序模拟研究是验证双平面多圈注入方案可行性的必要手段。为详细模拟研究BRing双平面多圈注入过程,并克服已有程序跟踪速度较慢且注入参数修改不便的缺点,本文根据双平面多圈注入的特点,建立了双平面多圈注入模型,编写了双平面多圈注入模拟优化程序TPIS（Two-Planemultiturn Injection Simulation）。通过与ORBIT程序模拟结果对比,验证了TPIS程序模拟双平面多圈注入过程的正确性。在此基础上,在TPIS程序中加入了粒子群优化算法,并对BRing注入参数进行了优化。结果表明,TPIS程序可以对注入参数进行有效优化,经过优化后,束流损失减少了28%,最终剩余累积粒子数满足BRing的流强设计指标要求,进一步验证了双平面多圈注入设计的可行性。     

光谱辐射测量仪器温度修正方法的研究及验证

光谱辐射定标是光学遥感仪器研制中的关键环节。深入分析实验室定标的光谱辐射测量仪器至户外应用的不确定度来源,环境温度是限制仪器户外高精度测量的最主要因素之一。传统的光谱辐射度实验室定标通常在室温（~25 ℃）下进行,而户外光谱辐射测量处于不同温度环境,严重影响仪器测量的准确度。设计搭建实验测量系统,采用遥感辐射领域常用的光谱辐射测量仪器,研究环境温度对光谱辐射测量的影响。实验结果显示：常用光谱辐射计（CR-280）的测量结果受温度影响明显,在10～40 ℃之间变化时,仪器光谱辐射亮度测量值在400～700nm波段内的偏差为±5%左右,而700～1 050 nm内的偏差高达±15%左右。这主要由于仪器采用硅探测器,红外波段恰好与硅的带边接近,硅探测器易受温度影响,温度增加硅的带边会向长波方向移动,光谱辐射计的响应度也随之增加。基于实验数据统计分析,提出一种适用于不同类型光谱辐射计的温度修正方法,相对于传统的斜率/截距（S/B）算法适用性更广,还可由公式计算出任意温度下的修正结果。修正后CR-280红外波段的偏差（950 nm左右）由±10%降低为±1%,明显减小了因户外使用与实验室定标温度不同造成的测量结果偏差。此外,利用不同类型光谱辐射测量仪器（Avantes及SVC HR-1024）对温度修正方法进行验证。环境温度变化时光谱仪Avantes（VIS/NIR）的测量结果存在较大偏差（1 060 nm高达±17%）。通过温度修正方法运算,仪器修正值与定标值的偏差在±1%以内。光谱辐射计（SVC HR-1024）不同波段的测量值,与定标值的偏差受温度影响不同。这主要由于：仪器由Si、制冷型InGaAs及扩展InGaAs探测器组成,Si探测器受温度影响大,950～1 000 nm波段测量值与定标值的偏差高达±10%。而制冷型InGaAs可有效控制探测器温度,受温度的直接影响相对小。但随温度增加,InGaAs探测器制冷效果受限（制冷最佳工作温度为20 ℃）,测量结果产生偏差（1%~3%）。同样,利用温度修正公式对不同温度下SVC HR-1024的测量结果进行修正运算,仪器因温度变化引起的偏差可降低至±1%以内。     

大学物理基础实验的拓展应用:探讨牛奶的光学性质

牛奶是生活中重要的饮料之一,牛奶光学性质的研究具有重要意义。本文采用紫外-可见吸收光谱法、掠面入射法及法拉第磁光效应原理,分别测出五种不同浓度牛奶的吸光度、折射率、旋光度等光学参数。实验结果显示,随着牛奶样品稀释倍数的增加,吸光度下降。新鲜牛奶的折射率小于四种袋装牛奶的折射率。随着稀释倍数的增加,折射率和旋光度均减小。结果表明,随着牛奶酪蛋白含量的增加,吸光度、折射率和旋光度均增加。     

