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航天应用的高性能短波红外InGaAs焦平面探测器进展

航天应用的高性能短波红外InGaAs焦平面探测器进展

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第十届全国分子束外延学术会议

作者：龚海梅李雪唐恒敬邵秀梅李淘方家熊中国科学院上海技术物理研究所传感技术联合国家重点实验室上海200083 中国科学院上海技术物理研究所中科院红外成像材料与器件重点实验室上海200083

我国航天遥感领域多种光电仪器对近红外探测提出了明确需求.短波红外铟镓砷(InGaAs)探测器具有探测率高、均匀性好和抗辐照性能高的优点,是小型化、低成本和高可靠性的短波红外探测系统的理想选择之一,在夜视成像、土壤湿度监测、农作...

我国航天遥感领域多种光电仪器对近红外探测提出了明确需求.短波红外铟镓砷(InGaAs)探测器具有探测率高、均匀性好和抗辐照性能高的优点,是小型化、低成本和高可靠性的短波红外探测系统的理想选择之一,在夜视成像、土壤湿度监测、农作物估产和医学成像等领域有着广阔的应用前景.本文介绍了中科院上海技物所在晶格匹配、波长延伸和新结构短波红外InGaAs探测器方面的研究进展.在晶格匹配器件方面,采用微波反射方法和扫描电容显微镜技术等,表征了分子束外延(MBE)生长的InP/InGaAs/InP双异质结材料特性,分析了探测器串音抑制、盲元机理和表面钝化方法,研制了光敏元“品”字型排列、响应波长至1.7μm的256×1正照射和512×1背照射InGaAs焦平面探测器,室温探测率达到1×1012 cmHz1/2W-1,非均匀性优于5％,盲元率优于1％,并采用两个512元模块拼接形成1024？1近红外InGaAs线列焦平面,实现了组件的演示成像,图片清晰;进一步研究了高密度小间距的器件成型和暗电流抑制方法,研制了正照射24×1、10×1元和背照射800×2元InGaAs焦平面探测器组件,已经或正在进行航天航空应用,目前正在向超长线列方向发展,探测器性能进一步提高.

关键词：

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一种新型的扫描纳米束衍射技术及其在高熵合金中的应用

一种新型的扫描纳米束衍射技术及其在高熵合金中的应用

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2013年全国电子显微学学术会议

作者：邢辉 Kim K 左建民 Liaw P K 孙坚上海交通大学材料科学与工程学院上海 200240 美国伊利诺伊大学香槟分校材料科学与工程学院美国伊利诺伊大学香槟分校材料科学与工程学院美国田纳西大学材料科学与工程学院上海交通大学材料科学与工程学院上海 200240

获得多晶材料的织构信息对于进一步理解工程材料的性能非常重要.传统的表征晶体取向的技术有扫描电子显微镜的背散射电子衍射技术(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)的明、暗场像技术.EBSD技术可以达到对晶体取向的定量研究,但它的缺点是相对... 详细信息

获得多晶材料的织构信息对于进一步理解工程材料的性能非常重要.传统的表征晶体取向的技术有扫描电子显微镜的背散射电子衍射技术(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)的明、暗场像技术.EBSD技术可以达到对晶体取向的定量研究,但它的缺点是相对低的分辨率和对样品表面的要求非常高.而TEM的优点是分辨率高,但明、暗场像中的衍射衬度却难以解释.因此,研发一种新的TEM成像技术来探测纳米多晶材料的晶体取向和结构信息是十分必要的.纳米束衍射(NBD)正是一种基于TEM的衍射技术，可以通过直径为几个纳米的电子束获得衍射花样。本文发展了一种在TEM上研究纳米结构的新技术—扫描纳米束衍射，并将其应用于研究高熵合金(high entropy alloys,HEAs)Al0.5CoCrCuFeNi中的晶体取向。该技术的原理是通过软件的编写开发可以达到控制TEM电子束移动的目的，使得当纳米尺寸的电子束在样品上逐点扫描时，TEM的CCD相机会自动记录下在每个扫描点上获取的电子衍射花样，最终获得一组电子衍射照片。然后通过软件分析处理可以得到样品的晶体取向和结构信息。此技术还可与TEM的明、暗场技术相结合使用，因此比扫描透射电子显微镜(STEM)上的纳米衍射技术更具有优势HEAs通常由五种或更多种金属元素组成，具有非常高的组分嫡值。因其固溶相比金属间化合物或其它复杂相更加稳定，所以HEAs通常具有非常优良的机械性质，热稳定性和耐腐蚀性以及低廉的生产成本。

关键词：纳米多晶材料高熵合金扫描纳米束衍射透射电子显微镜结构表征

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基于实时荧光PCR的探针熔解曲线分析技术和反向点杂交技术应用于β-地中海贫血基因诊断与产前诊断的对比研究

基于实时荧光PCR的探针熔解曲线分析技术和反向点杂交技术应用于...

