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[硕士论文] 王昊
辐射防护及环境保护 南京航空航天大学 2016(学位年度)
摘要:近年来,微机电系统(MEMS)发展迅速,已在军事、航空航天、生物医疗、工农业等领域发挥着重要作用。辐致伏特效应同位素电池具有高能量密度、长寿命、微型化、稳定性强、无需外界供给等特点,符合微能源的需求,可有效解决MEMS的能量供给问题,具有重要研究价值。本文围绕辐致伏特效应同位素电池的制备,以及温度效应和真空度效应对同位素电池电学输出性能的影响开展了一系列的研究工作。本文的主要内容包括:
  1)基于辐致伏特效应同位素电池的工作原理、结构类型及常用的放射源及换能单元,采用微纳加工工艺制备硅换能单元,并通过PCB板的设计及制备、配制导电银胶、焊接导线和加载放射源等过程制备得到不同类型的辐致伏特效应同位素电池样品。
  2)采用不同放射源和不同换能单元组合得到四种β辐致伏特效应同位素电池,研究温度对不同类型电池输出性能的影响。随温度升高,同位素电池的短路电流密度略微增加、开路电压变小。不同类型的电池受温度影响作用有所不同,开路电压的温度变化率主要受换能单元材料和放射源种类的影响。在近似线性的温度区间,63Ni–Si、63Ni–GaAs、147Pm–Si和147Pm–GaAs四种类型电池的开路电压对应的温度变化率分别为-2.57、-5.30、-2.53和-4.90 mV/K。能量转换效率随温度升高而显著下降,随着温度交变循环作用次数增加,电池的输出性能逐渐下降。基于此性能测试,还针对硅基β辐致伏特效应同位素电池进行了换能单元制备工艺优化研究及栅型上电极表面结构优化设计等探索工作。
  3)采用Geant4针对常用的β和α辐致伏特效应同位素电池研究了在放射源与换能单元之间的不同空气间隙厚度下,同位素电池所处环境的真空度对其性能输出的作用机制。通过计算得到63Ni-Si和241Am-Si两种电池中的辐射沉积能量随真空度的变化规律,即随着压强的增加,输出性能显示略微降低,然后以较快速度下降;进而获得电池电学性能参数与真空度之间的响应关系。此外,还利用了147Pm-Si电池进行了真空度效应的实验验证研究,所得实验结果也反映了真空度对电池性能影响较大。
  本文为辐致伏特效应同位素电池的制备,以及环境中温度和真空度对同位素电池电学输出性能的影响的研究工作提供了依据,为适应特殊环境下放射源与换能单元的搭配组合的选择提供了重要参考价值,推动辐致伏特效应同位素电池离实际应用更近一步。
[硕士论文] 苏容波
核能与核技术工程 兰州大学 2015(学位年度)
摘要:随着核工业的发展和核技术的应用,各种放射性废物量与日俱增,国家逐步制定了相关的标准,强化对放射性废物的管理。中低放废物须用200L钢桶进行包装,在处置前须给出桶内的放射性核素及其活度。目前基于SGS(Segmented Gamma Scanning,SGS)技术开发出的标准设备是解决桶装废物分析的最有效途径之一,用于介质密度不大于1.0g/cm3的废物。而核设施退役工程中形成的大多数废物介质密度远大于1.0g/cm3,故标准设备只能解决少数废物的测量问题,要解决此类废物的分析问题还需进行相关研究。
  针对上述问题,以解决核设施退役形成的桶装废物分析问题为目的,基于SGS技术建立了一套桶装放射性废物非破坏检测系统,主要开展了如下研究:
  (1)检测装置设计
  机械部分包括废物桶水平传动、废物桶旋转支撑、屏蔽体及探测器同步升降和整体框架的设计。应用程序部分包括传动控制设计和多道接口程序设计。
  (2)探测效率拟合
  引入一个自定义参数——吸收因子(K),其与介质对透射源的吸收相关,通过理论计算和实验拟合探测器的探测效率与吸收因子的关系,测量桶内介质对透射源的吸收可得到探测器的探测效率。
  (3)串扰校正
  根据理论计算的结果和国标中规定的限值,在 SGS的基础上提出两个合理的假设来简化串扰校正。引入一个自定义参数——计数校正因子(f),其与介质对透射源的吸收相关,通过实验拟合计数校正因子与吸收因子的关系,测量桶内介质对透射源的吸收可得到计数校正因子,对感兴趣区内的计数值进行校正。
  (4)实验验证
  使用137Cs标液模拟桶装废物进行验证实验,在放射源随机分布、介质密度低于1.8g/cm3的情况下,计算结果误差在±20%内。
[硕士论文] 杨彬
辐射防护及环境保护 南华大学 2014(学位年度)
