光谱法结合分子动力学模拟研究臭氧对肌红蛋白结构的作用机制

臭氧(O₃)是一种具有强氧化性作用的杀菌消毒剂,因其安全无害等特点已被广泛用于肉制品生产加工的减菌处理,但O₃减菌处理对红肉色泽具有较强的负面作用,且其作用机制尚缺乏研究。针对肌红蛋白（Mb）存在状态是决定红色肉色泽关键因素的基础,通过紫外-可见吸收光谱法、荧光光谱法和圆二色光谱法（CD）研究O₃作用下Mb的光谱特性变化,结合蛋白质氧化特征指标分析和分子动力学模拟技术探究O₃对Mb分子的作用效果与机制。光谱研究结果表明,O₃处理可使Mb的紫外-可见光谱图在412 nm左右处的铁卟啉环特征峰及540和580 nm附近的氧合肌红蛋白（OMb）特征峰的强度减弱,其中铁卟啉环特征峰发生蓝移;利用固定激发波长280 nm下测定Mb内源性荧光和同步荧光光谱表明O₃会降低Mb的荧光强度,增大铁卟啉基团贡献的荧光峰强度和造成酪氨酸残基荧光光谱特征峰的蓝移;O₃作用使Mb三维荧光光谱特征峰强度的下降及光散射强度的增加。以上变化推断出O₃会促进Mb的氧化,造成其氨基酸残基疏水基团裸露,使Mb所处微环境及其蛋白构象改变;CD分析表明O₃与肌红蛋白接触时间越久,蛋白质二级结构变化越明显,造成α-螺旋的含量下降,无规则卷曲增加。辅以检测不同强度O₃处理Mb的含量及性质的变化,可知O₃处理使OMb含量下降,高铁肌红蛋白（MMb）含量增加,同时O₃处理Mb的羰基含量增加和巯基含量下降,这也进一步证实O₃作用促进了Mb的氧化,此外,O₃处理Mb表面疏水性的增强,说明O₃造成Mb体系微环境的极性变化。分子动力学模拟结果显示O₃会提高Mb肽链的RMSD值,影响Mb肽链的稳定性,减弱铁卟啉环与Mb肽链的相互作用;RMSF结果表明Mb活性口袋附近氨基酸残基的变化较大;蛋白质二级结构分析与光谱学试验研究结果一致,Mb的α-螺旋的含量下降,无规则卷曲增加。总而言之,O₃可作用于Mb的氨基酸残基,导致蛋白质二级结构和疏水性改变,并发生蛋白氧化及铁卟啉环暴露,进而引起红色肉色泽发生改变。该研究可为生鲜红肉护色技术制定等提供一定理论依据。     

CINRAD/SB雷达伺服系统典型故障分析

介绍金华CINRAD/SB天气雷达天线、伺服系统的组成及基本工作原理,根据金华新一代天气雷达伺服系统出现的故障记录以及报警信息,分析故障原因,确定故障部位,给出解决方案及注意事项,为雷达机务人员在碰到类似问题时快速确定故障位置并解决故障提供参考,共享雷达维护维修经验,提高工作效率,更好地保障新一代天气雷达的正常运行.     

三维拉曼成像技术用于纳米金刚石与细胞相互作用过程的研究

纳米金刚石(NDs),作为一种具备良好生物兼容性、化学稳定性、药物负载能力和众多不可比拟优越性能的材料,其在生物医学领域的应用被广泛关注,尤其是在生物成像和抗癌药物传输领域。首先对不同尺寸纳米金刚石的拉曼性能进行评价,确定了100 nm高温高压合成的NDs更适宜作为拉曼生物探针。之后,为了生物领域的应用,这些NDs表面的杂质经过羧基化方式处理获得均一表面性能,并采用扫描电镜、红外、拉曼和粒径分析手段对该过程进行验证。然后,NDs作为拉曼探针被用于快速定位HeLa细胞内NDs的分布,验证了HepG2细胞对NDs内吞过程的时间依赖性。此外,借助非侵入性的三维(3D)共聚焦拉曼成像技术,可视化观察了四种不同细胞(HeLa, HepG2, C6和MDCK)对NDs内吞量和滞留量的差异。其中,MDCK这种正常细胞内部极少发现NDs,而其他三种癌细胞中有大量NDs信号,显示出不同种类细胞对于NDs的吞入和滞留量的明显差异。实验结果表明,纳米金刚石拉曼生物探针不仅可以用于生物成像,更为癌症的定位和诊断提供可能性。     

变焦系统凸轮曲线的优化设计

由于变焦系统凸轮曲线的的质量直接影响像质,因此从实际应用出发,以变焦方程和动态光学原理为依据,结合实际工作中需要设计的变焦镜头,通过对变焦系统高斯计算的过程进行分析,指出影响凸轮曲线的主要因素为变倍组和补偿组的焦距以及二者的间隔。针对3个参量之间的对应关系进行讨论,提出了优化凸轮曲线的方法。     

连续相位变化毫米波衍射天线

基于菲涅尔原理及卡塞格伦天线设计方法,设计了一种口面直径为200 mm的卡赛格伦菲涅耳相位修正平面天线。天线采用连续相位修正方式,由一组同心菲涅耳相位修正圆环组成,与传统卡赛格伦抛物面天线相比,该天线具有平面化结构,大大减小了天线自身重量,天线辐射性能较离散相位衍射天线有大幅度提高。在95 GHz频率下,采用物理光学法进行仿真计算,并采用近场扫描系统进行了天线性能测试,天线3 dB波束宽度分别为0.95及1.05,天线实测增益为44.1 dB,天线口面效率为65%。     

