多组件学习器实现有机分子沸点的精准预测

沸点(BP)是有机分子液体的基本物理化学量, 也是化学工业生产中的重要参数. 有机分子的沸点由分子结构决定, 呈现复杂的结构-沸点关系, 函数法(Function Method)、基团贡献法(Group Contribution Method)等传统方法无法应对复杂多样有机分子结构的预测, 应用范围狭窄, 预测精度低. 本研究中, 我们利用基于人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)的多组件学习器实现有机分子沸点的精准预测. 我们构建了基于可解释性描述符的ANN、基于相关性描述符的ANN及基于复合分子指纹的SVM三个异质模型, 并通过包含4550个各种类别的有机分子沸点的数据集进行训练得到了三个异质性学习器, 最后集成三个学习器对有机分子沸点进行预测. 相比于传统方法和此前的定量结构性质关系(QSPR)模型, 多组件模型结合了三种模型的优点, 展现出很好的预测精度和泛化能力以及低的过拟合, 实现了对多种类型有机分子的沸点的有效预测.     

农产品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的表面增强拉曼检测

利用便携式拉曼光谱仪建立了一个快速筛查与检测谷物中真菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的表面增强拉曼散射(SERS)方法。首先利用实验室前期开发的方法制备了具有高活性的水凝胶SERS芯片。该SERS芯片是将预先制备的高SERS活性的单层碳基点(CDs)包裹的银纳米颗粒团聚体(a-AgNPs/CDs)与聚乙烯醇(PVA)水溶液混合均匀后,再利用循环冷冻-解冻的物理交联法制备而成的。实验优化了影响水凝胶SERS芯片对DON的SERS响应的实验条件,包括溶剂、浸泡温度和浸泡时间。在最佳的SERS检测条件下(溶剂为水-乙醇(1:1, v/v),浸泡温度为40 ℃,浸泡时间为5 min), DON的线性响应范围为1~10000 μg/kg(相关系数(R²)=0.9967),检出限(LOD)为0.14 μg/kg,表明该SERS基底具有较高的灵敏度。得益于水凝胶特殊的孔径结构,实际样品基质中常见的糖、蛋白质、油脂、色素等干扰物质都被阻隔在水凝胶外。因此,在复杂样品检测中仅需要简单的提取,而不需要复杂的分离处理。将该方法用于小麦粉中DON的检测,所得回收率为97.3%~103%,相对标准偏差为4.2%~5.0%。实验结果表明所建立的检测DON的SERS方法具有响应范围宽、灵敏度高、重复性好、响应迅速、操作简单、抗干扰能力强等优点,这说明本实验室所构建的水凝胶SERS芯片在粮食中生物毒素的快速筛查与检测方面具有良好的应用潜力。     

基于实时无标记技术研究流式分选后细胞活性的检测方法

利用流式细胞法、细胞计数试剂盒（CCK-8）法、实时细胞功能分析（RTCA）法分别检测分选前后细胞的活性,综合比较了3种方法的检测原理、操作特点等。结果显示,流式细胞法测得的分选后细胞凋亡率为（3.85 ± 0.008）%,分选前细胞凋亡率为（14.09 ± 0.021）%,分选后细胞凋亡率低于分选前,具有统计学差异（P < 0.05）;分选前后的活细胞比例显示,分选后活细胞比例高于分选前,具有显著性统计学差异（P < 0.001）。CCK-8法测得的分选后细胞活性高于分选前,具有显著性统计学差异（P < 0.001）;RTCA法测得的分选后细胞连续增殖活性明显高于分选前,具有极显著性统计学差异（P < 0.000 1）。结果显示,相较于CCK-8法和流式细胞法,RTCA法的细胞用量少、可回收,操作简便,无需标记,检测灵敏度高,可获得实时动态的细胞生长曲线,适合研究分选后细胞长效动态的活性变化,可为基础和临床分选后活细胞的功能研究提供检测手段。     

致癌性卤代醌类消毒副产物造成 DNA 损伤的分子机理研究

卤代醌是一类卤代芳烃类环境污染物的致癌中间体,也是在饮用水中新发现的氯化消毒副产物。我们最近发现卤代醌和 H₂O₂ 或有机氢过氧化物体系可以不依赖过渡金属离子,而产生高活性的羟基/烷氧自由基和醌氧/醌碳自由基。目前尚不清楚这些卤代醌类致癌物和氢过氧化物共存能否诱导 DNA 产生氧化损伤和修饰,以及其潜在的分子机制是什么。我们的研究发现 DNA 在四氯-1,4-苯醌/H₂O₂体系中可被氧化产生 8-氧脱氧鸟苷、DNA 链断裂和三种甲基氧化产物,这些反应不依赖过渡金属离子,且由于卤代醌与 DNA 的嵌入作用而导致其氧化作用增强。其他卤代醌也观察到了类似的现象,而且通常比经典的 Fenton 体系更有效。我们进一步将研究从纯化的 DNA 扩展到了活细胞的基因组 DNA。同时还发现卤代醌和有机氢过氧化物(如叔丁基过氧化氢或在正常生理条件下产生的 13S-过氧羟基-9Z,11E-十八碳二烯酸(13-HPODE))共存时,可通过独特的醌氧自由基介导机制诱导 DNA 氧化生成致突变性更强的咪唑啉酮类产物 dIz。这些发现为解释普遍存在的卤代醌类致癌中间体和消毒副产物的潜在基因毒性、致突变性和致癌性提供了新思路。     

