用制备超速离心机角转子沉降平衡法研究生物大分子相互作用

分析超速离心技术（简称AUC）广泛应用于生物化学、生物物理学和药学研究中。本文报导在制备超速离心机中用角转子通过沉降平衡法测定大分子分子量及其大分子相互作用的一种非经验方法。获得的直接数据是大分子沿轴向的浓度分布,据此可以计算出大分子的分子量和相互作用系统的平衡常数。已经表明用该方法表征分子量在6000到600000Dalton范围内的大分子其浓度下限要比在分析超速离心机中低1000倍,也可在极高浓度下研究大分子特征。在各种速度下获得的涉及大分子相互作用的数据对研究配体结合和蛋白质亚单位结构有极高价值。文中也简述了用该技术研究去垢剂溶解的膜蛋白特性。     

研究生物大分子的核磁共振仪

核磁共振已经成为测定蛋白质等生物大分子结构的重要方法，它得益于功能先进、配置齐全、性能稳定的核磁共振仪的飞速发展。本文详细介绍了用于生物大分子研究的核磁共振仪的概貌、相关配置和核磁共振仪的基本单元，包括射频系统、磁体和探头。     

液相色谱在生物大分子分离研究中的应用

本文讨论了液相色谱法在生物大分子分离过程中的应用,主要探讨色谱柱的选择以及分离条件的确定。以糖类为例介绍了液相色谱分离生物分子的具体方法,同时对柱温流动相等因素进行分析和讨论。液相色谱法应用于生物大学子实验教学,对学生掌握先进的分离方法具有很重要的意义。     

质谱技术在中药小分子与生物大分子相互作用研究中的应用

中药发挥药理作用具有多组分,多靶点的重要特点。研究中药化学成分与生物大分子之间的相互作用不仅能够为阐明中药发挥药理作用的机理和物质基础提供科学依据,而且能够为新药设计提供理论指导。软电离质谱技术,尤其是电喷雾质谱(ESI-MS)和基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)在一定条件下能够使药物与生物大分子形成的复合物完整地转移到气相中并被检测到,在中药小分子与生物大分子相互作用的研究中具有很大的优势。同时,色谱-质谱联用技术在中药复杂体系与生物大分子相互作用的研究中也显示出很大的应用潜力。本文介绍了质谱技术在药物与生物大分子相互作用研究中的应用原理,并总结了近年来软电离质谱技术在中药小分子与生物大分子相互作用研究中的应用。     

一种新型塔式太阳能热发电镜场系统

太阳能光热电站建设成本是制约其发展的重要因素,如何提高光热电站镜场系统的聚光效率、降低镜场系统建设成本是解决太阳能光热电站高建设成本的羹要途径西文中采用新型的太阳能热发电镜场系统,将原本安装在几十米高塔上的吸热器改为近地面安装,同时采用多模块设计,降低了镜场系统聚焦精度需求,减少了离塔建设投资,从而提高了电站安全性和经济性。     

生物大分子超微结构研究中的原子力显微术

原子力显微镜作为第三代显微探测工具,具有原子级的空间分辨率,其样品制备方法简单易行,可在离体的近生理条件下直接观测生物样品及其动态变化过程,能够对样品进行力学操纵,在观察生物大分子的结构和生物力学特性上具有显著的优势。本文尝试从蛋白质、核酸、多糖的超微结构和力学特性的研究角度入手,期望向读者展现出原子力显微镜在大分子生物学研究中的应用前景。     

激光聚焦系统的聚焦光斑大小

分析激光聚焦系统的特性以获得小的聚焦光斑,这是许多激光仪器要解决的一个重要问题。本文简述不同束径的高斯激光束被透镜聚焦后的径向强度分布,並且讨论了应用空间滤波器的激光聚焦系统的聚焦特性。     

彩色共焦系统可调制色散物镜设计

针对彩色共焦距测量系统中测量范围和分辨率的调制问题,采用色散和聚焦功能分离的思路设计了一款色散物镜,其色散功能由纯球面折射透镜组成的色散管镜来实现,聚焦功能则采用商业物镜实现。使用ZEMAX软件对色散管镜的结构、材料及像差进行了设计及优化,仿真结果显示所设计的色散管镜在可见光范围内能获得优于230mm的轴向线性色散,实际加工的成品管镜的轴向线性色散范围可达160mm。实验测量了色散管镜及它结合不同聚焦物镜后的色散特性。实验结果表明,色散管镜结合不同聚焦能力的物镜能够具有高线性度的轴向色散区域;结合4倍和10倍放大倍率的商用物镜,分别获得了1 300μm和225μm的测量范围,其轴向分辨率分别为2μm和0.4μm,实现了测量范围和分辨率的调制。     

