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等离激元纳米材料的光致发光(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第3期61卷 113-122页

作者：刘小峰王林邱建荣浙江大学材料科学与工程学院浙江杭州310027 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室浙江杭州310027

等离激元纳米材料的光致发光已经成为等离激元的一个基本性质。近20年来,这一现象在各种不同结构、不同材料的等离激元材料中被观察到。本文简要介绍了等离激元光致发光的实验研究进展,重点讨论了目前所提出的等离激元光致发光中的几种... 详细信息

等离激元纳米材料的光致发光已经成为等离激元的一个基本性质。近20年来,这一现象在各种不同结构、不同材料的等离激元材料中被观察到。本文简要介绍了等离激元光致发光的实验研究进展,重点讨论了目前所提出的等离激元光致发光中的几种代表类型,并对这些不同类型的光致发光的光物理过程进行了简要的分析。在此基础上,本文介绍了近年来等离激元材料光致发光在传感、生物成像等领域的前沿应用。最后,本文简要总结了等离激元材料光致发光的研究进展和所面临的问题,并对这一光物理过程以及未来的研究方向进行总结和展望。

关键词：等离激元光致发光跃迁纳米材料

改进的局部最值分段多项式拟合算法精确校正拉曼光谱基线

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1073-1080页

作者：田超凡李剑君翁国军朱键赵军武西安交通大学生命科学与技术学院教育部生物医学信息工程重点实验室陕西西安710049

基线校正作为拉曼光谱预处理极为关键的步骤之一,对进一步拉曼光谱数据分析和实现拉曼成像等有重要意义。目前,最常用的基线校正算法基于多项式拟合,由于其采用手动或半手动的形式,因此依赖人工经验,对用户的专业性要求较高,处理过程繁... 详细信息

基线校正作为拉曼光谱预处理极为关键的步骤之一,对进一步拉曼光谱数据分析和实现拉曼成像等有重要意义。目前,最常用的基线校正算法基于多项式拟合,由于其采用手动或半手动的形式,因此依赖人工经验,对用户的专业性要求较高,处理过程繁琐,处理结果差异较大。同时,在使用过程中,多项式阶数及移动分段窗口难以选择确定,因此处理的结果常出现欠拟合或过拟合现象。针对传统多项式拟合算法的此类局限性,改进了局部最值分段多项式拟合(NPPF)算法用于精确校正拉曼光谱基线。首先采用了改进的基于分段的局部最值算法,选取光谱中最宽峰底部轮廓的近似横向宽度作为背景点窗口宽度,依次选取窗口内的最小两个值作为需要拟合的背景基线点,避免直接比较或者人工选取导致的背景点选取困难,实现更准确地选取每个背景轮廓基线点。然后通过每个窗口三次拟合迭代覆盖的方式,得到三个拟合曲线函数,选取窗口内每个点对应三个曲线函数值,分别计算与前一拟合值的差值绝对值,取绝对值最小的曲线函数值作为此点拟合曲线值,从而较好地避免了传统分段多项式拟合(PPF)算法中的欠拟合和过拟合现象,同时也确定了拟合过程中的阶数和分段窗口。模拟了两种不同背景类型的拉曼光谱,将NPPF与PPF算法分别对两种模拟光谱进行处理比较,发现NPPF处理结果均方根误差(RMSE)小,证实NPPF较于PPF的优越性。最后,对实际样品(烯啶虫胺、罗丹明6G)的拉曼光谱进行了NPPF和PPF对比处理,发现NPPF的拟合基线较为准确,证实该算法NPPF在拉曼光谱基线校正预处理中具有广泛的实际应用价值和前景。

关键词：拉曼光谱多项式拟合基线校正局部最值

CRISPR/Cas9基因编辑技术水稻育种应用的实验教学设计

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生物工程学报 2024年第4期40卷 1237-1250页