摘要:氡及其子体的测量己成为众多学科共同关心的问题。研究和利用氡及其子体,是电离辐射计量学中气态放射性物质测量的重要标准之一。219Rn在自然界条件下浓度较低,含量较少,半衰期非常短,研究难度较大。目前氡的研究方面主要侧重于220Rn和222Rn的测量,因此分辨测量氡同位素是我国氡计量学和辐射防护发展的需要。同时,分辨测量氡同位素(222Rn/220Rn/219Rn)是间接分辨测量镭同位素(226Ra/224Ra/223Ra)快速有效的方法,而镭同位素的分辨测量是同位素海洋学研究中的重要手段和关键技术,是目前的研究热点。
  氡的测量有多种方法,其中延迟符合技术适用于低水平219Rn和220Rn的分辨测量。延迟符合技术是根据氡同位素的短寿命子体钋半衰期不同来分辨测量219Rn和220Rn,该方法能在含有222Rn和其他本底环境中准确分辨测量219Rn和220Rn。此技术已成功应用于空气中低浓度220Rn的测量及海水中镭同位素的间接测量。
  本文建立了软件延迟符合测量方法,设计了基于uC/OS-II操作系统的延迟符合测量软件及放大整形电路,并建立了相应实验系统。该系统采用S3C2410核心板(达盛公司的EL-ARM-830型教学实验系统)作为控制核心。探测器输出信号经放大整形为矩形脉冲序列后,送入S3C2410外中断引脚,并由核心板记录脉冲序列的上升沿及下降沿时间信息。根据氡子体215Po和216Po具有不同的半衰期,通过在分析软件中设置不同的符合时间来达到分辨测量219Rn和220Rn的目的。该系统采用UCGUI图形用户界面设计,结果通过LCD显示,具有良好的人机交互界面。
  通过对222Rn的比对测量实验,验证了偶然符合计数率公式。利用建立的实验系统测量了不同流率下220Rn和219Rn源,并进行了数据分析。实验结果表明,当本底计数率为2~4cpm时,延迟符合测量实验系统能够测量衰变率为3dpm~40dpm的220Rn和219Rn源,该实验系统对220Rn源的测量误差在2%以内。本研究达到了测量低水平220Rn和219Rn的目的,同时对后续数字延迟符合分辨测量氡同位素的研究具有重要意义。
[博士论文] 刘鹏翔
电子科学与技术;光电子技术 天津大学 2014(学位年度)
摘要:宽调谐单频相干太赫兹(THz)辐射源在高分辨波谱分析等领域具有重要的应用价值。非线性光学差频方法具有低成本、结构简单、室温运转、输出频率范围宽、相干性好等优点,是实现宽调谐单频THz产生的有效途径。一种类似于冲击波的Cherenkov形式,由于自动满足相位匹配,成为THz差频的一种新型匹配方式。目前,国际上对该方法的研究还不够深入。本文从理论和实验两方面对Cherenkov相位匹配的差频THz产生进行了全面探索。近年来,随着有机非线性晶体的发现,基于有机材料的THz辐射源开始受到关注。本文利用国产的有机非线性晶体对超宽调谐THz差频进行了实验研究。
  本文的主要工作和创新点如下:
  1.建立了块状晶体中Cherenkov相位匹配差频的理论模型。利用空间Fourier展开方法求解波动方程,获得了辐射场的解析表达式,解释了Cherenkov差频的作用机理和THz输出特性,并为辐射源性能的改进提供了理论指导。
  2.建立了基于平板波导结构的Cherenkov相位匹配差频理论模型。针对一般的非对称波导结构,求解有源波动方程,分析了几种典型结构的THz输出特性,优化了结构参数,理论上将差频转换效率提高一个数量级。发展了包含泄漏模的波导耦合模理论,进一步提出了在波导中通过Cherenkov相位匹配实现级联差频高效THz产生的新途径,比较分析了级联效应对THz差频的增强效果,为从根本上打破THz差频转换效率的量子极限提供了理论依据。
  3.利用铌酸锂晶体进行了Cherenkov相位匹配差频的实验研究。改进了双波长泵浦源的性能,将Cherenkov差频的输出能量提高至nJ量级;通过对其输入输出特性、输出波束的能量分布和偏振态等方面的测量,并结合所得的理论模型,实现了对该现象更全面的认识。
  4.利用国产有机非线性晶体进行了THz差频的实验研究。比较了DAST、OH1和DSTMS三种晶体的差频特性,利用DSTMS晶体实现了0.88-19.27THz范围的超宽调谐,在2.47mJ泵浦能量下,获得最高脉冲能量85.3nJ(3.8THz),对应峰值功率17.9W。
[硕士论文] 徐赛锋
工程热物理 南京理工大学 2013(学位年度)
