Using Taguchi Method to Determine the Optimum Conditions for Synthesizing Parapyruvate

The synthesis of parapyruvate is important for the analysis of the content in the pyruvate supplements and the study of aging-related neurodegenerative diseases. However, the pure parapyruvate crystal is not, as yet, commercially available. In this study, we applied the Taguchi’s L9 orthogonal array to investigate the optimal conditions for the preparation of the pure parapyruvate by the alkaline treatment of the pyruvic acid and then followed it with the solvent crystallization steps. We were also interested in revealing the major factors that affect the yield for the synthesized pure parapyruvate crystals. In addition, the parapyruvate-inhibited enzyme kinetic of α-ketoglutarate dehydrogenase complex (KGDHC) was also investigated. We found that the pure parapyruvate could be obtained in combination with an alkaline treatment and two solvent crystallization steps. The main factors affecting the yield of the pure parapyruvate were the concentration of the pyruvic acid (the reactant), the pH of the alkali treatment, the type of solvent used for the crystallization and the volume ratio of solvent used for crystallization. Finally, the optimal conditions could prepare parapyruvate crystals with a high purity of 99.8% and a high yield of 72.8%. In addition, the results demonstrate that parapyruvate is a reversibly competitive inhibitor for KGDHC.     

二极管阵列检测-流动注射分光光度法同时测定食品中铁铜钴

目的在于建立同时测定食品中铁、铜、钴三种微量元素的新方法。以2-(5-溴-2-吡啶偶氮)-5-二乙氨基酚(5-Br-PADAP)为显色剂,Triton X-100为增敏剂,采用流动注射-CCD二极管阵列检测-分光光度分析法同时对其进行测定。优化了实验参数,并用偏最小二乘法计算程序解析重叠光谱。结果显示,铁、铜和钴的线性范围分别为0.2～10 μg·mL-1,0.1～5.0 μg·mL-1,0.01～1.0 μg·mL-1,检出限分别为：0.2,0.1,0.01 μg·mL-1,进样频率为45样·h-1。所建方法用于茶叶、芝麻、小米等食品测定时,样品加标回收率分别为铁89.4%～102.3%、铜92.2%～108.0%、钴93.2%～110.8%,相对标准偏差为1.1%～12.1%。对国家一级标准参考物质茶叶和桃叶进行测定(ｎ＝8),结果在其给出的保证值范围之内。     

长程差分吸收光谱技术气体浓度反演误差的定量估计

长程差分吸收光谱法(LP-DOAS)是基于最小二乘原理来反演大气痕量气体浓度的。LP-DOAS能对痕量气体进行高灵敏的测量,但是还没有统计的方法定量确定LP-DOAS反演误差。痕量气体的吸收通常很弱,外来影响因素决定了检测限和测量精度,其被误当做真正的吸收,增加了没有统计特性的噪声到残差中,导致最小二乘拟合误差(err(LSQ))有一个明显的误估计。研究采用蒙特卡罗方法,通过残差的循环移位定量确定差分吸收光谱法反演气体浓度的误差。实验结果表明,蒙特卡罗方法可以定量估计差分吸收光谱法反演误差,误估计因子为1.13,而err(LSQ)为3.12。     

单个血小板的拉曼光谱分析

利用波长为785 nm的激光束构建光镊拉曼光谱系统,俘获悬浮在生理盐水中的人和三种动物(家猪、大鼠、家兔)的单个血小板,激发并收集其拉曼光谱。单个血小板的平均拉曼光谱信号清楚地反映了血小板的生化组成特点,人血小板的拉曼光谱与三种动物的明显不同,1 524 cm-1是人类血小板所特有的拉曼信号峰,而1 157 cm-1在人类中显著高于三种动物的,人类血小板的平均I_{1 157}/ I_{1 003}为0.795,而家猪、大鼠、家兔的分别为0.532,0.502,0.485。多元统计分析结果显示,不同物种血小板的拉曼信号落入不同的空间,可以判别区分。上述结果表明,单个血小板的拉曼光谱基本反映了血小板的主要组成成分,结合多元统计分析可以用于辨别不同的物种的血小板,光镊拉曼光谱系统是实时研究细胞生理、生化变化的快速简便而有效的工具。     