作者：刘亚萍马伯军陈析丰浙江师范大学生命科学学院生物学国家级实验教学示范中心浙江金华321004

CRISPR/Cas9基因编辑技术在作物育种中已具有重要的应用价值,理解与掌握该项技术能够为生物学、农学等专业的学生从事相关科研工作打好基础。为了将CRISPR/Cas9技术融入高校的实验教学中,设计开发了一个创新性教学实验“利用CRISPR/Cas... 详细信息

CRISPR/Cas9基因编辑技术在作物育种中已具有重要的应用价值,理解与掌握该项技术能够为生物学、农学等专业的学生从事相关科研工作打好基础。为了将CRISPR/Cas9技术融入高校的实验教学中,设计开发了一个创新性教学实验“利用CRISPR/Cas9技术提高水稻植株的白叶枯病抗性”。该实验有助于学生更好地理解CRISPR/Cas9技术原理,掌握其操作流程和方法,学习应用该技术对水稻进行定向分子育种改良。在拓展学生知识和技能的同时,推进实验教学的改革与创新。

关键词： CRISPR/Cas9 基因编辑技术水稻育种实验教学设计

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基础植物克隆技术与应用课程的教学设计

生物学杂志 2024年第4期41卷 123-126页

作者：何磊徐程浙江大学国家级生物实验教学示范中心杭州310058 浙江大学生命科学学院杭州310058

基础植物克隆技术与应用是浙江大学生命科学学院面向全校本科生开设的通识课程,课程涵盖培养基配制、无菌操作、愈伤组织和胚状体诱导、组培苗驯化等内容,体现了生物、林学和园艺等学科的交叉融合,从课程教学目标、课程体系建设和课程... 详细信息

基础植物克隆技术与应用是浙江大学生命科学学院面向全校本科生开设的通识课程,课程涵盖培养基配制、无菌操作、愈伤组织和胚状体诱导、组培苗驯化等内容,体现了生物、林学和园艺等学科的交叉融合,从课程教学目标、课程体系建设和课程考核方式等方面探索该课程与其他专业领域的交叉融合知识点。结合问题导向式和线上线下相结合等教学方法,探索课程教学内容和教学方法在培养学科交叉学生方面的作用。三年的教学实践结果表明,学生学习成绩、科研实验兴趣及课程建设水平均有所提升,学科交叉的教学设计提升了学生跨学科知识的串联式认知,扩展了学生视野,为具有多学科背景的创新型人才的培养奠定了良好基础。

关键词：学科交叉基础植物克隆技术与应用课程建设教学改革教学方法

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探究四聚体超表面中多极准连续域束缚态的调控机制

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物理学报 2024年第10期73卷 321-336页

作者：孟祥裕李涛余彬彬邰永航云南师范大学云南省光电信息技术重点实验室昆明650500 国科温州研究院(温州生物材料与工程研究所) 温州市生物物理重点实验室温州325000 瓯江实验室(再生调控与眼脑健康浙江省实验室) 温州325000

本文设计了由四聚长方体组成的全介质超表面,其中每个长方体刻蚀两个椭圆柱并填装空气.当分别为超表面单独引入面内对称破缺、位移扰动和周期扰动时,可在近红外波段产生稳健的准连续域束缚态模式(quasi-bound states in the continuum)... 详细信息

本文设计了由四聚长方体组成的全介质超表面,其中每个长方体刻蚀两个椭圆柱并填装空气.当分别为超表面单独引入面内对称破缺、位移扰动和周期扰动时,可在近红外波段产生稳健的准连续域束缚态模式(quasi-bound states in the continuum).通过测量准BIC (quasi-BIC)模式的谐振波长,计算准BIC模式的Q因子(quality fector)与不对称参数的关系,可进一步证实不对称参数对准BIC共振频率和Q因子的可调谐性.在此基础上,当同时引入面内对称破缺、位移扰动和周期扰动时,可获得5个高Q因子的准BIC模式.共振峰的数量、位置以及Q因子都可通过调整面内破缺、位移扰动和周期扰动的程度进行调控.该超表面的设计可为传感器的多参数传感以及灵敏度等性能的提升提供一种全新思路.

