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基于色谱-质谱联用的暴露组学分析方法和研究范式的新进展

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色谱 2024年第2期42卷 109-119页

作者：由蕾孙国皓于迪刘心昱许国旺中国科学院大连化学物理研究所中国科学院分离分析化学重点实验室辽宁省代谢组学重点实验室辽宁大连116023 中国科学院大学北京100049

人类疾病的发生、发展受环境因素和遗传因素的共同影响,仅从遗传基因角度开展研究,不能有效地揭示疾病的发生机制,因而近年来环境因素对疾病发生、发展的影响受到了学界的广泛关注。暴露组学关注个体一生中所有暴露因素的测量,以及这些... 详细信息

人类疾病的发生、发展受环境因素和遗传因素的共同影响,仅从遗传基因角度开展研究,不能有效地揭示疾病的发生机制,因而近年来环境因素对疾病发生、发展的影响受到了学界的广泛关注。暴露组学关注个体一生中所有暴露因素的测量,以及这些暴露因素与疾病建立联系的机制,为推动人类健康与环境因素之间的关系研究提供了新思路。由于外源性化学物质具有数量众多、理化性质各异、在体内含量极低等特性,对其进行测量会面临诸多挑战。基于色谱-质谱联用的暴露组分析技术兼具色谱的高效分离能力和质谱的高分辨率、高灵敏度特性,可以实现暴露组的高覆盖、高通量、高灵敏度检测,已成为暴露组学研究的主要分析技术。基于色谱-质谱联用的暴露组学分析方法主要包括靶向定量分析、可疑物筛查和非靶向筛查。除此之外,为了探究环境暴露与疾病发生、发展的关系,研究者发展了包括暴露组关联研究、混合暴露研究以及暴露组学与多组学(基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学)关联研究等的多种研究范式,这些方法的出现为暴露组学研究带来了空前的发展前景。本文综述了基于色谱-质谱联用技术的暴露组学分析方法和暴露组学研究范式,并对暴露组学的未来发展进行了展望。

关键词：色谱-质谱暴露组学代谢组学多组学关联研究综述

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天文应用红外焦平面读出电路研究

红外与激光工程 2024年第1期53卷 55-67页

作者：梁清华魏彦峰陈洪雷郭晶丁瑞军中国科学院上海技术物理研究所红外探测全国重点实验室上海200083

成功设计了一款天文应用的640×512短波红外焦平面读出电路。由于红外天文观测具有极低背景辐射、光子通量低的特点,为了实现探测器的高信噪比,需要降低器件的暗电流和电路噪声。电路采用有效的功耗管理策略,在保证电路正常工作的前提... 详细信息

成功设计了一款天文应用的640×512短波红外焦平面读出电路。由于红外天文观测具有极低背景辐射、光子通量低的特点,为了实现探测器的高信噪比,需要降低器件的暗电流和电路噪声。电路采用有效的功耗管理策略,在保证电路正常工作的前提下尽可能地降低电路功耗以减小电路辉光对器件暗电流的影响。同时,研究非破坏性读出的数字功能,实现了超长的积分时间和信号的多帧累积,并作为一种斜坡采样的策略有效地降低读出噪声。短波HgCdTe焦平面的测试结果符合理论设计预期,开启电路非破坏性读出功能,设置6 000 s的积分时间,当电路功耗调低至14.04 mW时暗电流为0.9 e-·pixel^(-1)·s^(-1)。读出噪声在两档增益下分别为50 e-(10 fF)和27 e-(5 fF),非线性度低于0.1%。

关键词：红外天文观测红外焦平面读出电路低功耗非破坏性读出读出噪声

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抑制电流波动的直线电机分段供电切换方法

中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1576-1586,I0027页

作者：刘进海史黎明郭科宇周世炯中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室(中国科学院电工研究所) 北京市海淀区100190 中国科学院大学北京市石景山区100049