摘要:黑体辐射源在辐射测量领域具有极其重要地位,因而一直是各国辐射学界研究的重点课题。低温和中温黑体辐射源的技术已经较为成熟,而高温黑体辐射源由于其温度较高这一特点,国内只有几家科研机构以及单位能够生产。本文对开口式高温黑体辐射源进行了设计,为后续的产品实际生产提供参考。设计的高温黑体辐射源技术指标如下:
   1)黑体空腔有效发射率大于0.998;
   2)空腔内壁温度分布均匀,温差小于1℃;
   3)工作温度范围为800~1600℃;
   黑体辐射源的研究主要包括三个方面:黑体辐射源空腔有效发射率计算及空腔结构设计;黑体辐射源的整体热设计;黑体辐射源发射率验证。本文开展的具体工作如下:
   首先,用蒙特卡罗法对空腔有效发射率进行了理论计算,分析了黑体空腔有效发射率的主要影响因素。基于计算结果,对黑体空腔的结构尺寸进行了设计,得到了内壁温度均匀时,有效发射率高于0.998的空腔结构。
   其次,对高温黑体辐射源进行了整体热设计。包括材料的选择,温度均匀性的实现以及温度稳定性控制三个方面。借助Fluent软件,对高温黑体辐射源的内部温度场进行数值模拟,设计出了一个性能优异的带补偿腔和辅助加热的黑体辐射源。结果表明,最高温度接近1600℃时,其空腔内壁温差小于1℃。
   最后,对实际黑体辐射源的发射率验证方法进行了研究。采用间接测量方法对北京南奇星公司生产的HG-1高温黑体辐射源进行了发射率验证并分析了测量结果的不确定度。利用该黑体辐射源对德国BRUKER公司生产的VERTEX80V傅里叶红外光谱仪进行了实验校准。
[硕士论文] 孙业帅
动力工程及工程热物理;可再生能源与清洁能源 华北电力大学;华北电力大学(北京) 2012(学位年度)
摘要:本论文主要开展压水堆核电厂放射性源项中设计基准源项和现实源项研究及程序开发工作。设计基准源项采用保守模型或设计基准模型来计算,适用于屏蔽设计。现实源项主要用于电厂每年平均向环境释放的放射性总量的估计。设计基准源项和现实源项的研究意义在于为核电厂的辐射屏蔽提供源强数据,为环境评估提供源强数据,指导核设施的退役等。
   本论文鉴于我国设计基准源项和现实源项研究的不足,在广泛调研的基础上,结合当前压水堆核电厂在热力循环系统、材料腐蚀及水化学的研究现状,研究压水堆核电厂放射性核素在主回路系统、辅助系统及厂房内传递、吸附、滞留、衰变过程规律,建立放射性核素混合物的迁移、分布的数学模型,进而开发出适用于压水堆核电厂源项分析计算的DORAST程序,获得系统或设备内放射性核素的分布规律。本论文的创新点在于充分考虑压水堆核电厂正常运行状态下放射性核素的途径及机理,建立适用于典型二回路的二代及三代反应堆内系统或设备的源项分析数学模型。源项数学模型以衰变链为单位,全面考虑放射性核素在压水堆核电厂系统或设备中的产生消失途径,建立放射性核素平衡方程组,并采用隐式三次六阶龙格库塔方法和Kaps-rentrop方法进行求解并进行对比。同时提出放射性核素迁移途径按照累积、净化、再累积、释放四个阶段划分的源项模型耦合方法,将模拟放射性核素迁移规律的平衡微分方程组分配在这四个阶段,使得用户可根据所考虑的放射性核素的迁移路径从上述四个阶段中选择相对应的数学模型,同时也可使得前一阶段中系统或设备的活度计算结果可作为后一阶段的系统或设备的活度输入信息。该耦合方法可使DORAST程序中的功能模块能够适用于不同压水堆堆型及系统的设计基准源项和现实源项的计算。
[硕士论文] 贾柏森
电气工程 哈尔滨工业大学 2011(学位年度)
摘要:同位素已经广泛应用到国民经济的各个领域,而同位素分离是同位素生产的重要环节。目前广泛采用的同位素分离方法主要有气体扩散法、气体离心法、化学交换法等,由于这部分方法能耗高、分离效率低且环境污染严重已经难以满足对高纯度、特殊同位素的需求。等离子体射流质量分离是以霍尔推进器作为离子源,以等离子体作为工质束流。等离子体射流质量分离具有电流大、分离度高等优点。所以等离子体射流质量分离可以实现高纯度、高生产率分离,该分离机理适用各种同位素的分离及高纯物质的制备。本文主要研究等离子体射流质量分离结构设计及电磁场控制下粒子运动轨迹、聚焦位置等实现同位素分离的关键技术难题。
