X射线吸收精细结构谱在材料科学中的应用

简单介绍了X射线吸收精细结构谱的物理基础,数据处理方法,讨论了X射线吸收精细结构谱在元素组成,价态和结构环境方面的分析结果。结果显示,在钠钙硅酸盐平板玻璃中,二价铁离子和三价铁离子同时存在。在Ag-Na离子交换后,二价铁离子被银离子氧化成三价铁离子。当Ti2O3和锐钛矿被分别掺入硼硅酸盐玻璃后,钛离子主要以四价存在,Ti4+离子占据五重配位点。在玻璃中同时掺入锐钛矿和还原剂C,诱导三价钛离子生成,三价钛离子占据八面体配位点,使得Ti K边预边峰高度降低。包裹在钠钙硅酸盐玻璃中的银纳米颗粒界面存在张应力,使得银晶格膨胀,银原子存在两种结构环境:Ag-O配位和Ag-Ag配位。孤立银原子的存在,使得最近邻Ag-Ag配位数显著降低。

基于结构谱的中厚板表面缺陷识别方法

为克服传统纹理分析的缺陷识别结果易受光照变化和氧化铁皮不利影响的缺点,提出了结构谱纹理分析方法,并将其应用于中厚板表面麻点、夹杂、结疤等缺陷的识别.实验结果表明,结构谱方法具有较好的光照不变性,对麻点、夹杂、结疤等缺陷的识别率要高于灰度共生矩阵、Laws纹理能量、傅里叶功率谱等其他纹理分析方法.

不同年龄段人群蛋白质N-糖基的结构谱型研究

目的分析比较不同年龄人群的血浆N-糖基的结构谱型。方法采用整群抽样,以2009年4至7月在首都医科大学宣武医院进行健康体检的212名居民为研究对象,基于高效液相色谱法进行血浆糖基组检测。将年龄以中位数35为切点分组,不同年龄组的糖基含量比较采用两独立样本t检验或非参数检验。结果 212名研究对象的平均年龄为(37.78±17.89)岁,性别比为0.88。无论男性女性,半乳糖基化水平,≥35岁组二半乳糖聚糖含量较高、双触角非半乳糖聚糖含量较低;在两分支糖基的唾液酸化水平,<35岁组二唾液酸化双触角聚糖含量较高;在唾液酸化水平,≥35岁组单唾液酸含量高、三唾液酸较低;岩藻糖基化位置,≥35岁组核心岩藻糖化聚糖含量高;在分支水平,≥35岁组双触角聚糖含量较高,三触角聚糖和四触角聚糖含量较低(P≤0.03)。结论血浆N-糖基结构可能与年龄有关。

基于视觉与结构谱特征融合的视频检索

视频的时序结构特征是视频的重要特征。提出了一种基于DTW和图谱理论的视频结构特征提取与表示方法,并将这种结构特征融合视觉特征用于视频的镜头检索。根据镜头分割中的帧差曲线,使用DTW原理得到视频镜头特征帧,以镜头特征帧作为图的顶点,以特征帧间的关系作为图的边,生成镜头关系图,分解图的邻接矩阵,得到镜头结构谱,融合镜头的视觉特征得到最终的检索结果。实验结果表明,视频的结构谱特征可以有效地表示视频的结构特征,在视频检索中也是有效的。

药物的定量结构色谱保留关系研究

采用人工神经网络(ANN)建立了110种药物的结构与色谱保留之间的定量关系(QSRR)模型,并将其与偏最小二乘回归(PLSR)模型进行比对.110种药物的ANN模型自相容能力的复相关系数(R^(2))为0.9191,泛化能力的复相关系数(R^(2))为0.9365;而PLSR模型的复相关系数(R^(2))为0.8275和0.8514.结果表明,ANN模型的自相容能力、泛化能力优于PLSR模型.采用集内集和集外集对模型进行检验时,ANN模型的复相关系数(R^(2))为0.9105,也优于PLSR模型,且ANN预测精密度和准确度更高.