基于电磁拓扑的多腔体屏蔽效能快速算法

提出基于电磁拓扑理论计算开孔多腔体屏蔽效能的快速方法.首先给出双腔体等效电路和电磁拓扑信号流图,并推导孔缝节点处的散射矩阵,给出拓扑网络的散射矩阵方程和传输矩阵方程,获得双腔体的广义Baum-Liu-Tesche(BLT)方程.在此基础上研究了开孔三腔体,包括串型级联三腔体和串并型混合级联三腔体的广义BLT方程.对于串型级联三腔体,其电磁拓扑网络和广义BLT方程在双腔体基础上直接扩展即可获得.而对于串并型混合级联三腔体,通过将位于三腔体公共面上的孔缝等效为三端口网络节点,并根据三端口网络散射参数定义推导获得该节点的散射矩阵,最终得到串并型混合级联三腔体的广义BLT方程.本文方法对双腔体的计算结果与文献结果和实验结果相符合,对3组不同类型和尺寸开孔腔的屏蔽效能的计算结果与时域有限差分法计算结果符合较好.该算法不仅效率高,通过对所有计算结果和实验结果的误差统计分析,表明该算法具有较高的计算准确度.     

基于EPL的分布式时钟同步方法

工业以太网协议Ethernet POWERLINK(EPL)分布式站点的时钟同步方法并不能在实时运行过程中保持很高的同步精度,无法满足特定环境下的控制要求。研究了工业以太网协议EPL的两种时钟同步机制,通过数理计算分析了时钟同步误差产生的原因,针对误差较大的缺点,提出了减小误差的方法。通过迭代计算消除了主从站同步报文往返的路径延迟,并设计基于现场可编程门阵列(FPGA)的集线器(Hub)用于EPL菊花链网络拓扑结构,有效地克服了时钟同步报文往返传输延时不一致的缺点,测试结果表明新方法明显优于协议自身的时钟同步方法,对于实现基于EPL的高精度分布式时钟同步网络具有重要意义。     

反对称分子动力学模型中的冻结概念（英文）

给出了反对称分子动力学模型(AMD)计算的50 Me V/nucleon112Sn+112Sn反应的分析结果。该研究是反对称分子动力学模型中统计冻结概念的部分研究结果。利用自洽法结合修正的Fisher模型,提取了发射源的温度和密度分别为T=(6.1±0.2)Me V,ρ/ρ0=0.69±0.03。通过与AMD模型计算的系统在时间演化过程中的最大密度比较,得出碎片发射源的密度远小于系统的最大密度。利用自洽法提取的温度和密度与35 Me V/nucleon的40Ca+40Ca反应系统及40 Me V/nucleon的64Zn+112Sn反应系统所提取的温度和密度非常接近。该结果表明反对称分子动力学模型中,系统在中等质量碎片形成时刻处于统计冻结体积。     

Progress on accurate measurement of the Planck constant:Watt balance and counting atoms

The Planck constant h is one of the most significant constants in quantum physics.Recently,the precision measurement of the value of h has been a hot issue due to its important role for the establishment of both a new SI and a revised fundamental physical constant system.Up to date,two approaches,the watt balance and counting atoms,have been employed to determine the Planck constant at a level of several parts in 108.In this paper,the principle and progress on precision measurement of the Planck constant using watt balance and counting atoms at national metrology institutes are reviewed.Further improvement in determining the Planck constant and possible developments of a revised physical constant system in future are discussed.     

近紫外LED用绿色荧光粉Ba0.11Sr2.89-2x-2yCexTbyNax+yAlO4F发光特性及Ce3+→Tb3+之间能量传递

高温固相法合成Ba0.11Sr2.89-2x-2yCexTbyNax+yAlO4F荧光粉,并用X射线衍射(XRD)、荧光光谱(PL)测定分析了其晶体结构及光谱性质。结果表明:当Tb3+掺杂量x=0.07时,发光强度最高,发射主峰位于545 nm,并进一步研究了Ce3+,Tb3+共掺的样品中Ce3+→Tb3+能量传递过程。其次,测试由近紫外LED(~380 nm)和三基色荧光粉(Ba0.11Sr2.89Ce0.01Tb0.07Na0.08AlO4F,BAM and Sr2Si5N8:Eu2+)封装的白光LED光电性能,其色品坐标(x=0.3223,y=0.3408),色温5500 K,显色指数为86.26。因此,Ba0.11Sr2.89-2x-2yCexTbyNax+yAlO4F可作为一种潜在的适用于近紫外LED激发的荧光材料。     

对乙酰氨基苯甲酸和含氮配体构筑铜、锌配合物的合成、结构及性质研究(英文)

利用对乙酰氨基苯甲酸(HPABA)和邻菲咯啉(phen)、硝酸铜在DMF/CH3OH/H2O溶液中合成了单核铜配合物[Cu(PABA)(phen)(H2O)2]·(NO3)·H2O(1),然后又和4,4′-联吡啶(4,4′-bpy)、硝酸锌在DMF/CH3OH/H2O溶液中获得配位聚合物{[Zn(PABA)2(4,4′-bpy)]·4H2O}n(2)。根据X射线衍射分析结果,配合物1中每个铜离子周围有2个氮原子和3个氧原子与之配位形成畸变的四方锥配位构型,然而在配合物2中,六配位八面体构型的锌离子通过配体4,4′-联吡啶扩展为一维Zigzag型链。分别对这两个配合物的热稳定性和电化学性质进行了研究。