原子力显微镜及其在生物医学领域应用

本文在简单介绍原子力显微镜(AFM)的基础上。从原子力显微镜对细胞、细胞器及其不同环境条件下细胞变化过程进行时时观察;对生物大分子及其生理生化过程的观察;对生物结构或生物大分子进行力的测量等几个方面的应用作了介绍     

现代生物质谱及其应用

80年代以来,有机质谱获得突破性进展,其应用已跨入了生物大分子的研究领域,并迅速形成了一个新的分支学科生长点——生物质谱学。已经诞生的生物质谱计已在生命科学的研究中发挥着非常重要的作用。本文主要介绍基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱(MALDI/TOF MS)的构造、原理、功能及主要应用。     

一种用于同步辐射光束线上的压弯机构的设计与试验

利用杠杆反撬原理提出了一种同步辐射光专用反射镜的压弯机构。该机构结构简单，压弯行程大。采用有限元法建立这种压弯机构的分析模型，仿真了其压弯过程，比较了几组不同参数的压弯性能，得到了优化的设计参数，并制作了样机。样机试验数据表明提供的压弯机构原理是可行的，压弯机构仿真有限元模型是可信的，这种设计方法是可靠的。提供的实验方法可用于以后的压弯机构的设计。     

激光加工用半导体激光器的光束变换

考虑不同的激光加工方式对激光功率密度和激光光斑尺寸的要求不同,研究了如何通过调整光路设计实现各种尺寸的聚焦光斑输出,使半导体激光器满足不同激光加工方式的需求.利用ZEMAX光学设计软件模拟半导体激光光路,包括光束整形、准直、聚焦等光束变换方式,实现了多种尺寸的光斑输出.实验中采用16个bar叠加而成的980 nm半导体激光叠阵,阈值电流为6.4A,最大工作电流为84.8A,最大输出功率为1 280 W,总的电-光转换效率为58.9％.准直后快轴的发散角小于4 mrad,慢轴的发散角小于20 mrad.通过实验对该激光叠阵进行光束整形和扩束准直、聚焦,最终实现了功率为1 031 W的激光输出,聚焦镜焦距为300 mm时的聚焦光斑尺寸达1.2 mm×1.5 mm,功率密度达3.8×104 W/cm2,可以用于金属的表面重熔、合金化、熔覆和热导型焊接.     

基于光辐射压力的激光功率测量技术

随着激光应用领域的快速拓展,超高峰值功率、超窄脉宽逐渐成为未来激光行业的重点研究方向之一,这种激光的超高电场能量给高精度的激光功率测量提出了挑战。传统的激光功率测量方法,如光电法、热释电法、量热法等逐渐显露出不适用于上述激光功率测量的缺点,此外上述方法都难以实现实时、在线测量。为了克服以上困难,需要一种新型激光功率测量原理与方法。以美国国家标准与技术研究院为代表的机构提出了一种光辐射压力测量法,该方法使激光作用在高反射率的反射镜上,激光动量形成了光辐射压力,这个力可以采用多种力学传感方式进行计量。该方法不但能实现激光功率快速、准确测量,而且不影响激光能量传输,可以实现实时、在线的激光功率测量。系统回顾了国内外通过光辐射压力测量激光功率的基本原理和系统组成,光辐射压力测量激光功率的研究现状,并对该方法的发展方向进行了展望。     

利用Zernike多项式分析超薄镜热变形

利用圆域上正交基-Zernike多项式拟合镜面温度场,将温度场转化为较有意义的模式,采用有限元方法进行了热变形的计算,其中针对空间大口径超薄镜面建立镜面模型,且暂不考虑重力,另外因超薄镜厚度很小,也不考虑轴向温度梯度的影响。通过计算利用Zernike多项式得到温度场产生的热变形,得到了不同温度模式产生的不同像差形式:即对于不同的温度场模式—温度整体变化(平移),一端凉且一端热(倾斜),中心与边缘温度不同(离焦热模式),以及像散热模式,彗差热模式,球差热模式导致的热变形分别主要表现为像差离焦,倾斜,离焦,倾斜,倾斜,球差。不同热模式在相同温差下产生的变形有数量级的差别,能够产生较大变形量的温度模式有离焦,彗差和球差,这意味着超薄镜对这些温度场比较敏感。计算和总结表明,利用Zernike多项式分解温度场,可以对热变形规律进行有效的分析,解决了镜面温度分布随时间变化使得热分析较为不准确的困难。     

