二维相关光谱法及其在蛋白类物质分析中的研究进展

二维相关光谱法是将特定形式的微扰作用于样品,通过测定一系列扰动作用下的动态光谱,结合数学相关分析,获取与样品中分子结构及作用力相关的二维相关谱特征。该方法主要基于分子振动光谱,将一维光谱扩展到二维空间,能有效提高光谱分辨率,从而识别原始光谱中重叠的分子振动变化特征,为研究分子内及分子间的化学键变化提供依据,在生物医学、药学、食品科学、环境科学以及高分子材料等领域应用广泛。自1986年Noda提出广义二维相关算法以来,二维相关光谱衍生出了投影二维相关、串联二维相关、基于模型的二维相关、异质谱二维相关、移动窗口二维相关等算法。随着近年来生物技术的迅速发展,多肽、蛋白质、酶等蛋白类物质由于参与人体重要生理化学反应过程,对其结构(尤其是高级构象)的分析是研究蛋白类物质质量及疗效的关键。二维相关光谱方法为生物医药中蛋白类物质结构研究提供了快速、无损的定性定量分析方法,可分析蛋白质类物质高级结构中的细微变化,为生物大分子药物机制机理研究提供有力的支撑。综述了二维相关光谱技术的基本原理、谱图解析方法和技术进展,以及其在蛋白类物质分析中的应用方向和前景,为相关领域研究人员应用二维相关光谱法开展蛋白类物...     

大气颗粒物中水溶性离子的在线捕集与提取装置

大气颗粒物对空气质量、人体健康和气候变化有重要影响.水溶性离子是其重要组成部分,监测其浓度变化对于大气污染治理至关重要.但在一些采样环境艰苦的背景区域,需要稳定环境、充足电力和水源保障的在线离子分析仪很难满足监测需求.为了在小体积、低能耗条件下实现大气颗粒物中水溶性离子的高时频在线捕集和前处理,自主研发了一种基于膜累积采样法的系统和装置.该装置实现了样品采集和前处理的自动化、连续化,操作简单,制备高效,并对环境条件要求低.通过该装置,可以获得水溶性离子组分浓度的高时频变化规律,对于认识污染进程中排放源贡献和形成机制具有重要作用.     

无线传感器网络基于参数可调增强型覆盖控制算法

覆盖问题是无线传感器网络领域的一个基本问题,也是无线传感器网络特性当中的一个重点问题.如何通过某种算法达到以最少传感器节点对监测区域的有效覆盖已成为目前研究的一项重要课题.因此,提出一种增强型覆盖控制算法(Enhanced Coverage Control Algorithm, ECCA).该算法通过概率理论知识可以有效地求解出对监测区域进行有效覆盖下的最少节点,给出了传感器节点概率的期望值计算方法以及目标节点首次被传感器节点覆盖和多次覆盖后的期望值求解过程,验证随机变量相互之间不独立时的比例函数关系.仿真结果表明,ECCA算法可以使用较少的传感器节点数量完成对监测区域的有效覆盖,提高了对监测区域的覆盖质量.     

基于节点调度策略的能量有效覆盖算法

对监测区域进行有效地覆盖以及最大限度延长网络生存周期是无线传感器网络研究的重点课题之一。为此,提出了一种基于节点调度策略的能量有效覆盖算法,该算法通过泊松分布模型构造节点概率密度公式,依照节点密度公式对所关注的目标进行有效覆盖;另一方面,通过节点自身状态调度机制更新以及对邻居节点进行匹配调度的动态转换,使得传感器节点剩余能量与节点消耗能量趋于平衡,从而达到延长网络生存周期。仿真实验结果表明,该算法可实现对监测区域的有效覆盖,同时优化了网络资源的配置,延长了网络生存周期。     