表面富含羧基的单分散交联聚合物微球的快速自组装制备胶体晶的研究

在20～70℃范围内,用垂直沉积的方法可使表面富含羧基的单分散交联聚合物微球在不同的基底上快速自组装成三维有序的胶体晶.不同粒径的微球形成的胶体晶其光禁带峰位不同,因此可调控不同波长的光在胶体晶中的传播.利用紫外-可见光谱研究了胶体晶的光禁带峰位与组成其微球粒径之间的关系.结果表明,随着构成胶体晶微球粒径的增大,胶体晶光禁带峰位发生了红移,而随着入射光角度的增大,胶体晶的光禁带峰位发生了蓝移.利用原子力显微镜和扫描电子显微镜研究了其它条件对聚合物微球有序排列的影响,发现聚合物微球在pH值为3.0～13.0范围内可以形成三维有序自组装胶体晶.这是由于在不同的pH值下,聚合物微球表面发生羧基化及去羧基化反应,导致在自组装过程中微球之间和微球与介质之间作用力的变化     

多重开孔式声子晶体隔声特性研究

设计了一种多重开孔式局域共振声子晶体结构,结合有限元方法计算结构的带隙和隔声特性,并进一步分析了影响隔声效果的因素.结果表明,该结构在41～1500 Hz范围内存在一个较宽的完全带隙和两个较宽的方向带隙.隔声峰出现的位置与带隙频率范围相对应.通过增加内部金芯体的半径,减小包覆层硅橡胶孔的尺寸,可以取得更好的隔声效果.通过在结构中新增一层复合层,可使整体结构的隔声性能进一步优化.     

光谱成像仪快速光谱定标方法研究

光谱定标是确定光谱仪器各通道中心波长的过程,为了获取光谱辐亮度,通常需要对光谱仪器进行辐射定标,将光谱仪器输出的数值,映射为物理量——辐亮度。不同的光谱仪器的光谱响应不同,因此还需要在光谱定标过程中确定各个通道的光谱响应。光谱成像仪可以看成是多个光谱仪组成的,需要对所有点的中心波长和光谱响应进行定标。自第一台成像光谱仪诞生以来,其定标方法逐渐固定,通常需要采用光谱分辨率较光谱成像仪更高的单色仪输出准单色光进行光谱定标,其准单色光的光谱带宽远小于光谱成像仪的光谱响应带宽,可以将准单色光抽象为脉冲函数。根据脉冲函数的特性,改变准单色光的波长,扫描光谱成像仪的响应波长范围,是对光谱响应函数进行间隔采样的过程,通过光谱定标数据可以直接得到光谱成像仪的中心波长和光谱响应函数。随着技术的发展,探测器的灵敏度越来越高,光谱成像仪的分辨率也越来越高,为了完成光谱定标,对光谱定标需要的准单色光提出了更高的要求。然而准单色光的带宽越窄,其能量越低,获取满足信噪比要求的数据需要更长的时间,使定标的效率降低。从光谱定标的目的出发,结合准单色光和光谱成像仪光谱响应近似高斯函数的特点,通过理论分析,提出一种利用宽...     

Efficient quantum simulation of open quantum dynamics at various Hamiltonians and spectral densities

Simulation of open quantum dynamics for various Hamiltonians and spectral densities are ubiquitous for studying various quantum systems. On a quantum computer, only log₂N qubits are required for the simulation of an N-dimensional quantum system, hence simulation in a quantum computer can greatly reduce the computational complexity compared with classical methods. Recently, a quantum simulation approach was proposed for studying photosynthetic light harvesting [npj Quantum Inf. 4, 52 (2018)]. In this paper, we apply the approach to simulate the open quantum dynamics of various photosynthetic systems. We show that for Drude–Lorentz spectral density, the dimerized geometries with strong couplings within the donor and acceptor clusters respectively exhibit significantly improved efficiency. We also demonstrate that the overall energy transfer can be optimized when the energy gap between the donor and acceptor clusters matches the optimum of the spectral density. The effects of different types of baths, e.g., Ohmic, sub-Ohmic, and super-Ohmic spectral densities are also studied. The present investigations demonstrate that the proposed approach is universal for simulating the exact quantum dynamics of photosynthetic systems.     

基于液相外延的InAs基红外探测器InAsSbP阻挡层的仿真

在传统pn结红外探测器中,宽带隙阻挡层的引入可以有效降低器件暗电流。采用COMSOL软件对探测器的能带图进行仿真,结果表明,InAsSbP四元合金通过n型或p型掺杂,其能带结构能够实现价带能级的下凹或导带能级的上凸,起到阻挡空穴或电子的作用。通过理论分析和仿真计算,确定了满足阻挡层要求的InAsSbP组分。对于nBip型和pBin型红外探测器,仿真得到了阻挡层的最优厚度和最优掺杂浓度(粒子数浓度),并分析了其偏离最优值时对器件暗电流的影响。对于nBip型探测器,当阻挡层厚度为40nm、掺杂浓度为2×10~(18) cm~(-3)时,器件开关比最大;对于pBin型探测器,当阻挡层厚度为60nm、掺杂浓度为4×10~(17) cm~(-3)时,器件的开关比最大。