胞外DNA在生物膜构建中的作用研究进展

生物膜是指细菌为适应外界环境的变化而形成的特殊微生物聚合体,生物膜法是水的生化处理技术的重要分支,在环境工程领域具有重要的位置。本文综述了胞外DNA (extracellular DNA, eDNA)在生物膜形成过程中的作用,首先介绍胞外聚合物(extracellular polymeric substance, EPS)分类以及eDNA在EPS中的分布情况;其次阐述群体感应(quorum sensing, QS)系统调节eDNA在细菌中的释放;为说明eDNA在生物膜形成过程中的机理,本文采用了XDLVO理论揭示eDNA调节细菌的粘附和聚集性能,并探讨了eDNA与蛋白质(proteins, PN)及多聚糖(polysaccharides, PS)的结合行为;最后,对该领域未来的研究方向进行了展望。     

Supramolecular Luminescent Lanthanide Dimers for Fluoride Sequestering and Sensing

Lanthanide complexes (Ln=Eu, Tb, and Yb) that are based on a C₂‐symmetric cyclen scaffold were prepared and characterized. The addition of fluoride anions to aqueous solutions of the complexes resulted in the formation of dinuclear supramolecular compounds in which the anion is confined into the cavity that is formed by the two complexes. The supramolecular assembly process was monitored by UV/Vis absorption, luminescence, and NMR spectroscopy and high‐resolution mass spectrometry. The X‐ray crystal structure of the europium dimer revealed that the architecture of the scaffold is stabilized by synergistic effects of the Eu? F? Eu bridging motive, π stacking interactions, and a four‐component hydrogen‐bonding network, which control the assembly of the two [EuL] entities around the fluoride ion. The strong association in water allowed for the luminescence sensing of fluoride down to a detection limit of 24 nM .     

高灵敏度高选择性气敏材料--金属酞菁配合物

酞菁配合物是一类重要的光电功能材料.由于它的特殊结构使其成为高灵敏度高选择性气敏材料,具有极好的应用前景.本文在介绍酞菁配合物的结构特点、合成方法、气敏特性及其最新研究进展的基础上,讨论了酞菁配合物的气敏机理及膜结构、中心金属和取代基对气敏性的影响,并对酞菁配合物作为气敏材料的发展趋势进行了展望。     

Microfluidic differential resistive pulse sensors

This study demonstrates an on-chip resistive pulse-sensing scheme with a design of symmetric mirror channels, which significantly reduces the noise and achieves better signal-to-noise ratio. Polystyrene particles of different sizes have been detected with the developed sensing scheme and a record low volume ratio of the particle to the sensing channel, or 0.0004%, has been detected with particles of 520 nm in diameter in a sensing aperture of 50x16x20 microm3. This volume ratio is about ten times lower than the lowest volume ratio reported in the literature including that specified for commercial Coulter counters.     

N3染料对F-的高选择性光学传感性质

采用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱滴定方法研究了N3染料, cis-Ru(H2dcbpy)2(NCS)2 (H2dcbpy=4,4’-二羧酸-2,2’-联吡啶), 在二甲基亚砜(DMSO)溶液中对F-、Cl-和Br-的识别行为. 结果表明, F-能引起N3的吸收光谱和荧光光谱的明显变化, 能作为高选择性的荧光和比率色度F-传感器. N3与F-相互作用产生一个大的荧光增强因子40, 在已报道的基于Ru(II)配合物的F-传感器中较为罕见.     

中国科大光力学工作进展

中国科学技术大学光力学实验室近年从事实验力学方法在红外成像、金属物理学以及生化传感等交叉领域的研究，为实验力学带来了新的研究内容，也为相关领域的研究开辟出独特的途径。本文拟对该小组近年来取得的研究进展作一个概述：1）提出微梁阵列FPA变形的高灵敏光学检测法，设计制作出相应的FPA，实现了新概念光学读出红外成像，热成像指标处于国际领先；2）提出用动态散斑研究合金材料锯齿形屈服剪切带，建立了溶质原子与位错交互作用的动态应变时效模型，再现出锯齿形加载曲线和带反复传播的轨迹；3）提出用微梁传感研究大分子／蛋白质构象折叠，检测到构象转变过程中分子间力的相互作用信息和折叠动力学过程，为研究大分子折叠机理提供了一种新途径。     

基于稀疏表示的可见光遥感图像飞机检测算法

为解决当前遥感图像飞机检测方法在复杂背景下准确率低,实现旋转不变困难的问题,结合图像稀疏表示原理,提出一种基于稀疏表示的飞机检测算法.该算法首先利用飞机是刚性目标且具有明显几何外观的特点,构建飞机几何原子库;然后建立飞机轮廓几何逼近的最优化方程,在稀疏表示原理框架下,得到飞机轮廓最优的几何部件组合;最后,以星型结构的部件模型为框架,生成待检测图像的目标显著图并根据显著图定位出飞机.实验结果表明,稀疏表示方法能自适应选取飞机部件,部件数目较少且不易受光照、颜色和复杂背景的影响.与现有算法相比,本文算法准确率达90%以上,检测速度有较大的提高.     

