基于有机小分子的Zn2+/Cd2+荧光探针研究新进展

综述了近年来基于有机小分子的Zn2+/Cd2+荧光探针研究新进展.总结了探针分子设计中受体R结构对检测Zn2+/Cd2+的影响,介绍了同一荧光探针分子对Zn2+/Cd2+分别检测的原理和应用.对未来Zn2+/Cd2+荧光探针的研究进行了展望.     

检测活性氧物种的氧杂蒽类光学探针的研究进展

活性氧物种在维持生物体的生理功能方面发挥着重要的作用.高于正常水平的活性氧物种会损伤蛋白质、DNA等生物分子,进而导致疾病.因此,活性氧物种的高选择性、高灵敏度检测研究对疾病的预防、诊断和治疗均具有重要意义.荧光探针因具有分析灵敏度高、样品时空分辨能力强等特点,已在该方面获得了广泛的应用.其中,具有发射波长长,光稳定性好,荧光量子产率高等优点的氧杂蒽类荧光探针已成为检测活性氧物种的研究热点.本论文主要总结了近五年来应用于活性氧物种检测的氧杂蒽类荧光探针的研究进展与成像分析,归纳了不同活性氧物种的识别单元,并展望了此类探针的发展趋势与应用前景.     

钆基富勒烯磁共振成像分子影像探针的研究进展

含有顺磁性金属钆离子及钆团簇的内嵌金属富勒烯(如Gd@C82,Gd@C60和Gd3 N@C80)及其衍生物是一类高效的MRI分子影像探针,其造影效率远优于传统钆基螯合物造影剂.重要的是,碳笼的高度稳定性保护了内嵌团簇,使之免受体内代谢物质的进攻和防止了外泄,从而大大提高了其生物安全性.同时,碳笼还是其它生物活性物质或分子影像探针的有效载体,易赋予其多功能性,从而提高疾病检测的灵敏度和准确性.本文介绍了多种钆内嵌金属富勒烯分子影像探针的研究进展,讨论了内嵌金属团簇和笼外化学修饰对其弛豫性能的影响,以及不同的功能基团对其生物相容性和动物体内分布的影响,并展望了其兼具多功能分子影像探针载体的应用前景.     

含稠合外环的氟硼荧染料类pH荧光探针的研究

以环己醇为起始原料,首先经过改进的三步法制备出2-乙氧羰基-3,4-四亚甲基吡咯,并用过量氢化铝锂高温还原得到2-甲基-3,4-四亚甲基吡咯;再将其分别与4-二甲氨基苯甲醛、4-羟基苯甲醛、4-甲氧基苯甲醛、苯甲醛、4-醛基苯并冠-5等芳醛衍生物在三氟乙酸的催化作用下发生缩合反应,用2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(DDQ)氧化并依次用N(Et)3和BF3.OEt2处理后得到5种新型含稠合外环的BODIPY类染料衍生物。研究了它们的吸收和发射光谱,并采用荧光光谱滴定方法研究了它们在CH3OH-H2O(1∶1,V/V)中对pH的响应能力。结果表明:BODIPY 1和2在可见光激发下,可以分别作为酸、碱环境下的pH荧光探针并且这两种荧光探针在荧光"开/关"状态之间的转化可以通过质子化和去质子化的方式调控。另外,还初步探讨了荧光探针的设计原理及传感机制。     

荧光探针技术在两亲分子有序组合体研究中的应用

荧光技术具有灵敏度高、可测量参数丰富、扰动小、无破坏性等优点,因而在两亲分子有序组合体的研究方面得到极为广泛的应用。本文介绍了国内外利用各种荧光探针技术测定两亲分子有序组合体的微极性、微粘度、动力学过程、聚集数等微观信息,并对具有表面活性剂结构的荧光探针做了简要介绍,最后对基于荧光探针技术的两亲分子有序组合体的研究进行了展望。     

一种近红外发射荧光探针的合成及其荧光增强识别Hg2+

汞离子(Hg~(2+))由于高毒性以及容易对环境和人体造成损害,其检测越来越受到人们的重视。本文基于4-(二乙氨基)水杨醛设计合成了一种近红外发射荧光探针L,该探针可在MeCN/HEPES(体积比2/8,pH=7.4)缓冲溶液中高选择性地荧光增强识别Hg~(2+),其具有合成简便、抗干扰能力强、适用pH范围宽等特点。进一步研究表明,探针L可用于真实水样中Hg~(2+)的检测。     