分段并联供电的长定子直线电机在进行定子段供电切换时,电机参数发生改变,在高速运行期间会出现电流超调或断相情况,动子过分段时电机推力波动大。该文仿真分析几种动子过分段供电切换方法的特点,提出一种分段并联供电长定子直线电机定... 详细信息

分段并联供电的长定子直线电机在进行定子段供电切换时,电机参数发生改变,在高速运行期间会出现电流超调或断相情况,动子过分段时电机推力波动大。该文仿真分析几种动子过分段供电切换方法的特点,提出一种分段并联供电长定子直线电机定子段供电切换方法,在电路拓扑中仅需要将同一变流器交替供电的定子段中性点相连接,切换开关采用双向晶闸管,切换策略为在定子段切换过程中各相电流依次过零开通和关断。该方法抑制了切换过程中变流器的电流断续或波动,减小了电机推力波动。通过采用比例–积分–谐振(proportional integral resonance,PIR)控制器,抑制电机电感不平衡带来的电流2倍频波动。以一台双三相永磁同步直线电机为例,进行仿真实验,并验证该方法的有效性。

关键词：永磁直线同步电机分段供电切换开关多变流器

新疆阿尔泰可可托海矿区伟晶岩成因与矿化潜力研究:来自石英SEM-CL和微量元素的指示

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岩石学报 2024年第3期40卷 889-906页

作者：曹冲申萍冯浩轩罗耀清楚翔凯任文斌中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源研究院重点实验室北京100029 华北理工大学河北省矿业开发与安全技术重点实验室唐山063210 中国科学院大学北京100049 新疆稀有金属有限责任公司富蕴836300

新疆阿尔泰可可托海3号脉矿床是世界瞩目的伟晶岩型稀有金属Li-Be-Nb-Ta-Rb-Cs-Hf矿床。尽管前人对3号脉伟晶岩矿床已经进行了大量的研究工作,然而在伟晶岩稀有金属成矿潜力以及伟晶岩成因问题上仍存在一些争议。本文以发育在可可托海... 详细信息

新疆阿尔泰可可托海3号脉矿床是世界瞩目的伟晶岩型稀有金属Li-Be-Nb-Ta-Rb-Cs-Hf矿床。尽管前人对3号脉伟晶岩矿床已经进行了大量的研究工作,然而在伟晶岩稀有金属成矿潜力以及伟晶岩成因问题上仍存在一些争议。本文以发育在可可托海矿区不同规模的伟晶岩脉以及淡色花岗岩为研究对象,利用石英SEM-CL和原位微量元素技术手段,查明各伟晶岩脉和花岗岩的稀有金属禀赋差异及成因联系。研究结果表明,石英的Li和Al含量可以用来指示伟晶岩的矿化潜力。与1号和2号伟晶岩脉相比,3号伟晶岩脉具有更宽的分异范围,以石英中Ge/Ti变化于1.83×10^(-6)~159×10^(-6)范围为特征,更高的Li含量,其中外侧带平均Li含量为39×10^(-6),因而成矿潜力最大。此外,证实了白云母钠长花岗岩为矿化花岗岩,其微量元素组成和演化程度与3号脉伟晶岩外侧带相当,而白云母碱长花岗岩为贫矿花岗岩。更重要的是,本文利用各伟晶岩结构分带内的石英中Ge/Ti-Ge以及Ge/Ti-Al/Ti图解,确定了各伟晶岩脉具有相似的演化趋势,指示它们可能源于相同的花岗岩母岩。与世界上典型的RMG(花岗岩浆演化后残余熔浆结晶)和DPA(直接深部地壳熔融)成因的伟晶岩相比,可可托海矿区含矿伟晶岩和花岗岩中石英微量元素与RMG成因伟晶岩存在地球化学亲和性,这指示它们来源于花岗质岩浆的残留熔浆。