关键词：超表面准连续域束缚态对称破缺

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等离激元纳米材料的光致发光（特邀）

激光与光电子学进展 2024年第3期 133-142页

作者：刘小峰王林邱建荣浙江大学材料科学与工程学院浙江大学现代光学仪器国家重点实验室

等离激元纳米材料的光致发光已经成为等离激元的一个基本性质。近20年来，这一现象在各种不同结构、不同材料的等离激元材料中被观察到。本文简要介绍了等离激元光致发光的实验研究进展，重点讨论了目前所提出的等离激元光致发光中的几... 详细信息

等离激元纳米材料的光致发光已经成为等离激元的一个基本性质。近20年来，这一现象在各种不同结构、不同材料的等离激元材料中被观察到。本文简要介绍了等离激元光致发光的实验研究进展，重点讨论了目前所提出的等离激元光致发光中的几种代表类型，并对这些不同类型的光致发光的光物理过程进行了简要的分析。在此基础上，本文介绍了近年来等离激元材料光致发光在传感、生物成像等领域的前沿应用。最后，本文简要总结了等离激元材料光致发光的研究进展和所面临的问题，并对这一光物理过程以及未来的研究方向进行总结和展望。

关键词：等离激元光致发光跃迁纳米材料

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食品智能感知技术的发展与前沿探索

中国食品学报 2024年第6期24卷 1-11页

作者：田师一姜国新毛岳忠秦玉梅石双妮曹艳芸秦子涵韩剑众程时文浙江工商大学食品生物工程学院杭州310018 浙江省食品安全重点实验室杭州310012

智能感知技术是一种利用传感器模拟人类感觉器官捕捉样品各种感官属性信息,再结合智能识别算法信号处理,实现食品等样品品质拟人化综合评价的前沿仿生技术。智能感知技术作为传统感官评价技术的现代化延伸和补充,具有检测速度快,样品无... 详细信息

智能感知技术是一种利用传感器模拟人类感觉器官捕捉样品各种感官属性信息,再结合智能识别算法信号处理,实现食品等样品品质拟人化综合评价的前沿仿生技术。智能感知技术作为传统感官评价技术的现代化延伸和补充,具有检测速度快,样品无需前处理,操作简便,实时在线分析等技术特性,是深度感知食品感官品质的强有力的工具。本文综述食品领域中几种主要的智能感知技术,如模拟味觉的电子舌技术,模拟嗅觉的电子鼻技术,模拟触觉的质构分析仪和仿生视觉系统的电子眼等。另外,文章还归纳总结了智能感知技术在食品品质评价方面的应用研究进展,展望智能感知技术在静态感官、动态感官和情绪感知表征等方面的技术发展可能性。随着生物学、材料学、计算机科学等交叉学科的快速发展,智能感知技术有望从样品整体感官特性的区分、识别应用,提升至食品嗜好和情绪的检测表征,为食品产业的发展提供新的动力。

关键词：智能感知技术电子舌电子鼻电子眼质构分析仪静态感官动态感官

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富含氧空位的由多金属氧簇辅助的银基异质结用于高效电催化固氮

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第7期62卷 209-218页

作者：陈昕煜赵聪聪任静李波刘倩倩李葳杨帆陆思琦赵宇飞颜力楷臧宏瑛东北师范大学化学学院功能材料化学研究所纳米生物传感分析吉林省高等学校重点实验室多酸与网格材料化学教育部重点实验室吉林长春130024 北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029 衢州资源化工创新研究院浙江衢州323000

目前工业产氨主要依赖传统的Haber-Bosch工艺,然而该工艺条件苛刻,需要高温(350-550℃)和高压(150-250bar),每年消耗全球能源供应的2%,同时排放4.5亿吨二氧化碳(占全球总排放量的1.6%).近年来,科研工作者致力于开发高效率、高选择性的... 详细信息