  单粒子轨道理论是分析等离子体最普遍的理论,所以利用单粒子轨道理论分析等离子体运动特性简单、方便。为此本文采用单粒子轨道理论分析电磁场控制下的等离子体束流运动特性。本文依据离子在单粒子轨道下的运动方程,推导出轴对称等离子体射流质量分离中离子在纵截面、横截面的运动方程、离子聚焦半径表达式及质量色散表达式。应用MATLAB数值模拟出离子在各聚焦平面上的运动,进而得出离子在正交电磁场中的运动轨迹和聚焦半径的跟踪轨迹。以235U、238U及6Li、7Li等同位素为例分析其运动轨迹,计算出相应质量色散。通过与传统电磁同位素分离法中的质量色散相比较后,证明了此方法理论上的可行性。本文还分析了非均匀电磁场对离子聚焦半径及质量色散的影响,为后续分析非线性电磁场下离子运动规律奠定基础。
  为实际设计出等离子体射流质量分离模型,本文基于ANSYS有限元分析软件设计出能够达到较好分离效果的磁场位形。文中给出了分离器的磁路结构及磁感应强度分布曲线。
  本文所得出的等离子体射流质量分离中离子运动规律为分析电磁场中高密度等离子体运动特性可奠定坚实的基础。
[硕士论文] 孟鸣
核技术及应用 中国科学技术大学 2010(学位年度)
摘要:用户需要光源能够持续稳定运行并提供高亮度,高质量的输出,但光源的运行状态受到多种因素的影响,其中以各种不稳定性为主,尤其是耦合束团不稳定性。横向逐束团反馈系统是当前世界上各大加速器普遍采用的关键技术,用于克服横向束团不稳定性。其中数字反馈技术相比模拟反馈,因为简洁可靠,搭建与调试方便,分析手段多样,所以世界各大高能实验室正越来越多地青睐数字反馈系统,或是直接采用数字反馈技术或是将模拟反馈再升级至数字反馈。合肥光源反馈系统就是从模拟反馈升级到了数字反馈系统。
   合肥光源目前在200Mev注入,800Mev运行,采用八极铁辅助注入。但是众所周之,八极铁不仅增加了注入过程的非线性效应,而且明显减少了动力学孔径。HLS升级改造完成后,要求发射度由170nm·rad降低到30nm·rad,将使得八极铁抑制不稳定性不可再利用,因此进一步开发利用数字反馈系统,使其更好地用于抑制束流不稳定性,对于保证光源正常运行有着重大意义。
   本文主要介绍了基于现有数字反馈系统所开发的控制系统及围绕此系统开展的相关工作和研究,完成工作主要由数字系统软件控制平台,数据处理程序,时钟系统,反馈效果模拟几部分组成。
   控制系统基于MATLAB构造,采用动态链接库(DLL)封装了对处理器的基本操作,通过对处理器寄存器读写,实现直观快速的控制;同时控制系统有着极强的可扩展性,只要是通过FPGA寄存器实现的控制,经过简单的MATLAB语句编写,调用基本控制函数,就可以实现各种组合后的复杂功能,避免了系统功能的僵化。
   对处理器ADC采样所得束流数据,及时利用数据处理程序进行分析,得到束流相空间,振荡模式图等信息,可用作束流不稳定性分析的辅助依据,并采用NAFF等方法计算工作点,实时显示,观察工作点变化的趋势。时钟系统采用自开发的时钟电路板,能够输出低抖动,高精度的LVDS信号,作为数字反馈系统的采样时钟,进一步稳定数字反馈系统的工作效果。利用MATLAB AT工具箱简单进行了不同增益下束流理论反馈效果的模拟实验。
   综合开发好的各部分软硬件,进行了在线的测试验证,效果与预期相符,控制系统可以与数字反馈系统配合良好,减轻了数字系统调试负担,丰富了系统功能。
[硕士论文] 龚岚
控制工程 电子科技大学 2009(学位年度)
摘要:近几十年由于辐射计量水平的提高(从10-2到10-5),因而辐射计量学又成为光度计量学和辐射温标的基础。500K-1000K全辐照基准是辐射学的基础,作为量值传递的国家基准,它已广泛被用于军工和民用红外探测器及黑体(红外)辐射源的标定,传递全辐照度。该基准装置的完善和现代化将带动光度学和辐射温标的现代化,在此情况下,我们研制了铟凝固点黑体炉,在原来的基础上延伸了温度范围,完善了我国全辐照量值溯源体系,达到了基准量值复现拓展了量传范围的目的。
  论文根据课题要求,从技术的现状和理论基础方面,规划和设计整个系统结构。在铟凝固点黑体炉研制方面,我们采用了高纯铟(纯度为99.9999%),根据黑体空腔理论,增加空腔辐射面积,改善空腔内温度均匀性,提高腔壁材料发射率,采用了直径为0.5mm的镍烙电阻丝,根据焦耳-楞次定律,算出电阻丝绕圈密度及加温能量。对于电加热黑体炉这样具有较大的滞后性、非线性、时变性的控制对象,单纯的采用传统的PID控制或模糊控制都不会取得较好的效果,我们采用了传统PID控制和模糊控制结合的方式即:Fuzzy-PID控制,这样既能发挥模糊控制的鲁棒性好、动态响应好、上升时间快、超调小的特点,又具有PID控制器的动态跟踪品质和稳态精度。
