• 2023年第12卷第6期文章目次
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    • >聚集诱导发光
    • 基于蒽醌的红色延迟荧光材料的设计合成及光电性质

      2023, 12(6):1-13. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20221008001

      摘要 (129) HTML (0) PDF 4.80 M (425) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于受到能隙定律的严重约束,激发态的有机红光材料的非辐射衰减较大,从而导致其荧光量子产率普遍较低。该文利用电子给/受体(donor-acceptor,D-A)之间不同的连接方式,在有无苯环作为 π 桥的情况下合成了 AQ-2DPAC 和 AQ-2PDPAC 两种红光蒽醌材料。并系统地研究了上述两种材料的电子结构、热性能、光物理性能和电致发光性能,以评估苯环作为 π 桥对材料发光性能的影响。两种蒽醌材料采取高度扭曲构造,均具有优良的聚集诱导发光和延迟荧光特性。该研究表明,就两种电荷转移发光材料而言,苯环作为 π 桥的引入使 D-A 得到了更有效的分离,并减小了最低单重态和三重态激发态之间的能级差,提高了辐射复合速率,从而提高荧光量子产率。因此,荧光量子产率从 D-A 型分子 AQ-2DPAC 的 19% 显著提升至 D-π-A 型分子 AQ-2PDPAC 的 52%。采用 AQ-2PDPAC 发光材料的有机发光二极管器件性能更为优异,最大外量子效率为 13.7%,最大亮度为 12 260 cd·m-2。

    • 聚集诱导发光探针对模拟微重力下线粒体膜电位的监测及探针-水凝胶三维成像体系的构建

      2023, 12(6):14-24. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20221010001

      摘要 (90) HTML (0) PDF 18.24 M (435) 评论 (0) 收藏

      摘要:空间特殊环境会引起宇航员机体损伤,机体生理指标的监测对损伤机制和保护手段的研究至关重要。人体长期处于微重力环境,会引起线粒体功能紊乱。线粒体膜电位是线粒体功能是否正常的重要参考指标,因此,快速、简便地监测模拟微重力环境下线粒体膜电位具有重要意义。该文利用线粒体靶向聚集诱导发光探针 TPE-Ph-In 实现了对细胞的免洗和长周期染色,以及在微重力环境下对线粒体膜电位的成像监测。此外,为克服长时间微重力环境下细胞贴壁不牢固的问题,利用水凝胶 Matrigel 包裹细胞进行培养,用 TPE-Ph-In 进行成像,构建了 AIE 探针-水凝胶 3D 成像体系。该文为探究细胞的微重力效应提供了新的研究方法与思路。

    • 聚集诱导发光分子在双光束超分辨光存储中的潜在应用

      2023, 12(6):25-32. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20221021001

      摘要 (82) HTML (0) PDF 2.98 M (325) 评论 (0) 收藏

      摘要:聚集诱导发光分子因其高效的发光性质而被广泛应用于生物成像、光波导和电致发光等领域,但在光信息存储领域还鲜有研究。与其他光存储材料相比,聚集诱导发光分子的局域密度变化会引发荧光强度的变化,这在光存储领域是一个显著优点。该文针对聚集诱导发光分子的特性,讨论了该类分子在超分辨光存储领域的可能应用方式,以及需要解决的关键问题。

    • >电子信息
    • 基于结构磁共振影像的孤独症分类中的数据增强研究

      2023, 12(6):33-42. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20230413001

      摘要 (179) HTML (0) PDF 2.30 M (395) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于结构磁共振影像的孤独症分类对孤独症疾病的早期筛查和精准诊断具有重要意义,但受数据噪声及样本不足的影响,基于结构磁共振影像的孤独症分类模型的准确率并不理想。该文提出一种新的数据增强模型,并采用孤独症脑成像交换数据库 I 中的密西根大学样本库 1 数据集进行模型测试,随机选取密西根大学样本库 1 数据集中的 78 个样本进行实验,以对孤独症分类准确率进行评估。实验结果显示:该方法在 500 次实验的 494 次(98% 以上的实验)中能够将分类准确率提升10%~20%,在不增加数据量的情况下显著提升了孤独症的分类准确率。通过分析准确率提升和标注变化比例之间的关系,该文进一步对数据标注噪声的问题进行了探讨。

    • 面向片上系统的多区域温度控制系统设计

      2023, 12(6):43-56. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20230616001

      摘要 (71) HTML (0) PDF 4.52 M (375) 评论 (0) 收藏

      摘要:在片上系统(system-on-chip,SoC)芯片中,由于各功能部件在频率、活跃度等方面存在差异,导致产热分布不均的问题比较突出,严重影响芯片的可靠性和使用寿命。针对这一问题,该文设计了一种面向 SoC 芯片的多区域温度控制系统。首先,通过片上总线技术进行分布式多区域温度采集,以获取 SoC 芯片的多区域温度信息。然后,设计了兼顾全局与局部温控的温度控制机制。该机制基于温度采集阶段的实时数据,通过协调时钟降频、中断以及脉冲宽度调制散热等方式进行局部或全局芯片温度管理与控制。同时,用户可以通过主控程序调整系统参数,使系统与各种温度控制场景兼容。该文在一种大规模众核 SoC 平台上进行了温度控制系统的测试。实验结果表明,该文提出的温度控制系统可有效减缓 SoC 工作时的芯片温度上升速度,并将芯片区域最高温度控制在用户所设定的极高温临界值 ±3 ℃ 范围内,表明该温度控制系统用于 SoC 芯片的温度控制是可行的。

