正交像散高密度三维单分子定位显微的数值模拟

单分子定位显微(single molecule localization microscopy, SMLM)成像技术利用荧光分子的稀疏发光、探测及定位,实现了纳米级空间分辨率的超分辨成像.为了提高其时间分辨率,需要提高同时发光的荧光分子密度.但随着分子密度的提高,不同分子的点扩散函数(point spread function, PSF)在探测器上将发生严重的重叠现象,导致空间分辨率降低,尤其是在进行三维SMLM成像时.为了解决这一问题,本文提出了一种基于正交像散的高密度三维单分子定位超分辨成像方法,并对该方法进行分析和数值模拟研究.该方法的核心是在单分子定位显微镜中将采集的荧光分成两束成像在同一个探测器的两个区域,并在两个通道中各引入一个光学参数相同但取向相互正交的柱透镜,实现对同一个荧光分子正负两个像散PSF图像的同时探测,然后建立该成像过程的线性投影模型,利用压缩感知算法求解出荧光分子的三维定位信息.结果表明,由于两个正交柱透镜产生的一组正交像散PSF对作为一个分子的系统响应时具有较低的相关性,该方法的高密度三维定位准确性可显著优于采用单个柱透镜的传统像散方法,且离焦程度越大两个...     

Al、Nd对Cr12MoV钢表面镍基熔覆层的组织及性能影响

为了解决Cr₁₂MoV钢溶蚀、表面碎裂等问题,利用Al-Ni、Nd-Ni粉末在Cr₁₂MoV钢上进行激光熔覆实验,研究了Al、Nd对镍基覆层的宏微观形貌、组织及表面性能的影响。结果表明:Al可以减少熔覆层裂纹的产生,同时降低覆层硬度,使熔覆层中产生具有减磨作用的硬质相Al₂O₃等,降低覆层磨损量,14%Al覆层磨损量比2%Al的覆层磨损量低44.5%,Al较优质量分数为14%;Nd的晶粒细化作用明显,显著提升覆层显微硬度,2.5%Nd覆层平均硬度比基体平均硬度高36.8%,Nd较优质量分数为2.5%。     

超导磁共振仪器设备国产化现状及挑战

磁共振在化学分析和医学影像等领域发挥着不可或缺的作用,而磁共振仪器设备是开展磁共振研究的必要前提.长期以来,国外仪器厂商在我国磁共振仪器市场居于垄断地位.近年来,随着我国在磁共振仪器研发和产业化方面不断取得进展,市场份额为外商垄断的局面已大为改观.本文调研综述了我国磁共振仪器设备研制的现状,以及面临的若干挑战.     

基于多弛豫信号补偿的快速磁共振T1ρ散布成像

定量磁共振成像（MRI）可量化组织特性,是科学研究和临床研究的重要工具.旋转坐标系下的自旋-晶格弛豫时间（T_1ρ）能反映水与大分子之间的低频交互作用,在3 T及以上的高场环境下,T_1ρ受水和不稳定质子之间化学交换的影响较大,通过测量弛豫率随自旋锁定场强度的变化而得到其分布情况（T_1ρ散布）,可用于分析和量化质子的交换过程,因此T_1ρ散布是一种重要的定量MRI技术.然而,获得不同自旋锁定场强下T_1ρ加权图像的时间过长,限制了其应用范围.针对这一问题,本研究提出一种基于多弛豫信号补偿策略的快速T_1ρ散布成像方法.该方法将不同锁定频率下的T_1ρ加权图像补偿到同一信号强度水平,并结合低秩与稀疏建立重建模型.实验结果表明,该方法在加速倍数高达7倍时仍获得了较好的重建结果.     

高分辨率X射线显微成像及其进展

介绍了高分辨率X射线显微成像产生背景和发展过程，着重分析了基于光学元件波带片的放大成像的基本原理，并简述了高分辨率三维成像的有关理论。同时给出国内外高分辨率X射线显微成像研究的最新进展，展望了高分辨率X射线显微成像的应用前景。     

脉冲付里叶变换波谱及磁共振现象

一、引言 Zavoisky在1945年首先观察到了电子顺磁共振(EPR)现象,其后不久Bloch及Purcell,Torry,Pound两个研究组分别独立地报导了核磁共振(NMR)实验,1950年Hahn则第一个完成了核自旋回波实验。自那以后特别是1966年由于Ernst及Anderson引入付里叶变换NMR方法后,时畴NMR发展特别迅速并在物理、有机化学以及生物物理、生物化学等众多学科得到了广泛的应用。时畴NMR迅速发展的主要原因是其具有很高的灵敏度,一般较连续波(CW)磁共振方法灵敏度高1—2量级,其次则是它可完成在液体及固体中许多用CW波谱技术     