  根据Fuzzy和PID控制特性,采用Fuzzy和PID复合控制。在动态过程中,采用Fuzzy控制,而当系统接近或处于稳态时,自动切换到 Fuzzy-PID控制。两者的转换根据事先给定的偏差范围自动实现。这样既能充分发挥 Fuzzy控制在动态控制中快速性好的优势,又能通过 PID的精细控制,使系统的稳定性能达到要求。在构建此类系统时,除Fuzzy器的合理设计外,PID控制器参数的整定也很重要。
  若采用固定的PID控制,一方面参数的整定本身就较麻烦,另一方面不能满足在不同偏差和偏差的变化率下,系统对PID参数的自整定要求,整个系统的适应性和鲁棒性将下降。
  在测量方面,采用了稳定性高,测量范围广,线性度好的铂电阻温度计,并对其进行电路设计,获得较高的精度和稳定性。
  根据实际情况,做出了相应的设计。然后对设计完毕的整个系统进行试验整理。对其纵向温场、重复性等特性进行分析,符合实验要求。再对该黑体辐射源进行了不确定度评定,评定结果符合设计的要求。
[博士论文] 李春
光学 中国科学院大学;中国科学院研究生院 2011(学位年度)
摘要:FHz科学急需发展更高功率的THz源。强场THz源的稀缺己成为现代THz研究体系中的一大软肋。在THz频段研究激光一等离子体相互作用不但为人们研究极端条件下的等离子体动力学提供了机会,也为研究新的强场THz辐射源提供了可能。
   本论文第一部分对我们实验室基于强激光等离子体相互作用的新型THz强场辐射源的实验研究工作做了系统的介绍。
   针对基于大气通道的THz辐射源所遭遇的随入射激光能量增强而面临的饱和问题,我们提出了一种非常容易操作的方法,仅用一个光阑来控制泵浦激光的光束尺寸,提高了双色光泵浦机制的能量转化效率,在实验中观察到了大于8倍的THz辐射电场强度增强现象,即辐射能量增强了70倍。
   针对我们工作的重点——固体密度等离子体,我们实验室利用TW激光和固体靶相互作用,在0.1sr的立体角内观测到了靶前向单发能量高达微焦量级的强源。在此基础上,我们对这种新型THz辐射源的各种性质进行了多方面的考察,通过控制各种实验参数,如激光入射角,能量,偏振,对比度,以及靶材料,靶结构等,对源的输出效率进行了优化。我们发现THz辐射源的输出强度随入射激光能量的增加单调增强,并且和预等离子体尺度密切相关。我们在对各种实验数据和结果分析处理的基础上,提出了一种全新的THz辐射产生机制,认为在大角度斜入射时,我们观察到的THz辐射的电流源是在靶面静电场和静磁场共同作用下自发形成的靶面电流。
   本论文第二部分介绍了我在博士就读期间在实验室建设方面所做的工作,主要是利用LabVIEW开发平台,针对我们实验室使用的激光器和靶场的特殊需要,自主开发或主持设计了几套自动控制系统,主要包括靶台三维平动调节控制系统,三阶相关仪控制系统,以及适用于低重复频率激光器的光束自定位系统。
[硕士论文] 余锴
核技术及应用 北京大学 2010(学位年度)
摘要:Terahertz(THz)辐射是指频率在100GHz-10THz范围内,波长介于3mm-30μm之间的电磁辐射。THz辐射位于微波和红外辐射之间,携有丰富的物理化学信息,并具有瞬态性、透视性、宽带性、低能性等特点,是一个非常重要的前沿交叉研究领域。随着THz科学技术的发展以及相关应用研究的深入,对于高功率THz辐射源的需求正日益增强。本文以北京大学超导加速器实验平台为基础,围绕可调谐高功率相干THz辐射源的设计展开研究,旨在为拟建的北京大学THz装置提供初步的物理设计基础。
   本文首先针对以相对论电子为工作物质产生高功率相干THz辐射的物理机制进行了研究,对影响辐射性能的基本因素进行了探讨,并由此提出了北京大学THz装置的整体设计方案,对装置中工作电子束的品质要求进行了分析。
   本文研究了速度聚束机制在北京大学THz装置注入器中的应用,通过分析注入器工作参数及电子束入射相位对于电子束品质的影响,论证了注入器的灵活可调性,提出了不同出射束流品质要求下注入器工作参数的选择标准。并以装置初始运行时束团电荷量为20pC的情况为基本考虑,设定了注入器最佳的工作模式。
   本文对于北京大学THz装置的束流输运线进行优化设计,分别针对装置小型化与装置实用性的需求,提出了两种束线设计方案。方案一的设计中装置布局紧凑,元件少、体积小。方案二的设计从实际拟建项目进行考虑,引入四极透镜组成的匹配段,使束线安排不但能满足装置应用及实验室布局的要求,并使其具有充分的灵活性,可适应装置更新时对束线兼容性的需求。