积垢对离心压气机叶轮气动性能的影响

建立表征离心压气机叶轮积垢分布的粗糙度模型,在叶片表面生成三维、非均匀分布的粗糙带,数值研究干净和积垢状态下叶轮的气动性能和内部流场,并通过敏感性分析,找到对叶轮气动性能影响最大的积垢区域。结果表明:积垢叶轮的多变效率和总压比较干净叶轮均有显著下降;随着流量增大,性能衰减愈发明显;离心压气机叶片前缘靠近叶顶部位为气动性能对积垢的最敏感区域.研究工作为离心压气机的鲁棒设计优化奠定了理论基础。     

基于微球透镜的任选区高分辨光学显微成像新方法研究

提出和发展了基于毛细管-微球组合探针的任选区、 高分辨显微成像新方法. 建立了微球显微成像的物理模型, 利用成像理论,推导出微球成像的放大倍率; 采用3.0, 4.4, 5.6, 7.5, 10.0 μm等不同直径的SiO₂微球, 对未经刻录的DVD光盘进行了微球显微成像实验, 可以观察到DVD光盘的微纳米结构被明显放大且对比度显著提高, 与理论计算结果相符合; 采用毛细管微探针操纵微球的方法, 实现了基于微球透镜阵列的样品微纳米结构的高分辨显微成像; 在此基础上, 进一步将毛细管微探针与微球组合, 制备出毛细管-微球组合型探针, 首次实现了基于微球透镜的样品任意区域高分辨显微成像.     

基于梯度响应面模型的优化设计

本文主要研究一种梯度响应面模型及其在气动优化设计中的应用. 目前应用广泛的多项式响应面模型是连续可导的, 采用梯度信息构造完全二阶多项式响应面模型, 所需样本数与设计参数个数呈线性关系. 首先通过改进实验设计方法, 快速生成满足精度要求的样本并确定梯度响应面模型. 随后通过函数实验验证梯度响应面模型的精度, 及该模型在多极值函数最值搜索中的有效性. 最后由伴随方法快速求解气动优化设计目标函数的梯度信息, 并开展基于梯度响应面模型和复合形法的叶片压力反设计和效率优化设计. 结果表明: 基于梯度响应面模型的优化方法在全局最优及提高优化效率两方面均有出色表现, 基于该优化方法的气动优化设计能够显著改善叶片的气动性能. 关键词： 气动优化设计 响应面模型 伴随方法 复合形法     

带喷流超声速光学头罩流场气动光学畸变试验研究

超声速光学头罩在大气层内飞行时, 需要在光学窗口表面顺来流方向进行喷流冷却, 致使窗口上方流场更为复杂. 目标光线穿过窗口上方流场, 受到激波、膨胀波、混合层、湍流边界层等流场结构引起的变密度场影响而产生波前畸变, 导致成像出现偏移、抖动、模糊等气动光学效应. 本文对马赫数3.8来流条件下有无喷流时超声速光学头罩流场引起的气动光学波前畸变进行了试验研究. 基于纳米示踪的平面激光散射技术, 首先对流场图像进行密度校准获得高时空分辨率密度场, 然后采用光线追迹法计算得到波长532 nm平面光波垂直于光学窗口穿过流场后的光程差(optical path difference, OPD)分布, 并对窗口上方近壁区有无喷流状态的流场结构引起的 OPD分布进行了研究. 发现无喷流时, 流场结构相对较为简单, 窗口上方有较长的回流区和层流区, 而有喷流时窗口上方出现复杂的剪切层、混合层及湍流边界层, 流动很快就转捩为湍流结构, 其引起的气动光学畸变要明显高于无喷流状态. 无喷流状态相隔5 μs的流场引起的光程差均方根值分别为0.0348 和0.0356 μm, 有喷流状态的光程差均方根值分别为0.0462 和0.0485 μm. 关键词： 超声速 喷流 气动光学 光程差