基于多结构深度学习的蛋白质模型细化方法

为了进一步改善AlphaFold2蛋白质结构模型的质量,本文提出了一种基于深度学习捕捉多结构之间互补信息的蛋白质模型细化方法MSDRefine.首先,MSDRefine从初始结构出发,搜索多序列比对信息并提取位置特异性打分矩阵和协方差矩阵;同时从多个结构中提取残基的LDDT、USR、结构谱等特征.其次,设计了一个深度残差神经网络,学习多个结构间的互补信息来预测蛋白质残基间的距离分布.最后,将距离分布转化为势能函数用于能量极小化的模型细化.在150个测试蛋白上,MSDRefine在不依赖于多结构信息的条件下,细化模型的TM-score相比于DeepRefiner和GNNRefine分别提升了8.8%和5.7%.在47个CAMEO蛋白上,MSDRefine融合了AlphaFold2和RoseTTAFold的结构信息,大幅度提升了初始结构的精度,并优于AlphaFold2模型.

等离激元银金属膜耦合氮化硅纳米空腔在可见光-近红外区间的多谱带完美吸收和传感性质的仿真研究

具有多谱带完美吸收效应的超构材料在光学滤波和折射率传感等多种应用中是理想的材料。提出了一种由银金属上的氮化硅介电纳米空腔阵列组成的多谱带窄带完美吸收超构材料。有限元仿真给出了四个最高可达99.9%的吸收峰,以及最小达到0.74 nm的吸收峰宽。这些吸收谱带来自于表面晶格模式和三个表面等离激元极化子模式。此外,这些模式的谱峰对超构材料几何外形和环境介质光学参数的变化敏感,从而在可见光-近红外范围内可以被调控。用于折射率传感时,其具有347 nm每折射率单位的灵敏度,Figure of Merit达到469。这些特性令这一材料适用于光学滤波器和折射率传感器等用途。

金激光等离子体X射线精细结构谱研究

在“星光 -Ⅱ”钕玻璃激光装置上 ,聚焦三倍频激光束于真空室内Au微点靶表面 ,形成高剥离态热等离子体光源 .用Pentaerythritol(PET) ( 2d =0 .8742nm)平晶谱仪 ,摄录了Au离子在 0 .3— 0 .4nm范围内的X射线发射谱 .基于相对论性多组态Dirac Fock程序包 ,建立了相对论性次组态平均能计算程序 ,结合自旋 轨道劈裂跃迁系 (SOSA)理论 ,计算了Au离子类Cu至类Ge离子细致带结构谱孤立峰的中心波长和半高全宽 .2 6条 3d—nf(n =5 ,6 ,7)类Ni至类As离子子组态跃迁形成的孤立峰得到了辨认和归类 .

石油沥青质含硫结构的XANES导数光谱研究

采用X射线近边结构谱(XANES)研究沥青质中硫的存在形态,针对沥青质的未知复杂混合体系特性,采用高阶导数谱图分析方法,提高XANES的分辨率,准确分析沥青质中硫的存在形态;采用反正切和高斯函数分峰拟合、定量解析谱图,针对不同氧化态硫3p轨道空余状态不同引起1s→3p跃迁几率不同,提出峰面积修正因子,以准确分析体系中各形态硫的相对含量。结果表明,石油沥青质中硫主要存在形式为硫醚、噻吩、亚砜、噻吩砜和硫酸酯,常减压渣油沥青质中基本不含硫醚。

基于M壳层辐射的Si K边X射线吸收近边结构谱实验研究

基于纳秒高功率激光辐照高原子序数靶材产生的等离子体M壳层X射线辐射,利用椭圆柱面晶体谱仪进行薄膜单晶Si样品的K边X射线吸收近边结构谱(XANES)静态实验研究;通过详细介绍实验方案,分析椭圆柱面晶体谱仪的原理,得到谱仪的位置-能量色散关系,并对Au、Lu、Yb、Dy、Ta、Co这6种靶材产生的等离子体X射线光谱进行比较。结果表明:通过比较这6种靶材产生的等离子体X射线光谱后发现,在Si的K边(1839eV)附近,Lu、Yb、Dy靶材的激光等离子体M壳层辐射相对其他几种靶材具有较高的光谱亮度,对应的XANES的信噪比较好;实验获得的XANES与FEFF9.0软件计算结果基本符合,验证了单发获得的静态实验数据是可靠的。