   本文对北京大学THz装置的波荡器结构及物理参数进行了设计,并在整体设计的基础上对于装置辐射性能进行了初步评估,探讨了束流品质对于辐射性能的影响。分析结果表明此设计装置可得到波长在400-1200μm内连续可调,峰值功率-KW量级,平均功率-W量级的相干THz辐射,输出辐射且兼具单色性好及线偏振的特点。
  
[硕士论文] 岳文强
核技术及应用 中国原子能科学研究院 2005(学位年度)
摘要:正电子发射断层照相(PET)被认为是世界上最先进的医学成像设备。采用NaI或BGO晶体作为探测器,它将发射正电子的放射性同位素标记的化合物作示踪剂引入所要观察的局部组织或器官,并利用计算机将探测到的一组图形组建成局部组织或器官的功能图像。目前,PET这一精确成像工具已广泛应用于临床诊断,如心脏疾病、脑部疾病和肿瘤等。 [18F]FDG作为一种葡萄糖代谢示踪剂,与PET联合,在肿瘤诊断及治疗效果评估方面得到广泛应用。但是由于急性炎症反应对[18F]FDG也有较高吸收,造成相当多的假阳性结果出现。 [18F]FLT是一种新的胸腺嘧啶脱氧核苷示踪剂,此显像剂是一种抗病毒化合物,能被细胞摄取,并滞留在细胞内。与[18F]FDG相比,[18F]FLT对新生物的敏感性比感染(炎症)组织高,具有可以区分肿瘤和炎症的优势。 在本课题选择5'-O-(4,4'-DMT)-2,3'-脱水胸腺嘧啶脱氧核苷作为标记前体进行了化学合成,进一步简化了前体合成方法,具有稳定的合成效率;并且对以此为前体制备[18F]FLT进行了研究,摸索了利用[18F]FDG自动合成仪生产[18F]FLT的条件。在35分钟时间内,以800mCi18F-离子合成得到140mCi[18F]FLT(21.8%,EOB;17.5%EOS)。 经动物实验表明[18F]FLT在肿瘤部位的高摄取,在正常组织的低沉积,以及它在合成方面的简便性和一定的标记率,都说明[18F]FLT作为一种新的肿瘤增殖显像剂具有很好的应用前景。
[硕士论文] 贾娟娟
核技术及应用 中国原子能科学研究院 2005(学位年度)
摘要:采用杂交瘤技术获得了三株分泌抗胰岛素单克隆抗体的杂交瘤细胞株,其中编号为INS49F1的抗体亲和性较好,在酶联免疫分析中得到了初步的应用。 研究并建立了不同模式的胰岛素酶联免疫分析方法。采用两株可相互配对的抗胰岛素单克隆抗体,一株包被聚苯乙烯板、一株标记辣根过氧化物酶、生物素,分别建立了胰岛素双位点夹心酶联免疫分析法。其方法学灵敏度为1mIU/L;批内、批间变异系数分别为4.6%~5.5%和13.5%~14.8%;回收率96.6%~110.6%;高浓度胰岛素血清样品系列倍比稀释后测定,测定值与稀释度呈线性相关,相关系数0.9999;34例健康人血清样品测定值为0.9~7.4mIU/L,该方法与胰岛素放射免疫分析法的相关性方程为y=0.70X-2.22,r=0.957,n=90。采用多抗及酶标二抗的方法对竞争法的包被、标记、反应条件等进行了初步探索。本工作为今后进一步开发胰岛素酶联免疫分析试剂盒奠定了基础。
[博士论文] 张立
分析化学 中国科学院上海有机化学研究所 2005(学位年度)
摘要:本文设计制备了一种新型的同位素标记固相试剂,同时建立优化了此同位素标记固相试剂的应用方法,在标准蛋白混合物的相对定量研究中,此同位素标记固相试剂的相对定量误差低于5%。我们将此试剂应用到高等植物光系统Ⅱ(PSⅡ)外周蛋白混合物的研究中,进行了两种外周蛋白的定量分析。另外,本文还进行了PSⅡ系统外周蛋白33 kDa的NSP修饰后结构研究以及乙睛诱导的构象变化研究。
   我们所设计的同位素标记固相试剂可以选择性地与肽段中半胱氨酸的巯基侧链共价结合,达到标记肽段与未标记肽段的有效分离,然后经过酸催化,回收已连有标记部分的肽段,再利用质谱进行检测,进行蛋白的定性和相对定量分析。此同位素标记固相试剂主要包括四个部分,分别为固相部分、连接部分、标记部分和反应部分。其中固相部分为氨甲基树脂,连接部分为Rink Amide连接臂类似物,提高了氨甲基树脂的反应活性,而且经酸催化回收所得肽段末端为酰胺基,有利于后续的质谱分析。标记部分我们选择的是含有10个氢/氘标记的亮氨酸,这样后续质谱分析中的一对分析物,待分析和对照组之间质量数相差10Da,可与质谱中的常规丢失片断相区别,有利于一对标记肽段的识别;反应部分为碘乙酰基团,可以选择性地与半胱氨酸的巯基残基反应,而且这种反应可以在蛋白酶解的溶液条件下直接发生,这样可以极大地简化此类试剂的应用过程,特别有利于低丰度蛋白的分析,同时选择半胱氨酸残基为反应位点,可以在后续的分析过程中极大地简化分析物的复杂程度。此同位素标记固相试剂的合成采用的是Fmoc固相肽合成方法。