Landsat-8的舟山近岸海域总悬浮物遥感反演与时空变异研究

总悬浮物(TSM)是海洋水质和水环境评价的主要参数之一。舟山海域位于杭州湾边缘,泥沙含量多,总悬浮物长期处于高浓度状态,其分布与动态变化对近岸水质、水循环以及该区域的渔业、旅游业都有较大影响。Landsat-8卫星影像作为一种应用广泛、空间分辨率高、便于获取的光学信息,可以为舟山海域的TSM观测提供有力的技术手段。利用舟山近岸海域实测TSM吸收系数a_p(440)和水面光谱,开发了基于Landsat-8反演TSM的最优模型,发现基于近红外和蓝色波段比B5/B2的S-函数和线性函数模型反演精度较好,相对于线性模型,S-函数具有更强的鲁棒性,该模型形式为a_p=3.72/(0.009+e-5.249B5/B2),克服了常用函数模型（如线性、对数、指数函数）应用于实际卫星影像时出现光谱幅度范围受限的困难。海岸带内陆复杂水体水色遥感的另一难点是大气校正,以往的研究往往只采用某种大气校正模型,但该模型不一定适合研究水域,从而使得校正结果并不一定是最优的。在本研究中,验证比较了FLAASH,6S和ACOLITE三种大气校正方法面向Landsat-8水色反演的校正结果,发现ACOLITE方法获取的光谱形状最准确,误差最小,特别在蓝色波段,明显好于FLAASH和6S方法。将最优模型应用于舟山近岸海域2013到2018年的10幅Landsat-8图像。实测数据和反演结果显示：舟山近岸海域的TSM吸收系数a_p(440)的变化范围在1.64～417.04 m-1,均值118.47 m-1,TSM吸收占水体总吸收的90%以上,该海域实测的水面光谱形状呈现典型的河口海岸带复杂浑浊水体的光谱特征,很多光谱曲线具有双峰特征,遥感反射率幅值较大,特别是红色、近红外波段,由于受河口高浓度TSM的影响,遥感反射率高于远海较清洁的海水;衢山、洋山、宁波等近岸区域的TSM浓度明显高于东极、嵊泗等远海区域,随河口羽化区呈现由高到低的梯度变化,在近岸区域分布复杂,外海区域分布较为均匀。在时间分布上具有冬季浓度远高于夏季的特点,其中12月最高,最大值为413.32 m-1,8月最低,最小值为3.69 m-1,5月、10月期间也有TSM的局部峰值。这些TSM时空变异特征表明舟山海域悬浮物的分布和变化一方面受地形、海流、潮汐、季风、台风等自然环境因素的影响,另一方面也受如海运、港口建设、海岛旅游等人类活动的较大影响。     

微纳光纤布拉格光栅折射率传感特性研究

利用光纤布拉格光栅方程和光纤基模有效折射率随纤芯半径和环境折射率的函数关系, 建立了微纳光纤布拉格光栅(MNFBG)反射波长随环境折射率变化的数学模型, 给出了波长灵敏度函数, 并指出MNFBG反射波长的变化规律决定于有效折射率随纤芯半径和环境折射率变化的关系. 详细探究了有效折射率及其灵敏度的变化规律, 结果表明: 有效折射率随纤芯半径和环境折射率的减小而非线性减小, 其对环境折射率变化的灵敏度随环境折射率的增大而非线性增加, 而且随纤芯半径减小, 有效折射率的灵敏度、线性度以及线性响应范围均呈递增规律. 通过对纤芯半径为0.5 μm的MNFBG在1.20–1.30和1.33–1.43 环境折射率范围内的波长响应关系拟合, 分别获得了477.33 nm/RIU和856.30 nm/RIU的波长灵敏度以及99.58 %和99.7%的高线性度, 论证了分析结论以及折射率区间划分测量方案的正确性, 为MNFBG折射率传感器的设计、优化以及应用提供了参考依据. 关键词： 微纳光纤 光纤布拉格光栅 折射率传感 数值模拟     

Modeling of the Temporally and Spatially Modulated Fourier Transform Imaging Spectrometer working in orbit

Temporally and Spatially Modulated Fourier Transform Imaging Spectrometer (TSMFTIS) is a new kind of imaging spectrometer and is applicable in remote sensing. Compared with Temporally Modulated Imaging Interferometer and Spatially Modulated Imaging Interferometer, it employs immovable parts and abandons slit. Based on the analysis of its physical theory, optical principle, data gathering and processing, the mathematical model of the TSMFTIS working in orbit is proposed in this paper. The model is comprised of different function blocks, such as fore-optics, interferometer and so on. For simulation, a big remote sensing image is utilized as ground scene, and a conversion which is similar to color mode conversion from RGB to Lab is made to produce artificial spectra of various ground objects. At last, a validation experiment is performed with real-world spectra of four pieces of colorful cloths by using a commercially available spectrometer.