苝四甲酸二酐薄膜电子结构的同步辐射共振光电子能谱研究

利用基于同步辐射的近边X射线吸收精细结构谱(NEXAFS)和共振光电子谱(RPES)研究了苝四甲酸二酐分子(PTCDA)薄膜的电子结构.碳K边NEXAFS谱中能量小于290 eV的四个峰对应于PTCDA分子不同化学环境碳原子1s电子到未占据分子轨道的共振跃迁.RPES谱中观察到共振光电子发射和共振俄歇电子发射导致的共振峰结构,以及二次谐波激发的碳1s信号.根据电子动能对入射光能量的依赖性分别对三类峰结构进行了归属.同时,发现PTCDA分子轨道共振光电子峰的强度具有光子能量依赖性.这种能量选择性共振增强效应是由于PTCDA分子轨道空间分布差异导致的.共振俄歇峰主要源于高结合能(>4.1 eV)分子轨道能级电子参与的退激发过程.明确RPES实验谱图中各个峰结构的起源有助于准确利用基于RPES的芯能级空穴时钟谱技术定量估算有机分子/电极异质界面处电子从分子未占据轨道到电极导带的超快转移时间.

广东省稻瘟病菌DNA指纹分析及谱型结构

利用散布性重复序列（dispersedrepetitivesequence）MGR586探针与EcoRI组合，分析了采自广东省4个自然生态稻作区的112个猪瘟病菌株的限制性片断长度多态性（RFLPs），根据彼此间RFLPs单型（haplotype）的带型位置相似率达80％为度，把这些菌株划分为15个遗传宗谱（geneticlineage），其中宗谱1及宗谱2占总数的78．58％，遍布全省各地，是优势宗谱。供测菌株的RFLPs单型的多样性显示出我省稻瘟病菌的群体结构呈现多样性。参试菌株的群体遗传多样性值为0．64。谱型分析表明，我省多数病原型是杂合群体。在分子水平上划分的病菌宗谱与寄生品种的遗传背景有密切关系。研究结果也初步建立了病菌宗谱与用以鉴别寄主反应划分的生理小种致病谱型的相互关系。

罗望子挥发性组分的定量结构--色谱保留值关系研究

采用分子电性距离矢量(MEDV)表征罗望子挥发油各组分的分子结构,运用多元线性回归建立定量结构-色谱保留关系(QSRR)模型,同时采用逐步回归结合统计检测对模型进行变量筛选,建立了罗望子挥发油定量结构-色谱保留(QSRR)关系的8变量和5变量模型,两QSRR模型的建模计算值复相关系数(R)分别为0.975和0.974;留一法(leave-one-out)交互校验复相关系数(R)分别为0.951和0.965,表明模型具有良好的估计能力与稳定性。

基于神经网络的黑莓果酒香气成分的定量结构色谱保留相关研究

采用人工神经网络(ANN)建立了36种黑莓果酒香气成分的结构与色谱保留时间之间的定量关系(QSRR)模型。以36种黑莓果酒香气成分的分子连结性指数和电拓扑指数作为输入、保留时间作为输出,采用内外双重验证的办法分析和检验所得模型的稳定性,所构建网络模型的相关系数为0.9993、交叉检验相关系数为0.9949、标准偏差为0.1100、残差绝对值小于0.47,应用于外部预测集,外部预测集相关系数为0.9833。为了便于比较,也采用多元线性回归(MLR)法建立了QSRR模型,模型的相关系数为0.9904、交叉检验相关系数为0.9905、标准偏差为1.4896、残差绝对值小于4.32,外部预测集相关系数为0.8973。结果表明,ANN模型获得了比MLR模型更好的拟合效果。

单硫醚在不同极性固定相上的气相色谱保留指数与结构的相关性研究

在计算出 61个单硫醚的各种量化参数之后 ,用逐步回归方法 ,预测了单硫醚在 4种极性固定相上的气相色谱保留值 ,建立了相应的定量模型。结果表明 ,该模型具有较强的预测能力 ,回归方程的均方根误差不超过 4 %。

甲基烷烃结构与色谱保留指数相关性的拓扑指数法研究

计算了 207个甲基烷烃的 127个拓扑指数变量,把变量选择方法GAPLS方法引入到定量结构与气相色谱保留关系研究中,对 127个拓扑指数变量进行选择,得到了含 7个变量的化合物的定量结构与色谱保留指数关系(QSRR)模型,其复相关系数的平方为0 999 98,标准偏差为 2 88。交互验证的复相关系数为0 999 97,交互验证的预测标准偏差为 2.95,表明该模型具有良好的稳定性和可靠性。对获得的 7个变量进行了合理的结构解释,表明甲基烷烃色谱保留指数完全能用拓扑指数来精确表征。