基于概率模型的无线传感器网络优化覆盖算法

为了更好地解决无线传感器网络在覆盖过程中出现大量冗余信息及节点能量消耗不均衡等现象,提出了一种节点能量均衡的最优覆盖算法。该算法利用监测区域内传感器节点与目标节点的从属关系建立网络模型,给出传感器节点与目标节点之间的从属关系;通过从属关系和概率理论,求解传感器节点对目标节点的覆盖期望值,然后计算出覆盖监测区域所需最少传感器节点数量。实验结果表明,该算法不仅可以使用最少传感器节点完成对监测区域的有效覆盖,而且抵制了冗余信息数据的产生,提高了网络生存周期。     

基于网络入侵检测系统的研究与设计

入侵检测系统是近几年来网络安全领域的热门技术。为确保网络的安全,结合实际从实现过程、检测方法、入侵检测算法和系统分类等方面详细地做了分析研究[1]。建立起高效的、智能化的网络安全管理体系,才能有效地保证校园网上关键业务和关键数据的安全,从而提出了更加完善的分布式网络入侵检测系统模型。这为今后深入研究网络入侵检测提供了必要的技术依据和发展方向。     

传感网中基于压缩感知的丢包匹配数据收集算法

为了提高传感网中数据重构精度以及降低不可靠链路丢包对压缩感知（Compressive Sensing，CS） 数据收集的影响，本文提出了一种基于压缩感知丢包匹配数据收集算法（Packet Loss Matching Data Gathering Algorithm Based on Compressive Sensing，CS-MDGA）.本文算法通过压缩感知技术构建了全网数据间的"关联效应"，并设计了基于丢包匹配的稀疏观测矩阵（Sparse Observation Matrix Based on Packet Loss Matching，SPLM），证明了该观测矩阵概率趋近于"1"时，满足的等距约束条件（Restricted Isometry Property，RIP），完成了节点间多路径路由数据的可靠交付.仿真实验结果表明，本文算法在链路丢包率为60%情况下，相对重构误差仍小于5%，验证了本文算法不仅具有较高的重构精度，而且还可以有效缓解不可靠链路丢包对CS数据收集的影响.     

电子诱导金属多肽的超分子组装、化学响应释放及其催化应用

近年来,超分子组装在催化、制药、传感器、提纯、组织工程等领域获得广泛应用.为了实现超分子结构功能化,经常会将金属纳米颗粒或者金属活性位引入或共组装至有机超分子骨架中,由此获得金属化的纳米材料.例如,金属纳米颗粒修饰的多肽纤维、金属聚合物、金属负载的水凝胶和气凝胶.常见的金属化策略包括自组织、金属有机配位络合、聚合和电子...     

基于双光谱二维相关谱的葡萄糖溶液温度扰动分析方法研究

在近红外光谱分析应用中，温度扰动导致的光谱变化对于定量分析的准确度影响较大。针对温度扰动识别及定量分析的需要，研究了基于双光谱二维相关谱(2T2D-COS)的光谱扰动分析方法。选择葡萄糖水溶液为样本，根据人体血糖浓度范围和在体组织温度范围设计实验，测量样本在浓度扰动和温度扰动下的透射光谱。对其进行基线校正和滤波预处理后，通过2T2D-COS分析得到浓度扰动和温度扰动下的异步谱。结果表明，温度扰动引起的交叉峰出现在强氢键结合水对应的特征吸收波长(1 474 nm)和弱氢键结合水对应的特征吸收波长(1 410 nm)附近，而葡萄糖浓度扰动引起的交叉峰出现在水分子对应的特征吸收波长(1 450 nm)和葡萄糖分子对应的特征吸收波长(1 595 nm)附近。为了定量分析样品温度，进一步提取了温度扰动异步谱交叉峰1 410 nm波长下的切片谱，其在1 410～1 600 nm波段的相关峰强度随温度的升高而增大，与样品温度之间具有较好的相关性；选择波长(1 475±4) nm范围内的切片谱，对谱峰强度积分后进行线性拟合，建立样品温度的线性回归模型，对温度的预测均方根误差可以达到0.125 9℃。以...