   同时,我们对所设计制备的新型同位素标记固相试剂进行了各方面性质的考察。在反应活性方面,我们选用了氨基酸混合物和肽混合物来进行了考察,结果说明此同位素标记固相试剂可以选择性的提取和回收半胱氨酸以及含半胱氨酸的肽段进行分析,其他氨基酸以及不含半胱氨酸的肽段在分析中的固相吸附作用在一定程度上不会对研究结果造成影响。在反应位阻方面,我们选用了含有两个半胱氨酸的肽段进行了分析,结果发现两个半胱氨酸残基在分析过程中都连有标记部分,说明反应位阻问题基本可以忽略。我们还进行了此同位素标记固相试剂的色谱同位素效应考察,发现存在此效应,但所得质谱结果经适当的平均处理之后,此效应基本对研究结果不会造成显著影响。我们将此同位素标记固相试剂应用到标准蛋白质混合物的分析中,建立和优化了分析此试剂的应用程序,分析结果说明,在两蛋白含量比例介于0.1-10的区间时,此试剂的相对定量误差低于5%。
   为了使此同位素标记固相试剂更有利于低丰度蛋白的分析,围绕MALDI技术为中心,我们尝试对此固相试剂进行一些应用新方法的研究探索,包括靶上标记肽段的酸回收、固定树脂颗粒于靶上、激光辅助酸回收等,但都没有达到预期的设计结果,但我们相信这些尝试对于今后此方面研究将产生积极的意义。
   我们在本文中将所设计制备的同位素标记固相试剂用于PSⅡ外周蛋白混合物中的33 kDa蛋白和23 kDa蛋白的定量研究中,在这种成分较为复杂的洗脱体系中又一次验证了此同位素标记固相试剂的相对定量能力,同时也建立了一种新的分析这种PSⅡ外周蛋白混合物的方法。另外我们还进行了0.5 mM和4 mM N-丙酰基琥珀酰亚胺(NSP)修饰的33 kDa蛋白经V8蛋白酶酶解之后的MALDI-MS分析,通过肽段归属,进行了NSP修饰位点的确认。结合荧光、CD谱结果以及植生所徐春和课题组所进行的重组实验结果,总结出33kDa蛋白中的六个赖氨酸残基可能对整个蛋白的二级结构和功能有重要影响。
   另外,我们还运用荧光光谱、CD光谱和质谱的检测手段对乙腈诱导的33kDa蛋白的构象变化进行了研究,我们发现在中性条件pH6.2下,溶液中乙腈含量的增加导致了33 kDa蛋白的构象发生变化,并导致了解折叠的发生。溶液中弱极性(相对与水)乙腈含量的逐渐增加引起了溶液的疏水性以及介电常数的变化,可以用来简单模拟结合到类囊体膜上的外周33 kDa蛋白,其微环境向低极性调整后对自身结构的影响,所以上述所得结论对于今后认识和了解PSⅡ外周蛋白33 kDa的结构和功能可能会有一定意义。
[硕士论文] 李靖轩
核技术及应用 中国原子能科学研究院 2004(学位年度)
摘要:正电子发射断层显像(PET)作为临床诊断肿瘤的一种有力手段已在全世界广泛应用.PET显像技术的发展离不开优质的PET显像剂的研制,而PET用于药物研究的先决条件是标记药物分子的研制.PET显像剂有多种,目前最常应用的是糖类显像剂<'18>F-FDG,它被广泛用于肿瘤、心脏和脑疾病的诊断.但它存在着特异性差,某些肿瘤细胞对它不摄取,炎症细胞也有摄取等问题.因此,研制开发特异性强、灵敏度高的肿瘤显像剂已成为一项十分迫切的任务.在新的PET显像剂的研究中,标记氨基酸被广泛研究.O-(2-[<'18>F]氟乙基)-L-酪氨酸(<'18>F-FET)是一种已被合成的PET药物,实验证明它不会被进一步代谢和参入蛋白质,但恶性细胞中增加的氨基酸转运同样可以体现癌组织中增加的氨基酸要求.与<'18>F-FDG相比,其具有更好的肿瘤特异性;在正常脑组织中摄取少,肿瘤显像时病灶部位更清晰,更便于区分炎症组织,尤其对脑肿瘤显像很有发展前景.本实验主要是研究合成O-(2-[<'18>F]氟乙基)-L-酪氨酸(L-[<'18>F]FET)的方法,并研究其动物分布性能,观察脑及肿瘤摄取状况,以判断作为其PET肿瘤显像剂的可能性,为我国PET中心提供一个新的氟-18标记的氨基酸示踪剂.在经过多种方法的试验后,最终确定了以韩国人S.H.Ahn的"一步法"为基础的合成方法.即以N-BOC-(L-Tyr)OMe为初步原料,制备O-(2-p-TsO-ethyl-L-Tyr)OMe作为氟化前体,利用现有<'18>F-FDG自动化装置,合成O-(2-[<'18>F]氟乙基)-L-酪氨酸.并在得到<'18>F-FET后,做了动物试验,证实了它的诊断价值.
