应用生物芯片技术研究人参对衰老小鼠脑组织基因表达谱的影响

目的:利用生物芯片技术分析人参对衰老小鼠脑组织基因表达谱的影响,探讨人参作用机理研究方法.方法:20只雌性小鼠用D-半乳糖诱导为亚急性衰老模型小鼠,并随机分为两组:实验组和对照组.实验组小鼠每日给服人参水煎剂,对照组小鼠每日给服等量生理盐水作为空白对照.从小鼠脑组织中抽提mRNA,用Cy3和Cy5两种不同的荧光染料,通过逆转录反应,将实验组和对照组小鼠的脑组织细胞mRNA分别标记成两种探针,等量混合后与小鼠基因表达谱芯片杂交,并对Cy3、Cy5荧光信号做扫描分析.结果:芯片扫描显示,实验组和对照组之间显著差异表达的基因有13条,且均为表达下调基因.结论:人参对衰老小鼠脑组织的基因表达具有显著影响,Nckap1基因及Atp5a1基因可能是人参抗衰老作用的靶基因.     

一个单芯片硅微惯性测量组合

论文基于普通的体硅工艺设计实现了一个单片集成式硅微惯性测量组合.通过对敏感表头的结构优化设计达到异构图形长和宽的较高一致度,从而有效降低刻蚀延迟效应(RIE Lag)对大面积结构深刻蚀造成的影响.所加工的样片在不到1cm2的硅片面积上同时包含了三个不同轴向的硅微加速度计和三个不同轴向的硅微陀螺,可对载体在笛卡尔坐标系内六个自由度上的运动分量进行测量.针对这六个片上惯性元器件,分别设计了相应的接口电路并进行了测试.测试表明其中的陀螺可达到1 deg/s左右的精度,加速度计有33 mV/gn的标度因子.论文研究表明这种单片集成式硅微惯性测量组合的实现方法工艺简单,可有效降低惯性测量组合的体积,同时具有进一步提高精度的潜力.     

微型可编程衍射光栅的特性分析

研究了基于微型光机电系统(MOEM S)的微型可编程衍射光栅。利用波动光学理论推导了在编程状态下它的光强分布公式,对可编程光栅每个衍射单元包含的微梁数和其中的微梁高度等参数变化对其衍射特性的影响进行分析,并对其衍射特性进行仿真验证。验证结果表明:光栅衍射单元包含的微梁数会对衍射光的各个主极大空间位置产生影响,而微梁高度的变化则会引起各衍射主极大之间的光强能量重新分布。     

硅微陀螺的静电-结构耦合分析与模拟

硅微陀螺是一个涉及力、电和流体等多个能量域的复杂系统，设计过程中综合考虑这些能量域的耦合作用有利于预测和改善陀螺的系统性能。本采用半解析的方法分析了陀螺中的静电-结构耦合问题，引入机电转换单元模拟了偏置电压对驱动模态和敏感模态频率的影响。结果表明基于半解析的耦合分析方法能准确快速地求解微陀螺的静电-结构耦合问题。     

音叉电容式微机械陀螺的误差源分析与消除

误差源是以弱小信号处理为特征的微机械陀螺精度提高的主要制约因素。分析了音叉电容式微机械陀螺由本身工作模式和加工误差造成的两类误差源，并探讨了相应的消除方法。首先采用分离电极方法消除了驱动模态位移电流对敏感模态输出信号的耦合；用半频驱动方法抑制了驱动电压信号通过寄生电容对输出信号的耦合；通过在玻璃基体上开槽减轻了梳齿电容的静电悬浮以及玻璃基体上的电荷累积现象。然后通过对驱动电压幅值的自动调节弥补了由加工误差所造成的驱动电容不匹配，并采用同步解调消除正交误差。分析结果表明这些误差源的消除可提高微机械陀螺的精度水平。     

用于三角翼气动控制的MEMS微致动器

结合三角翼气动特征，介绍了两种用于三角翼前缘涡控制的MEMS微致动器，它们通过扰动边界层的分离，打破三角翼前缘分离涡的对称性，从而产生控制力矩。描述了微气泡致动器的工作原理、薄膜材料的选择以及结构工艺。利用计算流体力学软件对微气泡致动器阵列扰动下三角翼前缘涡的变化情况进行了数值仿真，进一步验证了控制方案的可行性。     

一种用于MEMS陀螺的高精度电容读出电路的设计

针对电容式MEMS陀螺,设计了一种高精度CMOS接口读出电路。从理论上分析了接口寄生电容、器件的不匹配对接口电路的影响,采用连续时间电压读出方式的检测方法,设计了一款带有输入输出共模反馈的低噪声全差分电荷运算放大器,输入输出共模电压稳定在2.5V,输入端的噪声电压为9nV。载波调制技术用来消除低频闪烁噪声。在Cadence中对设计的接口电路进行仿真分析,并采用PCB电路板进行了实验。结果显示所提出的接口电路不仅消除了大部分寄生电容的影响,抑制了大部分的耦合信号和噪声信号,而且减小了由于器件的不匹配产生的失调电压对电容分辨率的影响,电路Cadence仿真的电容分辨率可达0.13aF/(Hz)~1/2,能满足惯导级的需求。     

基于TPWL方法的MEMS热微执行器的热电耦合宏建模

本文给出了一种基于轨迹分段线性化TPWL( Trajectory Piecewise-Linear)方法的非线性热电耦合宏建模技术。首先建立了MEMS热微执行器的三维非线性热电耦合模型,并采用有限元方法对其进行空间离散,然后利用新的基于全局最大误差控制的线性化点选择算法获得一组线性化点,最后使用TPWL方法构造MEMS热微执行器的热电耦合宏模型。以平板式热微执行器为例,研究了宏模型的精度、效率及可扩展性。与全模型仿真结果进行比较,宏模型仿真结果的相对误差可达到0.036%,加速比可达到100倍以上。     

静电激励硅微机械谐振压力传感器设计

设计了一种静电激励/电容检测的硅微机械谐振压力传感器,采用改进的侧向动平衡双端固支音叉谐振器,利用基于绝缘体上硅的加工工艺制作。为了抑制压力敏感膜片受压变形时谐振器的高度变化,在谐振器固定端设计了全新的桁架结构。针对传感器检测信号微弱和同频干扰严重的特点,在芯体和接口电路设计中采取添加屏蔽电极、降低交流驱动电压幅值、差动电容检测和高频载波调制解调方案等多项措施。同时基于该接口电路设计了开环测试系统,并在常压封装条件下对传感器进行了初步性能测试。实验结果表明:其基础谐振频率为33.886 kHz,振动品质因数为1222;测量范围为表压0~280 kPa,非线性为0.018%FS,迟滞为0.176%FS,重复性为0.213%FS;在-20~60℃的温度范围内,谐振器的平均温度漂移为-0.037%/℃。     

半不连续切屑形成过程切削力动态数学模型

本文在钛合金切屑形成过程动态研究的基础上,建立了能反映半不连续切屑变形规律和影响因素的动态切削力数学模型,并对钛金合切削力特性进行了实验研究,提出了控制切削用量和刀具几何参数是抑制切削振动、提高已加工表面质量、减小切削力的有效途径。