    • >生物医药与生物医学工程
    • 谷氨酸递质电化学检测技术的研究与应用进展

      2023, 12(6):57-71. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20221020001

      摘要 (87) HTML (0) PDF 932.02 K (347) 评论 (0) 收藏

      摘要:过量谷氨酸所致神经兴奋毒性是脑卒中等严重神经系统疾病中脑细胞损伤的主要原因。电化学技术是当前研究中枢神经系统谷氨酸递质的重要检测手段,可对病灶内神经兴奋毒性的特性、程度等进行快速准确的检测评估。因此,谷氨酸传感器的研究与应用对制定更为全面的治疗方案、脑保护策略以及研发新药等都具有重要意义。基于纳米技术、新型生物酶、光刻与印刷技术、晶体管技术的发展,电化学检测谷氨酸技术与应用也得到了大力推动。该文对适用于中枢神经系统谷氨酸检测的电化学传感器的检测原理、传感器设计与制备工艺及其应用等方面的研究进展进行了综述,并对其未来发展趋势进行了展望。

    • 凝血酶-抗凝血酶复合物化学发光免疫分析检测方法的建立

      2023, 12(6):72-82. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20230313001

      摘要 (89) HTML (0) PDF 1.52 M (324) 评论 (0) 收藏

      摘要:凝血酶-抗凝血酶复合物(thrombin-antithrombin complex,TAT)是人体凝血和抗凝血平衡的产物,反映人体的凝血状态,其检测结果可用于血栓性疾病的辅助诊断。该研究建立了人血浆样本中 TAT 化学发光免疫分析检测方法,并对其性能进行评估。该研究以 TAT 为免疫原制备杂交瘤抗体,以双抗体夹心模式建立 TAT 化学发光免疫分析检测方法。经过反应优化,磁珠浓度和吖啶酯抗体浓度确定为 0.20 g/L 和 0.2 mg/L,样本量为 50 μL,在 37 ℃ 条件下,磁珠抗体和待测物孵育 5 min,再与吖啶酯标记抗体孵育 5 min。结果表明,该方法与含有凝血酶原(0.20 mg/mL)和抗凝血酶 Ⅲ(0.31 mg/mL)的样本没有交叉反应,且与日本希森美康的 TAT 试剂的检测结果相关性较高(r>0.95)。此外,该方法的各项性能指标良好:空白限 LoB≤0.20 ng/mL,检出限 LoD≤0.40 ng/mL,在 0.40~120 ng/mL 范围内的线性相关系数为 0.998,准确度在 ±8% 的范围内,可满足临床上对血栓性疾病进行辅助诊断的需求。

    • >新能源新材料
    • Ni/AC 催化剂的制备、表征与 1,4- 丁炔二醇加氢性能

      2023, 12(6):83-92. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20230402001

      摘要 (79) HTML (0) PDF 4.85 M (336) 评论 (0) 收藏

      摘要:开发高效的 Ni 基加氢催化剂,实现 1,4-丁炔二醇加氢定向合成 1,4-丁二醇,是构建煤基初级化学品高值化延伸产业链的关键。针对目前广泛采用的 Raney Ni 催化剂,无载体支撑,存在活性比表面低、加氢选择性差等问题,该文制备了以发达孔隙结构的活性炭(active carbon,AC)为载体的 Ni/AC 催化剂,结合表征手段探讨了催化剂结构与性能的构效关系。研究结果表明,随着 Ni 负载量的升高,活性炭表面暴露的活性镍物种先增加后减少,加氢活性也呈火山形分布。25Ni/AC(Ni 的质量分数为 25%)催化剂对 1,4-丁二醇的选择性最高,达 86.2%,对半加氢产物 1,4-丁烯二醇与半缩醛 2-羟基四氢呋喃的选择性分别为 1.2% 与 6.8%。造成此现象的原因是该样品中高分散的活性 Ni 提供了大量活性氢,促进了加氢反应。低 Ni 负载量的催化剂因 Ni 活性中心间距较远,表面活性 H 密度低,而易于发生异构副反应生成半缩醛 2-羟基四氢呋喃。当 Ni 负载量较高时,Ni 聚集造成加氢活性下降。

    • 三维集成封装中光敏玻璃通孔制备工艺研究

      2023, 12(6):93-102. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20230406001

      摘要 (98) HTML (0) PDF 23.70 M (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:玻璃通孔转接板是一种典型的垂直传输结构,广泛应用于三维集成封装电路。根据射频信号对小直径、窄节距垂直通孔的使用需求,该文基于光敏玻璃衬底,采用紫外光曝光、热处理以及湿法刻蚀方法,获得了深宽比为 8∶1,最小直径为 25.68 μm 的玻璃通孔。通过研究曝光量对光敏玻璃通孔制备工艺的影响,得到曝光过程中光敏玻璃的改性机理。实验结果表明,随着曝光量增加,通孔孔径增大;光敏玻璃改性过程是由表及里、由正面至背面的逐渐改性过程。这为玻璃通孔转接板的制备提供关键工艺支撑。

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