[硕士论文] 姚静
核技术及应用 中国原子能科学研究院 2004(学位年度)
摘要:利用放射性药物进行炎症显像是诊断炎症性疾病的有效手段之一,可提供很多有价值的信息.近年来炎症显像剂的研究有了很大的发展,从无生物活性的化学物质到活细胞,从生物大分子、抗体片段到小分子蛋白、活性肽,涉及范围非常广泛.本论文研究的目的是在文献资料的基础上,对多肽UBI29-41进行放射性碘标记,期望制备出能够区分细菌感染和无菌炎症的新型显像剂,以用于细菌感染性疾病的诊断.主要研究内容如下:,采用基质辅助激光解吸飞行时间质谱(MOLDI-TOF)、紫外-可见光谱(UV-VIS)、导数光谱等分析手段,对合成的多肽UBI29-41进行分析.通过正交试验法建立了<'131>I-UBI29-41的制备条件.实验表明:pH值7.0的PB 35μL,UBI为5μg,Ch-T10μg,反应时间为1min,Na<,2>S<,2>O<,5>为7μg,标记率可达85﹪-93﹪.经过多次尝试,确定了Sep-Pak C18小柱纯化标记物的方法.纯化后室温下放置24h,标记物的放射化学纯度仍达95﹪.建立了高效液相色谱法和纸色谱法的分析条件.选用C18反相色谱柱,进行梯度淋洗,A液为10﹪的乙腈(含0.1﹪TFA)水溶液,B液为100﹪的乙腈(含0.1﹪TFA).0-30min A 100﹪-0﹪;30-32min A 0﹪-0﹪;32-35min A 0﹪-100﹪;35-40min A100﹪-100﹪.流速为1mL/min,紫外检测波长为220nm.标记物的保留时间9min左右.纸色谱法选用Whatman No.1纸做载体,展开体系为甲醇:水=3:1(V/V),标记物Rf=0,游离碘Rf=0.7.考察了<'131>I-UBI29-41在正常小鼠体内的生物分布,结果表明标记物在体内血液清除快,主要通过肾脏排泄.建立了细菌感染、无菌炎症动物模型,并对其进行SPECT显像及动态采集,结果显示:在标记物注射后30min即可进行显像,<'131>I-UBI29-41在细菌感染部位浓集,而在无菌炎症部位没有浓集.以上实验研究表明<'131>I-UBI29-41是一种新的、有望区分细菌感染和无菌炎症的显像剂,本工作将为今后开发<'123>I-UBI29-41奠定基础.
[博士论文] 陈大明
核技术及应用 中国原子能科学研究院 2004(学位年度)
摘要:本论文研究的主要目的是在已有的文献基础上,利用国内基因工程技术制备的重组的人Annexin V进行放射性核素的标记和评价,希望制备出可用于临床细胞凋亡研究的显像剂.本论文是首次利用国内制备的重组人Annexin V进行放射性核素的标记和评价,其中用<'125>I-Annexin V进行体外细胞凋亡的放射配基结合分析,以及确定<'131>I-Annexin V和<'99m>Tc-HYNIC-Annexin V的最佳凋亡显像时间的实验,还未见有文献报道.现有的实验结果表明:<'125>I-Annexin V能在体外检测细胞的凋亡;制备的<'131/125>I-Annexin V和<'99m>Tc-HYNIC-Annexin V可以有效检测鼠类体内的细胞凋亡,特别是<'99m>Tc-HYNIC-Annexin V将会成为临床上一种很有前景的体内细胞凋亡显像剂.
[博士论文] 张海鸥
核科学与技术 中国科学技术大学 2003(学位年度)
摘要:论文从实验各理论两方面对磁铁材料表面氧化铝等离子体涂层的真空吸附行为特性和机理进行了进一步探讨和研究.首先探索了等离子体喷涂工艺参数对涂层性能的影响.制备了若干种不同喷涂参数的样品,通过电镜等测试手段找出具有最佳孔隙度和较好粘结性的涂层以便对喷涂工艺参数进行优化筛选;以最佳喷涂参数为参考,分别制备了三种粉末材料的涂层作后续实验样品,并用电镜等手段进行了形貌表征.通过利用激光诱导脱附和用光电子能谱XPS的实验手段分析了涂层表面可能存在的吸附气体成分和基团.在理论上对氧化铝涂层与真空室6种常见残余气体成份H<,2>、H<,2>O、CO、N<,2>、CH<,4>和CO<,2>等作用的体系结构进行了量化分析,使用专业计算软件GAUSSIAN98并以两种算法和若干基组做了计算,给出了稳定构型、结合能、键长、频率、布居数等参数.结合计算结果对涂层真空吸附残余气体谱和激光诱导脱附谱的谱峰分布作了分析.
[博后论文] 朱爱芝
原子核物理 中国科学院高能物理研究所 2002(学位年度)
摘要:多巴胺是脑中一种重要的神经递质,多巴胺受体异常将引起一系列的神经疾病.多巴胺D<,3>受体主要分布于哺乳动物大脑中与认知和情感功能相关的边缘脑区,而且与抗精神病药物具有很高的亲和性,具有特殊的神经药理学意义,成为近年来的研究热点.由于脑内多巴胺D<,3>受体的密度极低(fmol/mg蛋白),缺乏高度选择性和亲和性的D<,3>受体配体,使D<,3>受体的体内功能研究滞后.因此急需开发出高灵敏的D<,3>受体配体,即放射性核素标记的具有高度选择性和亲和性的化合物,用于多巴胺受体的体内功能和药理学性质的研究.
[硕士论文] 徐tāo
同位素技术 中国原子能科学研究院 2000(学位年度)
摘要:该文研究了Hydrocoating固相化学偶联技术.用2,2,2-三氟乙基磺酰氯和对甲基苯磺酰殷对可溶性葡聚糖进行处理,或者用高碘酸钠对聚乙烯醇和葡聚糖进行氧化,使葡聚糖或聚乙烯醇大分子结构中羟基得以活化.活化的葡聚糖和聚乙烯醇分子与表面带有氨基的固相偶联,得到的Hydrocoating活化固相制品可直接用来固定生物分子.研究人员对Hydrocoating法的各种包被条件进行实验并得到了最佳的包被条件.
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