关键词：可可托海稀有金属伟晶岩型矿床石英微量元素成矿潜力岩石成因

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电驱动自由活塞斯特林热泵性能实验研究

工程热物理学报 2024年第9期45卷 2558-2564页

作者：王日颖胡剑英吴张华张丽敏贾子龙罗二仓中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

热泵供暖技术能够有效减少燃煤取暖产生的能源消耗和环境污染,但目前常用的热泵供暖系统的低温适应性较差,难以满足寒冷地区的供暖需求。考虑到斯特林热泵技术具有十分广泛的可用温区,本文研制了一台电驱动自由活塞斯特林空气源热泵,旨... 详细信息

热泵供暖技术能够有效减少燃煤取暖产生的能源消耗和环境污染,但目前常用的热泵供暖系统的低温适应性较差,难以满足寒冷地区的供暖需求。考虑到斯特林热泵技术具有十分广泛的可用温区,本文研制了一台电驱动自由活塞斯特林空气源热泵,旨在考察其在不同气候条件下的供热性能。实验结果表明,在普通、寒冷和极寒地区供暖工况下,电驱动自由活塞斯特林热泵的整机制热性能系数分别达到了2.31、1.97和1.78。随泵热温差增大,斯特林热泵的相对卡诺效率逐渐升高,其在大泵热温差下优势更加明显。

关键词：自由活塞斯特林热泵电驱动

多孔玻璃粉原位生长高纯绿色发光CsPbBr_(3)量子点

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硅酸盐学报 2024年第8期52卷 2615-2622页

作者：林航吕雪杰高鹏王元生中国科学院福建物质结构研究所中国科学院光电材料化学与物理院重点实验室福州350002

钙钛矿量子点玻璃兼具量子点优异的发光特性和玻璃的物化稳定性,受到广泛关注,但其制备过程中存在组分挥发严重、晶粒尺寸和分布难以调控等问题,实验重复性往往较差。本工作中,以多孔玻璃为模板,基于原位生长的方法,制备了CsPbBr_(3)量... 详细信息

钙钛矿量子点玻璃兼具量子点优异的发光特性和玻璃的物化稳定性,受到广泛关注,但其制备过程中存在组分挥发严重、晶粒尺寸和分布难以调控等问题,实验重复性往往较差。本工作中,以多孔玻璃为模板,基于原位生长的方法,制备了CsPbBr_(3)量子点-多孔玻璃(简称为CPB-PG)复合材料。由于量子点生长受限于多孔玻璃的孔道,因此复合材料的组分/结构具有较好的可控性。改变多孔玻璃的热处理分相、酸浸析和碱洗工艺条件,可调控CPB-PG中析出的CsPbBr_(3)量子点的粒径分布。多孔玻璃粉浸渍于卤化物盐溶液时,Cs^(+)、Pb^(2+)、Br^(–)会吸附于孔道中;烘干溶剂后,CsPbBr_(3)析出;升温至CsPbBr_(3)熔点温度之上煅烧时,CsPbBr_(3)熔融,并在降温过程中于玻璃孔道中原位重结晶。光谱测试分析表明,随着量子点尺寸增大,样品发射峰红移;晶体缺陷有所增加,相应荧光量子效率下降;制得CPB-PG的半峰宽最窄仅为18 nm,实现了对于宽色域背光显示至关重要的高纯绿光发射(色坐标接近Rec.2020标准)。耦合绿光CPB-PG、红光K_(0.42)Cs_(0.58)Pb(Br_(1.5)I_(1.5))量子点玻璃粉、以及InGaN蓝光芯片,构建白光发光二极管(LED)原型器件;在20 mA电流驱动下,白光LED的光效30 lm/W,色温7710 K,显色指数75.8,可以覆盖约96%的Rec.2020标准色域。

关键词：钙钛矿量子点玻璃陶瓷晶化白光发光二极管发光

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波束域特征融合的浅海水平阵目标方位估计

声学学报 2024年第5期49卷 939-955页

作者：王珍珠王文博李赫任群言郭圣明中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院水声环境特性重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