核磁共振医学成象

 长期以来,核磁共振现象主要用于化学分析中.核磁共振(NMR)波谱分析在医学上可用药物分析和生化分析.1958年,开始有人用NMR原理进行活体血流量测定.1971年美国纽约州立大学教授R.Damdian提出NMR用于医学诊断的可能性及其意义,化学家P.C.Lauterbut于1972年进一步指出NMR信号完全可以重建图象.同年,X线电子计算机断层成像(或称电子计算机体层摄影)技术正式宣告问世,这使医学诊断发生了革命性的飞跃.电子计算机断层成像简称为CT.核磁共振医学成像也采用先进的CT技术,称为核磁共振计算机体层摄影(NMR-CT).但它与X-CT在获取信息的原理方面全然不同,在图像重建方面有所相似,只不过NMR-CT比X-CT要复杂得多.     

一种与光镊结合的显微拉曼光谱技术

论述了一种与光镊结合的显微拉曼光谱即光镊-显微拉曼光谱系统的构建方案。给出了利用该系统测得的活细胞(大白鼠血细胞,酵母细胞)的微区拉曼光谱,并将红外光镊束缚下的Ar+激光激发的血细胞的拉曼光谱,与用单一Ar+激光光镊束缚并同时激发的血细胞拉曼光谱,以及血细胞直接贴在基底上的拉曼光谱进行了分析对比。实验表明,前者比后两种实验方案的血细胞拉曼光谱信号有显著提高。分析了红外1064 nm光镊激光和可见514.5 nm Ar+激光对活细胞的损伤效应,发现高功率的红外激光对细胞的损伤作用远小于低功率的Ar+激光。并将该系统应用于碳纳米管材料分析,获得了单壁碳纳米管的拉曼光谱。     

用MRI无损检测胆囊中的胆汁成

为了探索用磁共振成象方法无损伤检测胆囊中的胆汁成分的可能性,我们用0.5T的磁共振成象仪,对38例禁食期胆囊疾病患者(12例急性无并发症胆囊炎及胆结石,1例化浓性胆囊炎,2例急性出血性胆囊炎,14例慢性胆囊炎及胆结石,5例胆囊息肉,4例障碍性黄疸进行了轴向腹部胆囊部位T1-加权自旋-回波成象.结果表明:禁食或胆囊疾病患者胆汁中胆固醇(p=0.014),脂肪酸(p=0.001),和铁(p<0.001)的浓度对T₁-加权成象(TR/TE=620/25ms)的肝-胆信号强度比有明显的负影响,同时发现总蛋白质,总胆红素及Na⁺,K⁺,Cl^-,Mg⁺⁺离子的浓度对肝-胆MRI信号强度比无显著影响,由此可见,T₁-加权MRI中的肝-胆信号强度比反映了胆囊中的胆汁成分,其中影响肝-胆信号强度比的最重要因素是胆囊中胆汁所含胆固醇、脂肪酸和铁的浓度.     

汽车尾气颗粒物的STXM和NEXAFS研究

为了研究汽车尾气颗粒物的结构和氮的种态,使用扫描透射X射线显微成像(STXM)技术研究了桑塔纳3000和高尔汽车尾气颗粒物.STXM表明单颗粒物的粒径为500nm,颗粒物质量分布不均匀,有中间空洞.比较汽车尾气颗粒物和(NH4)2SO4和NaNO3中N的1sX射线近边吸收精细结构谱(NEXAFS),铵盐在406eV有显著的σ*吸收峰,有肩部结构;汽车尾气颗粒物和NaNO3中N的近边吸收谱在412eV和418.5eV有明显的σ吸收峰;(NH4)2SO4中N的近边吸收谱在413.5eV和421.8eV更宽的σ吸收峰.硝酸盐是汽车尾气颗粒物中的N化学种态的主要存在形式.在395—418eV能量范围内对桑塔纳3000汽车尾气颗粒物进行堆栈扫描,经过主成分分析和聚类分析,发现其表层主要为硝酸盐,内部有少量铵盐.