两种国产新型掺Yb氟化物激光晶体的光谱特性研究

掺Yb氟化物激光材料是继掺Yb氧化物激光材料之后的另一类重要的掺Yb激光材料,已经成为可调谐激光和超快激光领域中研究的热点之一。针对两种国产新型掺Yb的氟化物激光材料：混晶材料Yb∶CaF₂-SrF₂和共掺离子型的单晶材料Yb, Y∶CaF₂,进行了详细的光谱特性比对实验研究。通过荧光比对实验,发现这两类激光材料的荧光光谱完全不同,并分析了不同荧光产生的物理机制。通过吸收率比对实验,讨论了两类材料中的激活离子Yb或共掺离子Y的掺杂浓度对晶体吸收特性的影响,得到了最佳掺Yb离子或共掺Y离子的浓度。利用激光二极管作为泵浦源,实现了这两类新型材料在折叠腔型下的连续激光输出运转,其中对于共掺离子型Yb, Y∶CaF₂晶体是首次实现连续激光运转。通过激光对比实验,获得了两类激光材料(四种样品)的激光输入—输出关系曲线,测量了各自的斜效率和激光光谱特征。通过系统地比较两类激光晶体的吸收率、荧光光谱特性、激光光谱特性以及连续激光运转的阈值功率和斜效率等参数得出以下结论：在四种实验样品中,共掺离子型单晶材料中的3at%Yb, 6at% Y∶CaF₂晶体具有最好的光谱和激光特性,具有良好的应用前景。这些实验结果为进一步提升此类激光材料的性能提供了有益的参考。     

涂层技术在毛细管电泳手性分离中的应用

手性是自然界的本质属性之一。手性分离分析技术对生命科学、环境科学、生物工程和药物工程等许多学科都具有十分重要的意义。当前,对不同种类手性化合物进行拆分已成为毛细管电泳技术最具特色的研究和应用领域之一。然而,被分析物(或拆分剂)在毛细管内壁的吸附是毛细管电泳手性分离中的常见问题。涂层技术就是采用不同的方法对毛细管内壁进行改性,是抑制非特异性吸附、提高分离效率及分离重现性最简便和最有效的方法。本文主要综述了近十几年来各种涂层技术在毛细管电泳手性分离领域的应用现状,并对毛细管涂层技术今后的发展进行了展望。     

Electric Field-driven Acid-base Transformation: Proton Transfer from Acid(HBr/HF) to Base(NH3/H2O)

The proton-transfer between ammonia/water and HF/HBr without and with the stimulus of external electric fields(E_ext) was investigated with the ab initio calculations. When external electric field is applied, the proton transfer occurs, resulting in ion-paired H₄N⁺X^- and H₃O⁺X^-(X=Br and F) from hydrogen-bonded complexes in view of the great changes of geometrical structures, dipole moments, frontier molecular orbitals and potential energy surfaces in the critical external electric fields(E_c) of 1.131×107 V/cm for H₃N-HBr, 1.378×108 V/cm for H₃N-HF, 9.358×107 V/cm for H₂O-HBr and 2.304×108 V/cm for H₂O-HF, respectively. Furthermore, one or three excess electrons can trigger the proton transfer from H₃N-HBr and H₃N-HF to H₄N⁺Br^- and H₄N⁺F^-, while two and four excess electrons can induce the proton transfer from H₂O-HBr and H₂O-HF to H₃O⁺Br^- and H₃O⁺F^-, respectively. Compared with that of the analogous NH₃/H₂O-HCl systems, the strength of E_c of proton transfer increases from HBr to HCl and HF for either H₃N-HX or H₂O-HX series, which is understandable by the fact that the acidity sequence is HBr>HCl>HF. And the larger of acidity of conjugated acid, the smaller of needed E_c. On the other hand, the E_c for the systems of NH₃ with a stronger basicity is generally smaller than that of H₂O systems for the same conjugated acid.