目前工业产氨主要依赖传统的Haber-Bosch工艺,然而该工艺条件苛刻,需要高温(350-550℃)和高压(150-250bar),每年消耗全球能源供应的2%,同时排放4.5亿吨二氧化碳(占全球总排放量的1.6%).近年来,科研工作者致力于开发高效率、高选择性的固氮电催化剂,但是由于析氢反应的强烈竞争,目前已报道的氮还原催化剂仍然受到低法拉第效率和低氨产率的限制.因此,开发活性位点丰富、氮气吸附能力强、催化性能优异的氮还原电催化剂成为当务之急.贵金属催化剂由于其纳米结构中富含活性位点,并且金属表界面处具有较好的导电性,因此表现出较高的法拉第效率.而分子催化剂因可调的电子结构和明确的构效关系引起了广泛关注.多金属氧簇是一种典型的金属聚阴离子团簇,由氧原子连接的含氧多面体组成,且具备优异的氧化还原性能.因此,本课题组尝试将多金属氧簇分子引入到氮还原催化剂中,并探究其催化机理.本文选取了一个多金属氧簇为前驱体,在溶剂、还原剂和诱导剂共存时,通过一锅法合成了富含氧空位的AgPW_(11)/Ag纳米方块电催化剂.实验结果表明,富含氧空位的AgPW_(11)/Ag异质结催化剂在-0.2 V(***)电位时表现出高达46.02±1.03μg h^(-1)mg^(-1)_(cat).的氨产率和34.07±0.16%的法拉第效率,催化反应能够稳定运行32h且性能未见衰减,显著优于银催化剂.随后系统地研究了AgPW_(11)/Ag催化剂的氮还原活性位点,发现异质结中的银单质为催化反应提供了高导电性的支持,而催化剂中的银氧簇具有较好的电子得失能力,有利于促进氮还原反应中的六电子转移过程.丰富的氧空位利于吸附氮气,也能协同提升AgPW_(11)/Ag对电化学氮还原的催化活性.密度泛函理论计算结果表明,在还原后的银氧簇中,银原子d轨道与氮气π*轨道之间的强相互作用激活了吸附的氮气,促进了第一个质子化过程:*N_(2)向*N-NH的转化(电化学决速步).综上,本工作建立了异质结催化剂的催化性能与其分子结构之间的构效关系,为开发多金属氧簇及其衍生物作为电催化剂提供了依据和思路.

关键词：多酸金属氧簇电催化氮还原氧空位密度泛函理论异质结

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拟除虫菊酯农药残留快速检测技术研究进展

食品工业科技 2024年

作者：王潇瑶钟思瑶申屠旭萍叶子弘黄海智俞晓平中国计量大学生命科学学院浙江省生物计量及检验检疫技术重点实验室

拟除虫菊酯（pyrethroids， PYRs）农药因其稳定性和高效性被广泛应用，其残留问题日益突出，对人类生命安全构成威胁。传统的实验室检测一直面临着设备昂贵、操作复杂和耗时长的挑战，亟需开发高效、灵敏的PYRs快速检测技术，实现食品... 详细信息

拟除虫菊酯（pyrethroids， PYRs）农药因其稳定性和高效性被广泛应用，其残留问题日益突出，对人类生命安全构成威胁。传统的实验室检测一直面临着设备昂贵、操作复杂和耗时长的挑战，亟需开发高效、灵敏的PYRs快速检测技术，实现食品农产品中PYRs的现场检测。本文总结了PYRs的快速检测技术，包括酶联免疫法（ELISA）、侧流免疫法（LFIA）、荧光传感和电化学传感，评述了这些方法与新型纳米材料和技术结合的前景与优势，展望了高灵敏度、智能化、便携化的发展趋势，以期为PYRs快速检测的进一步发展提供最新的科学参考。

关键词：拟除虫菊酯快速检测酶联免疫法侧流免疫法传感器