Construction of 2-D directional filter bank by cascading checkerboard-shaped filter pair and CMFB

In this paper, we propose a new approach to construct a 2-dimensional (2-D) directional filter bank (DFB) by cascading a 2-D nonseparable checkerboard-shaped filter pair and 2-D separable cosine modulated filter bank (CMFB). Similar to diagonal subbands in 2-D separable wavelets, most of the subbands in 2-D separable CMFBs, tensor products of two 1-D CMFBs, are poor in directional selectivity due to the fact that the frequency supports of most of the subband filters are concentrated along two different directions. To improve the directional selectivity, we propose a new DFB to realize the subband decomposition. First, a checkerboard-shaped filter pair is used to decompose an input image into two images containing different directional information of the original image. Next, a 2-D separable CMFB is applied to each of the two images for directional decomposition. The new DFB is easy in design and has merits: low redundancy ratio and fine directional-frequency tiling. As its application, the BLS-GSM algorithm for image denoising is extended to use the new DFBs. Experimental results show that the proposed DFB achieves better denoising performance than the methods using other DFBs for images of abundant textures. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

傅立叶变换离子回旋共振质谱在含糖小分子分析中的应用

傅立叶变换离子回旋共振质谱是一种近些年来逐渐发展起来的新型质谱仪器，由于该类质谱检测器的设计和检测原理与传统质谱有着根本的区别，通过它获取的数据具有高分辨和高质量测量精度的特点。通常，超过100000以上的分辨本领能够对质谱中非常临近的质谱峰进行区分，并结合串联质谱中的高质谱测量精度数据，可以给出明确的串联质谱碎裂途径。 本论文选择4对具有同分异构特点的二糖黄酮进行了系统研究，实验采取负离子模式的电喷雾傅立叶变换离子回旋共振质谱，结合持续非共振辐照碰撞诱导解离模式，对同分异构体的区分进行了研究。在实验过程中，建立了一种全新的质量校正方法，使得质谱测量平均误差小于1.00 ppm1。首次直接利用子离子的结构信息，确定了负离子模式下二糖黄酮的去质子化位点。实验中还发现，RDA解离途径仅仅当二糖黄酮的苷元是黄烷酮并且B环上没有过多的富电子基团的情况下才能发生，同时，具有α1→2糖连接的二糖黄酮在串联质谱中能够发生多键解离，并采用Gaussian 03 程序利用 B3LYP/6-31G方法对其进行了理论计算。为了进一步讨论α1→2糖连接二糖黄酮的串联质谱特点，在温和实验条件下，对上述化合物进行了氢氘交换实验。实验中首次发现温和条件下，黄酮的氢氘交换位点依赖于苷元结构，除了糖链上羟基和苷元上的酚羟基能够发生氢氘交换外，苷元为黄烷酮的二糖黄酮中，C（3）、C（6）和C（8）上的氢能够被直接交换掉，而苷元为黄酮骨架的二糖黄酮则在此位点不发生氢氘交换反应，并依据高质量测量精度数据对其子离子产生途径进行研究。 论文还系统研究了由葡萄糖缩合而成的二糖，4对二糖异构体负离子模式电喷雾傅立叶变换离子回旋共振质谱研究表明，其离子化过程中，生成的去质子化的二聚体是主要气相离子，依据单糖的实验和计算化学结果，论文中提出二糖化合物的离子化模型。计算化学的结果还证实，构成二聚体的单体直接具有强烈的相互作用，能够在串联质谱中产生共价键解离的子离子，而不是简单的单体解离。利用SORI CID还对二糖化合物的糖连接位点和糖苷键构型进行了区分研究。 论文的最后一部分研究了人工合成类肝素类化合物DHα、THα 和 THβ的结构表征，在极其温和的负离子模式电喷雾质谱条件下，类肝素化合物仍然容易发生多个SO3中性丢失。串联质谱中的子离子通过傅立叶变换离子回旋共振质谱高质量精度测量数据进行了确认。实验对研究类肝素类化合物的质谱表征提供了借鉴。