多氯代二苯并呋喃在不同色谱柱上的气相色谱保留行为——定量结构-色谱保留关系(QSRR)的研究

以一种拟原子的方式处理多氯代二苯并呋喃 (PCDFs)异构体中的苯环 ,将PCDFs异构体中的原子或基团分为 3类 ,即 :氯原子 (Cl) (记为“1”) ,氧原子 (O) (记为“2”)及拟原子 (B) (记为“3”)。在烷烃分子距边矢量的基础上 ,提出一种以基团为基准的分子距离边数矢量 (μ矢量 ) ,借助多元线性回归方法分别建立了多氯代二苯并呋喃在不同色谱柱上的色谱保留指数与表征其结构的 μ矢量间的定量结构 色谱保留关系 (QSRR)相关模型。各样本总体所建模型的相关系数均在 0 98以上。为检验模型的稳定性和预测能力 ,还进行了留一法交互校验 ,交互检验的相关系数均在 0 97以上。结果表明 :所提出的新的分子距离边数矢量具有结构选择性高、性质相关性好以及计算简便等优点。所建QSRR模型复相关系数高、稳定性好。

汾酒香味成分分析及定量结构-色谱保留相关研究

以清香型汾酒为研究对象,采用气相色谱/质谱联用方法,分析了汾酒中的主要香味成分,利用Steric and Electronic Descriptors(SEDs)建立了预测香味成分的定量结构-色谱保留相关模型,发现汾酒中主要香味成分酯、醇、酸、醚、烃、醛、酮的保留时间分别与不同的SEDs参数有良好的相关性,建模相关系数分别为酯R=0.991、醇R=0.995、酸R=0.995、醚和烃R=0.995、醛酮R=0.969,留一法交互检验(Leave-one-out,Loo)相关系数分别为酯RLoo=0.986、醇RLoo=0.986、酸RLoo=0.991、醚和烃RLoo=0.944、醛酮RLoo=0.932。结果表明,所建模型具有良好的稳定性和预测能力,为白酒中香味成分的分离检测提供了有效的理论依据。

长白山天池火山区介质速度非均匀性谱结构

观测和研究表明,非均匀介质RMS(Root Mean Square)速度微扰动ε,特征尺度相关距离a以及幂指数κ的空间分布特征可描述介质非均匀性特征.本文选用长白山天池火山区的小震记录,运用S波包络展宽法对长白山天池火山区地壳浅部介质速度非均匀性谱结构进行了研究.结果发现长白山天池火山区地壳浅部介质呈现强烈的介质非均匀性,且其具有明显的频率特性.在2～4 Hz及4～8 Hz频带范围内,小尺度弱非均匀性介质基本上分布在天池火山口的东南角和西北角,大尺度强非均匀性介质基本上分布在天池火山口的西南角和东北角,这一特征在0～2km和2～5 km深度范围内均体现;在8～16 Hz频带内,0～2 km深度范围内弱非均匀性介质分布在火山口西部,而2～5 km深度范围内弱非均匀性介质基本上分布在火山口周围区域;在16～30 Hz频带内,0～2 km深度范围小尺度弱非均匀性介质分布在火山口的东北角及西南角,而2～5 km深度范围内小尺度弱非均匀性介质集中分布在火山口的东南角,西北角有少量分布.

基于谱间结构相似先验的高光谱压缩感知重构

在高光谱压缩感知重构中,充分利用图像的先验信息能有效提升算法的重构精度。现有重构算法均未考虑高光谱图像的谱间结构冗余信息,该文提出一种基于谱间结构相似先验的高光谱压缩感知重构方法。该方法通过谱间结构冗余定义高光谱结构图像,以结构图像为基础,设计一个压缩感知重构正则项,再结合高光谱图像的空间相关性和谱间统计相关性,提出一种新的压缩感知高光谱图像联合重构方案,并设计一种基于变量拆分的有效的求解算法。实验表明,在相同观测值数目下,该文算法的重构质量明显优于现有算法。