基于半导体光放大器的干涉型器件中噪声特性的分析

分析了基于半导体光放大器(SOA)的干涉仪分别处于“开”、“关”两种工作状态时的输出信噪比及噪声指数,发现当干涉仪处于“开”态时输出信噪比有所恶化,并导出了附加噪声因子的表达式。实验结果进一步证明了理论分析的正确性。     

体相位全息光栅式波分复用器的研究

利用体相位全息光栅的优良特性,研制光栅式密集型波分复用器(DWDM)。准直后的信道波长通过体相位全息光栅两次衍射,在焦面上实现信道波长的分复用。阐述了体相位全息光栅的独特结构特点,给出了体相位全息光栅式密集型光波分复用器件的原理图,计算出各个信道的位置及间隔,用Zemax仿真出设计模型。相比于薄膜滤光片式器件而言,具有许多独特的优良特性,能够实现更密集更多信道数量的分复用。     

基于6S模型的遥感影像逐像元大气纠正算法

大气纠正的目的是从遥感影像中去除大气影响,并反演获取地物真实反射率。介绍了一种逐像元对遥感影像进行大气纠正的算法,该算法基于6S(Second Simulation of the Satellite Signal in the Solar Spectrum)大气辐射传输模型计算建立的查找表(look-up table),并利用地面暗目标(dark object)进行陆地气溶胶光学厚度的自动反演,由于气溶胶的分布具有空间连续性,在获取地面暗目标气溶胶光学厚度值后,通过空间插值的方法计算影像中非暗目标像元的气溶胶光学厚度值,经过查找表二次插值计算,逐像元进行大气纠正并获取像元地表反射率值。以Landsat5遥感影像为例,介绍了算法流程,展示了大气纠正的结果。结果显示,利用查找表逐像元大气纠正的算法,能够在一定程度上去除云雾对影像的影响,更加精确的对遥感影像进行大气纠正并获取地物的真实反射率。     

激光指示器光轴调校技术

利用反射式光学系统对激光指示器的光轴进行了调校。提出了激光指示器及观瞄装置的光轴校正方案,并建立了调校装置。该装置由离轴抛物面反射镜、十字靶标、背景光源、图像采集装置及其它附件组成。对调校装置的测量精度进行了标定和计算。结果表明,该装置的测量精度可达到0.05mrad。利用该装置对激光指示器的光轴进行了调校,并给出了系统示意图和测试效果。     

垂直入射时无限长分层柱电磁散射的改进算法及应用

结合非均匀球粒子对平面波散射的散射场计算的改进算法,提出了平面波垂直入射无限长分层圆柱散射场快速稳定而有效的改进电磁散射算法。与已有算法相比,改进算法所能计算的无限长非均匀介质圆柱的尺寸参量突破10000,计算层数达到106,并且计算时间很短,最多仅为几秒。该算法可以用于不同的波段以及不同领域的任意无耗或吸收无限长圆柱体散射场的计算。最后将该算法应用于梯度折射率聚合物光纤(GI-POF)散射特性的研究,为非接触、在线测量聚合物光纤折射率分布提供了理论依据。     

参变过程中的群速延迟对晶体匹配长度的影响

基于能量守恒和三波耦合波方程,建立了超短脉冲在参变过程中二次谐波产生时的I类和II类相位匹配条件、基波与谐波之间的群速延迟时间、以及群速失配对晶体长度限制的理论基础。以负单轴非线性光学晶体CsLiB6O10为例,分析和数值计算了超短脉冲宽度为100fs时,谐波的群速匹配长度随基波波长变化的规律。研究结果表明在I类相位匹配条件下,基波波长为642nm时,群速延迟最小,相应的群速匹配晶体长度最长为19.1mm;在II类相位匹配条件下,基波波长为767nm,群速延迟最小,群速匹配长度最长为0.89mm。