D−A型有机近红外材料的设计、合成及表征

近年来，随着近红外领域研究的深入，特别是光通讯工业的发展，迫切需要一大批具有良好发光性质的近红外材料。有机材料由于成本低、工艺简单和结构易调控等优点而备受关注。目前，对近红外有机发光材料的研究主要集中在两大类：一是稀土元素配合物；二是有机离子染料。但由于稀土元素的4f-4f跃迁是宇称禁阻的，其分子的激发需通过配体与中心离子的能量转移，发光效率低。同时有机离子染料由于静电相互作用，分子容易因聚集而导致发光萃灭，其器件结构主要采用主客体掺杂技术，存在着较强的主体材料发光和器件发光效率低等缺点。传统有机非离子型材料则不受上述因素的限制，可得到聚集态下高效的发光效率。本论文通过将电子给体与受体共轭连接，设计并合成了系列非离子型的窄带隙有机小分子，研究了它们在近红外电致发光等器件中的应用，主要工作内容和结果如下： (1)在分子内同时引入电子给体和受体，将它们共轭连接，设计并合成了系列D-π-A-π-D型的有机小分子，利用分子内电荷转移，实现近红外区域的吸收和发射。我们选择三苯胺和芴为电子给体，苯并双噻二唑及其衍生物为电子受体，苯、噻吩和吡咯为连接基团，得到的系列化合物的光谱及电化学性质能在很大的范围内进行调节。化合物的吸收光谱可从600nm至1400nm，发射光谱从900nm至1600nm范围内调节。化合物的带宽可从1.19eV减小到0.56eV。由于分子间的强相互作用，化合物在混合溶剂中可自组装成带状结构。同时该系列化合物在隔绝氧气的环境中有良好的光化学稳定性，可应用于电致发光或光伏器件中。 (2)多层器件结构是提高有机电致发光效率的有效方法，但前提是发光材料最好是可真空蒸镀。我们在前部分工作的基础上，合成了系列热稳定的可蒸镀型有机小分子。通过改变受体及给体结构可调节发光波长及效率。利用“掺杂剂/主体材料的思想”制备的电致发光器件，发光波长覆盖700nm到1500nm的范围，最长中心波长为1115nm。发光波长752nm时，器件最高外量子效率为1.12%。基于化合物IV-5制备的非掺杂器件，发光波长为1080nm，外量子效率为0.28%。该效率比基于有机离子染料的器件提高了近10倍。基于化合物IV-7的器件最大发射波长为1220nm，为迄今为止非掺杂有机电致发光器件中的最长发射波长。以上结果证明，该系列分子是良好的近红外电致发光材料。 (3)我们研究了含苯并双噻二唑分子与常见阴离子的相互作用关系，发现其只对CN-离子和F-离子有响应，而对其它阴离子如Cl , Br , I , AcO , H2PO4 , HSO4 , 和NO3 等则没有任何响应。并且通过将其中噻二唑环换成硝基，可实现对CN-离子和F-离子的区分。化合物V-2可高选择性的检测氰离子，其它离子的存在不会干扰检测信号，包括氟离子。检测信号为外观颜色的改变，可作为显色传感器。化合物V-3可定量检测CN-离子，检测极限为1μM。并且检测信号包括近红外发射的萃灭、可见发射的增强和吸收光谱的改变，多重检测信号可增加检测的可靠性。由于响应信号处于近红外区的生物波段，可应用于生物领域

黄连中生物碱类化合物的电喷雾质谱研究

首先，利用现代软电离质谱技术－－一电喷雾质谱技术以及电喷雾源内碰撞诱导解离（CID）技术，对传统中药－－一黄连中的生物碱类化合物小聚碱及其同分异构体表小粟碱化合物的质谱碎裂机理进行了详细研究，实验结果表明，随着碰撞能量的变化，两者的质谱碎裂规律具有明显的差异，据此，建立了简便、快速、准确的小巢碱和表小聚碱两种同分异构体化合物区分的质谱新方法，为该类药材及其相应的中药制剂的质控提供了有效的手段和方法。其次，还利用电喷雾多级串联质谱（ESI-MSn）技术，系统地研究了传统中药－－一黄连中生物碱类化合物的质谱碎裂规律，我们通过一级质谱的数据，获得了黄连中生物碱类化合物的分子量信息，并对其中五个已知的生物碱进行了初步的确认，同时，通过一级质谱的结果，首次在黄连中发现的分子量为366的未知生物碱类化合物，并通过电喷雾多级串联质谱技术对上述六种化合物的结构进行了详细的研究，结合标准样品的串联质谱数据和文献资料，确认了五个已知的生物碱类化合物分别为小粟碱、巴马汀、药根碱、黄连碱和13-甲基小桨碱，并推断未知生物碱类化合物为13-甲基巴马汀，建立了黄连中生物碱类化合物简便、快速的质谱分析表征新方法，并为其他传统中药中生物碱类化合物的分析与表征积累了重要的理论数据，更重要的是建立了传统中药中未知生物碱类化合物确认和结构分析的质谱方法。此外，还利用量子化学DFT-B3LYP方法，6-31G（d）基组，详细研究了传统中药黄连中小璧碱分子的质谱碎片的相对稳定性。并通过对结合能的理论计算，探讨 质谱碎裂过程中关键基团的相对活性。结合几何参数比较和前线分子轨道分析等方法，从理论上解释了小聚碱化合物的质谱碎裂规律的合理性、分子结构特征及基团活性等，为研究该化合物的药效作用机理，以及药物分子的全合成提供理论依据。同时，还利用电喷雾质谱和薄层层析等方法，对含有黄连的传统复方－－一半夏泻心汤进行了初步的考察研究，通过复方中黄连的阴、阳性溶液对比分析，发现在半夏泻心汤中主要的生物碱类化合物，如：小聚碱、巴马汀、药跟碱、黄连碱在复方煎煮过程中在仅仅表现在数量的变化，而没有质的变化，进一步揭示了在半夏泻心汤复方中黄连中的生物碱类化合物的变化规律，为阐明传统复方的药效物质基础提供了科学依据。最后，确定了黄连中生物碱类化合物的毛细管电泳分析的最佳条件，并对黄连中小粟碱化合物进行了定量分析研究，建立了生物碱类化合物毛细管电泳分析的新方法。