星上设备安装姿态高精度自动测量系统设计

为了满足高分辨率对地观测卫星上设备安装姿态高精度测量的需求,设计了一种由二维龙门导轨、精密转台和CCD成像辅助自准直经纬仪构成的高精度自动姿态测量系统。该系统采用了多传感器数据融合的高精度测量算法,融合了自准直经纬仪的俯仰角、偏航角数据,精密转台的数据以及CCD图像数据,可以精确计算出远间距异面直线间的夹角。同时基于理论安装数据驱动的经纬仪自动定位方法,可以实现经纬仪沿导轨自动定位到最佳准直位置和朝向,再通过局部图像识别可以搜索出立方镜镜面法线的指向,最终实现精确准直。试验中,通过测量标准17面棱体与标准值比对,得到最大偏差为4.1",标准差为3.3";通过对模拟卫星上的立方镜进行搜索,可以实现自动化测量。该系统已经在我国高分二号卫星总装测试中进行了应用,保障了高分二号卫星的装配检测精度。     

非球面补偿板三维面形检测方法的研究

本文对准直激光束检测非球面方法进行了研究。它不用接触被检件表面,同时也无须处理干涉条纹。测量时只要保证激光细束保持一致的入射方向扫描被检表面,用CCD光电探测器检出面形的斜率变化,而后在扫描范围内积分便能获得面形高度。本文以测量光学系统中用于波面补偿目的的旋转对称镜面为例对测量系统进行分析。该系统不仅可以进行一维测量,通过转台旋转亦可进行二维测量,通过面形重构获得三维的被测体面形。给出了三维面形重构方法,并编制数据处理软件,可以把测量数据处理成高度曲线或三维面形。     

非球面补偿板三维面形检测方法的研究

本文对准直激光束检测非球面方法进行了研究。它不用接触被检件表面,同时也无须处理干涉条纹。测量时只要保证激光细束保持一致的入射方向扫描被检表面,用CCD光电探测器检出面形的斜率变化,而后在扫描范围内积分便能获得面形高度。本文以测量光学系统中用于波面补偿目的的旋转对称镜面为例对测量系统进行分析。该系统不仅可以进行一维测量,通过转台旋转亦可进行二维测量,通过面形重构获得三维的被测体面形。给出了三维面形重构方法,并编制数据处理软件,可以把测量数据处理成高度曲线或三维面形。     

1.23m SiC主镜的本征模式主动光学校正

采用直接最小二乘法和自由谐振法对大口径高刚度SiC主镜进行主动校正易引入较多解算误差,故本文提出以主镜的本征模式进行主镜面型校正来优化解算校正力幅值,以改进系统校正效果。该方法首先对主镜的响应矩阵进行一系列数学转换,得到一组相互正交的主镜本征模式,然后以各模式面形拟合校正目标,解算校正力。对1.23m SiC主镜和主动支撑系统进行了有限元建模,通过仿真验证了提出方法的正确性。在此基础上,在搭建的1.23m SiC主镜主动光学实验系统上进行了主动光学校正实验,并针对实验系统进一步优化了提出的方法。实验结果显示:利用该方法可将实验系统主镜面形误差由0.23λRMS校正至0.048λRMS,表明以主镜本征模式进行主动校正,可有效抑制解算校正力幅值,提高系统校正能力。该方法适用于大口径、高刚度SiC主镜的主动校正。     

一种槽式太阳能反射镜快速检测系统的设计

针对太阳能会聚镜产品出厂检测的需要,以及传统人工检测方法对技术人员技术的高要求和检测易受天气条件的限制,对太阳能会聚镜检测进行了深入的研究,基于PLC控制技术和图像处理技术,开发了太阳能会聚镜在线检测系统。介绍了一种太阳能会聚镜快速检测系统通过控制装有一组平行排列激光头的横梁上下运动,来模拟太阳光照射,通过摄像头捕捉位于反射镜焦点的光靶成像,计算出反射镜成像偏差,进而对反射镜的状态进行评估。通过该系统,实现了对太阳能会聚镜的同步、实时快速检测。     

视觉瞄准激光干涉测量编码型水准尺

针对编码型水准尺分划误差的检测,提出了采用视觉瞄准与双频激光干涉测量相结合的方法。构建了编码型水准尺的精密检测系统并对瞄准测量方法进行了研究。当被测条码边缘出现在瞄准视场中,不必微调载尺工作台,即可实现图像和干涉仪测量数据快速采集,并由软件完成瞄准及测量。针对条码边缘图像的检测,首先采用最大方差法分割图像;然后提出图像边缘跟踪法,直接寻找检测边缘,从而避开去除噪声的困难;最后应用概率细分方法对条码边缘定位,提高测量分辨率。经实际测试,该检测系统视觉瞄准标准差为0.23μm,系统稳定性标准差小于0.5μm。该瞄准测量方法提高了测量效率,测量精度高于检测要求4倍,保证了编码型水准尺检测的可靠性。该检测系统已成功应用于编码型水准尺的分划误差检测。