框架核酸在生化检测中的应用

核酸是传统意义上的遗传信息载体,也是构建新型微观和宏观材料的生物材料。框架核酸是核酸通过自组装合成的,在纳米级精度上可设计和可修饰的新型纳米结构,已被广泛应用于化学、材料科学、生物医学、辐射生物化学等领域。成像技术为直观可视化地研究框架核酸的结构和功能提供了不可替代的技术手段。本文综述了框架核酸的构建及常用成像表征技术,介绍了其在生化检测,包括离子分子检测、基因检测、细胞检测及辐射检测中的应用,并展望了框架核酸的发展前景。     

基于Unreal的综采工作面场景优化与液压支架人机交互研究

利用3ds Max优化液压支架三维模型,降低Unreal引擎中虚拟场景的延迟,采用HTC Vive虚拟现实设备改善综采工作面液压支架人机交互方式,结合Lighthouse定位追踪系统增强虚实运动的一致性,从而减少视觉与前庭冲突,避免诱发虚拟现实晕动症。编写传送蓝图突破Lighthouse定位追踪系统对用户活动范围的限制,使用户能够在小范围的实际空间中对大范围的虚拟空间进行漫游,使综采工作面液压支架的人机交互更自然,虚拟场景沉浸性更好。     

同步辐射真空紫外圆二色谱技术在DNA结构研究中的应用

圆二色谱(Circular dichroism,CD)技术是DNA结构研究的有力工具之一。目前,一般的CD光谱仪只可获得190 nm波长以上的CD信号,并且在190-220 nm波长范围内因受到空气、溶剂、缓冲液及盐离子浓度等的影响而噪音很大,并无太大的实用价值。同步辐射圆二色谱技术(Synchrotron radiation circular dichroism,SRCD)的发展,使得在真空紫外(Vacuum ultraviolet,VUV)区获得DNA结构的CD信号成为可能,目前已成为研究DNA结构的一种新的有力手段。本文首先介绍了SRCD技术的原理和特点,尤其是在DNA结构研究中的优势,然后概述了DNA的结构及影响CD信号的因素,最后以几种典型的DNA结构为例分析了它们的SRCD特征图谱。     

亚细胞结构的超高分辨成像研究

本文介绍了3种常用的亚细胞结构成像技术包括荧光超分辨显微成像术、软X-射线显微镜和三维冷冻电镜的成像原理,细胞成像应用及所存在的问题。并提出多种显微镜联用的关联显微术由于结合了多种显微镜的优势,能够提供多方位信息,丰富细胞生物学的研究,有可能给细胞学带来全新的认识。     

晶格膨胀剂对水泥-套管界面胶结性能的影响实验

水泥石体积收缩会严重影响水泥-套管界面的胶结强度,而晶格膨胀剂可以弥补水泥石体积收缩,但晶格膨胀剂能否改善水泥-套管界面胶结强度有待进一步研究。利用自行设计的界面胶结强度测定仪定性地测量了膨胀水泥与套管的剪切胶结强度,同时研究了温度和压力变化条件下膨胀水泥与套管的胶结性能,并与常规水泥进行对比,探讨了膨胀水泥与套管界面的微观结构与界面胶结强度宏观力学行为的关系。研究表明：晶格膨胀剂的加入使得水泥-套管界面胶结强度明显下降;同时,晶格膨胀剂使水泥石的弹性模量增大,使水泥-套管界面胶结强度抵抗温度和压力变化的能力变差。为了满足开发过程中温度、压力改变条件下的固井界面封隔特性要求,研究一种既能实现膨胀功能、又能改善界面胶结力和水泥石力学性能的膨胀剂具有重要的意义。     

基于GA-Broyden混合算法液压支架运动状态仿真及监测研究

为了实现液压支架运动状态的仿真及监测,建立液压支架虚拟样机模型,在Unreal引擎中进行虚拟场景搭建。用位移传感器获取液压支架前立柱与后立柱的位移参数,并将其导入液压支架运动学方程,再利用遗传算法对液压支架运动学方程进行求解,将求解的结果作为Broyden算法的初始值继续迭代,从而求得液压支架位姿参数,用以驱动虚拟场景中液压支架的运动,结合HTC Vive虚拟现实设备对液压支架运动状态进行仿真及监测。     

不稳固巷道的维护原理与支护方法的探讨

在软弱夹层、蚀变带、破碎带等软岩中掘进巷道,往往由于支护方式选择不合理,而造成巷道多次破坏,多次支护,既耽误工期,又容易造成损失。为解决这个问题,通过对不稳固巷道的维修原理进行分析,总结出适合这类巷道的支护方法,以确保工程安全顺利进行。     

遇气自愈合水泥浆体系北大核心

针对顺北油气田凝析气藏在生产期间产生的微裂隙和微环隙,研制了适用于顺北油气田的遇气自愈合乳液,该乳液遇天然气体积膨胀率达30%,并配制出了密度范围在1.45~2.20 g/cm^(3)的自愈合水泥浆体系。该水泥浆体系的适用温度在90~180℃,弹性模量小于7 GPa。同时,还设计了合理的水泥石遇气自愈合能力评价方法,通过首次造缝和二次造缝,水泥石的自愈合能力分别达到了100%和95.1%。研制的遇气自愈合水泥浆体系兼具自愈合能力和优异的弹性性能,已现场试验3口井,固井质量优质率为100%,满足了顺北油气田高温高压气井长期密封需要。     

基于损伤力学变内压条件下水泥环密封完整性模拟

针对变内压条件下水泥环密封完整性失效问题，基于连续损伤力学理论，采用同时考虑水泥石损伤和屈服后应力—应变关系的塑性损伤本构模型来描述实际水泥石的全应力—应变力学性能，研究了水泥石力学性能对密封完整性的影响。研究结果表明，向常规水泥浆中加入弹韧性材料形成弹韧性水泥，降低了水泥环弹性模量，既可以预防微间隙形成和减小微间隙尺寸，又可以预防和减少水泥环拉伸破坏。但并非弹性模量越低，弹韧性水泥密封完整性越好，密封完整性还与水泥环拉压弹性变形性能有关，同等情况下水泥环最大拉压弹性应变越大，其密封完整性越不容易失效。建议根据水泥环的弹性模量和拉压全应力—应变关系来评价水泥环密封完整性。研究结果为水泥环密封完整性评价和水泥石力学性能优化提供了一定依据。     

储能微球的封装方法

为了保证在海洋深水油气井固井时水合物的稳定，需要在固井时使用低水化热水泥浆。目前的方法是在油井水泥中加入热能存储剂，但是将热能存储剂直接在水泥浆体系中应用，会出现配伍性差的问题。将热能存储剂吸收进入高强度载体微球内形成储能微球，可避免热能存储剂与水泥浆直接接触，是解决热能存储剂对固井水泥浆不利影响的有效措施。但是由于载体微球球壁开孔，热能存储剂仍然会从载体微球中泄漏，因此需要对储能微球进行封装。针对现有封装技术存在成本高、耗时长等问题，建立了以丙烯酸树脂为封装材料，利用喷涂法对载体微球进行封装的工艺，并对储能微球的封装效果进行评价优化，得到最合适的丙烯酸树脂的质量分数为20%，最终形成了一套简单高效的储能微球封装方法。封装的储能微球具有很好的抗压、耐温、耐碱性能，能够在海水环境中长时间稳定存在，为解决热能存储剂与水泥浆不配伍难题开辟一条新的途径，对有效封隔天然气水合物层具有重要的意义，同时也可为其他油井水泥外加剂载体研发提供借鉴。