湖南尖吻蝮(D. acutus)蛇毒出血毒素的纯化、性质和溶液构象研究

通过Sephadex G-75凝胶过滤，QAE-Sephadex A-50和CM_Sephadex C-25离子交换的步骤，我们从湖南产尖吻蝮(Dienagkistrodon acutus)蛇毒中纯化出两个出血毒素，分别称之为DaHT-1和DaHT-2。在聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)和SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳中均呈单一蛋白带，显示两个出血毒素皆为电泳纯。DaHT-1和DaHT-2的分子量相同，都为23,500道尔顿，具有相似的氨基酸组成，其中酸性氨基酸(Asx和GLx)分别占23%和24%。经等电聚焦(IEF)测得它们的等电点分别为5.6和5.2。两个出血毒素具有较强的出血活性(MHD分别为0.5和0.8μg)，都具蛋白水解酶活力，无精氨酸水解酶和PLA~2活性，但蛋白水解酶活性与出血活性并非正相关。DaHT-1，DaHT-2的最适温度分别为35 ℃，40 ℃；最适pH为6-9。对热不稳定，温度变高于60 ℃，活性完全丧失。在中性和碱性条件下稳定，在酸性条件下不稳定，pH<3，出血活性丧失。EDTA完全抑制，半胱氨酸部分抑制它们的出血活性，表明两个出血毒素都是依赖金属离子的蛋白酶，且二硫键对其活性是必需的。金属离子的分析表明每摩尔毒蛋白大约含0.5摩尔的Zn，1摩尔的Ca，较多的Na，K。Mg，不含Co。两者是糖蛋白，含糖总量分别为11%和7%。用远紫外CD谱探讨DaHT-1和DaHT-2的溶液构象所得DaHT-1的α-螺旋，β-折叠和无规卷曲分别为36.9%，27.6%和31.4%；DaHT-2的α-螺旋，β-折迭和无规卷曲分别为23.4%，37.3%和45.3%。随着pH的增大或减少，DaHT-1和DaHT-2的峰位蓝移，在酸性条件下的变化比在碱性条件下大，计算表明：α-螺旋减少，无规卷曲增多，β-折迭基本未变。温度的影响和pH相似，50 ℃时峰位蓝移，α-螺旋减少，无规卷曲增多。EDTA对其影响很大，0.02M EDTA便导致两个出血毒素呈极度的无序状态。

Growth of SiGe by D-UHV/CVD at Low Temperature

The temperature is a key factor for the quality of the SiGe alloy grown by D-UHV/CVD. In conventional conditions,the lowest temperature for SiGe growth is about 550℃. Generally, the pressure of the growth chamber is about 10~(-5) Pa when liquid nitrogen is introduced into the wall of the growth chamber with the flux of 6sccm of the disilane gas. We have succeeded in depositing SiGe films at much lower temperature using a novel method. It is about 10.2 Pa without liquid nitrogen, about 3 magnitudes higher than the traditional method,leading to much faster deposition rate. Without liquid nitrogen,the SiGe film and SiGe/Si superlattice are grown at 485℃. The DCXRD curves and TEM image show that the quality of the film is good. The experiments show that this method is efficient to deposit SiGe at low temperature.

A 12bit 300MHz Current-Steering CMOS D/A Converter

The proposed DAC consists of a unit current-cell matrix for 8MSBs and a binary-weighted array for 4LSBs, trading-off between the precision, speed, and size of the chip. In order to ensure the linearity of the DAC, a double Centro symmetric current matrix is designed by the Q2 random walk strategy. To achieve better dynamic performance, a latch is added in front of the current switch to change the input signal, such as its optimal cross-point and voltage level. For a 12bit resolution,the converter reaches an update rate of 300MHz.