针对实际海洋环境影响下水平阵目标方位估计性能降低的问题,提出了一种基于水平阵波束域特征融合的卷积神经网络方位估计方法。首先建立数据计算仿真模型用于生成数据集,利用常规波束形成和最小方差无失真响应两种波束形成器得到波束域... 详细信息

针对实际海洋环境影响下水平阵目标方位估计性能降低的问题,提出了一种基于水平阵波束域特征融合的卷积神经网络方位估计方法。首先建立数据计算仿真模型用于生成数据集,利用常规波束形成和最小方差无失真响应两种波束形成器得到波束域特征数据。然后,利用两种波束域特征数据分别训练卷积神经网络模型,仿真和海试数据均表明,训练后的卷积神经网络模型方位估计精度优于常规波束形成、最小方差无失真响应和匹配波束处理,尤其是在端射方向性能提升明显。最后,将两种波束域特征进行前端特征融合后再训练卷积神经网络模型,海试数据测试结果表明,特征融合后的卷积神经网络模型方位估计性能进一步提升,在5°误差范围内的可靠测向概率比单一特征卷积神经网络估计结果高约4%,均方根误差降低约0.2°。

关键词：卷积神经网络水平阵波达方向估计波束域特征融合

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光滑粒子流体动力学流体仿真技术综述

软件学报 2024年第1期35卷 481-512页

作者：刘树森何小伟王文成吴恩华计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190 中国科学院软件研究所人机交互技术与智能信息处理实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 澳门大学中国澳门999078

光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)是实现流体仿真的主要技术之一.随着生产实践中流体仿真应用需求的增加,近些年涌现了许多相关研究成果,改善了流体不可压缩性、粘性、表面张力等物理特性模拟的视觉真实性、效... 详细信息

光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)是实现流体仿真的主要技术之一.随着生产实践中流体仿真应用需求的增加,近些年涌现了许多相关研究成果,改善了流体不可压缩性、粘性、表面张力等物理特性模拟的视觉真实性、效率与稳定性.同时,一些工作探讨了复杂场景的高质量模拟,以及多场景、多材料的统一仿真框架,增强了SPH流体仿真技术的应用效能.从以上几个方面对SPH流体仿真技术进行归纳、总结和讨论,并对其未来发展进行了展望.

关键词：计算机图形学计算物理光滑粒子流体动力学

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基于单传感器的三波段共口径光学系统设计

中国光学（中英文） 2024年第2期17卷 382-389页

作者：张坤李京宸孙思谌庆荣杨帆中国科学院光电技术研究所四川成都610209 中国科学院光场调控科学技术全国重点实验室四川成都610209

针对现有多波段成像系统体积大、功耗高和集成化设计困难的问题,本文提出了一种基于单传感器的三波段共口径成像光学系统的设计方法。首先,在光学系统的光阑处设计1×2多波段透镜阵列,把可见光波段和短波红外波段同时成像在一个像平面上... 详细信息

针对现有多波段成像系统体积大、功耗高和集成化设计困难的问题,本文提出了一种基于单传感器的三波段共口径成像光学系统的设计方法。首先,在光学系统的光阑处设计1×2多波段透镜阵列,把可见光波段和短波红外波段同时成像在一个像平面上,并把两个波段中心波长的成像位置偏差控制在一个像元内以实现双波段融合成像。然后,针对双波段成像衍射极限不同的问题,提出分通道透镜阵列的离轴偏移量和通光口径大小联合优化方法,并采用双电动光阑高速控制三个成像通道的切换速度。最后,设计了一个基于单传感器的焦距为30 mm,工作波段分别为480~900 nm、900~1700 nm和480~1700 nm的三波段共口径光学系统。设计及分析结果表明该系统具有成像质量好、结构紧凑、无运动光学元件、成像波段切换速度快等优点。

关键词：单传感器透镜阵列多波段成像系统光学设计