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第十二次全国医学遗传学学术会议

作者：肖奇志周玉球谢建红张永良珠海市医学遗传研究所珠海市妇幼保健院检验中心

目的评价基于实时荧光PCR的熔解曲线分析(PMCA)技术作为β-地中海贫血(β-地贫)基因诊断和产前诊断方法的可行性。方法收集2008至2010年在珠海市妇幼保健院经过血液学筛查初步诊断为轻型β-地贫的血标本119份,重型β-地贫标本4份和正常... 详细信息

目的评价基于实时荧光PCR的熔解曲线分析(PMCA)技术作为β-地中海贫血(β-地贫)基因诊断和产前诊断方法的可行性。方法收集2008至2010年在珠海市妇幼保健院经过血液学筛查初步诊断为轻型β-地贫的血标本119份,重型β-地贫标本4份和正常血标本12份。此外,收集严重类型β-地贫高风险孕妇的羊水标本44份何脐带血标本8份。采用双盲法,采用PMCA技术和反向点杂交(RDB)技术队上述187份临床标本分别进行β-地贫基因突变检测,并以DNA测序技术作为金标准,对上述两种方法检测β-地贫基因型突变的检测性能进行评估。结果探针熔解曲线分析法除了漏检1例Ini(ATG>AGG)和1例不能区分CDD3(G>T)/N还是CDD3(G>T)/N外,其余185份标本的β-地贫基因型均能正确检出;而RDB法有1例CD71-72(+T)杂合子未能正确检出,以DNA测序技术作为金标准,探针溶解曲线分析法检测的敏感度敏感度、特异度、阴性预测值、阳性预测值和诊断效率分别是98.75%、100.00%、93.10%、100.00%、98.93%,RDB法分别为99.38%、100.00%、96.42%、100.00%、99.47%;两者间诊断效率的差异无统计学意义(P=0.999),且产前诊断的结果与胎儿出生或引产后血样的基因诊断或产后随防结果完全一致。结论PMCA可作为RDB技术检测中国人群β-地贫基因突变的替代或验证方法。

关键词： β地中海贫血聚合酶链反应熔解曲线分析核酸杂交产前诊断

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化学计量学在生命科学和食品安全研究中的应用

化学计量学在生命科学和食品安全研究中的应用

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第十二届全国计算(机)化学学术会议

作者：倪永年南昌大学食品科学与技术国家重点实验室江西南昌330047 南昌大学化学系江西南昌330031

论文对本实验室近年来在化学计量学应用于食品安全中的研究工作及进展作简单介绍,并对有害物质小分子与生物大分子DNA及蛋白质(SA)的相互作用这一领域进行评述与讨论.食品是人类赖以生存和发展的物质基础,食品安全问题关系到人体健康和... 详细信息

论文对本实验室近年来在化学计量学应用于食品安全中的研究工作及进展作简单介绍,并对有害物质小分子与生物大分子DNA及蛋白质(SA)的相互作用这一领域进行评述与讨论.食品是人类赖以生存和发展的物质基础,食品安全问题关系到人体健康和国计民生的重大问题.由于食品在生产、加工和储存过程中,可能会受到多种有毒物质的污染,如农药残留、兽药残留和有害添加剂等,使得食品的品质受到很大的影响,由此引发的食品安全事故也频繁发生.加强食品中有害物质的快速和有效的监测，对保障食品的安全，促进人类健康及社会经济发展都具有重大的现实意义。由于食品分析体系往往比较复杂，仪器测量所得波谱往往比较复杂且重叠，因此采用化学计量学方法来解析波谱也是非常重要，可以通过分析仪器获取多维数据信息，然后用化学计量学如多元曲线一交替最小二乘法(MCR-ALS)和平行因子分析法(PARAFAC)等来处理这些包含较多信息的数据，从而得到使用普通方法不能得到的信息，有助于食品复杂体系的深入研究。本实验室还对小分子与生命大分子的作用机理进行了研究，从化学计量学在研究生命过程和生物医学中都有比较重要的使用意义，在很多有关生命科学的研究中，化学计量学都发挥了重要作用。反之，生命科学也进一步推动了化学计量学的快速发展。生物大分子是生物体的重要组成成份，包括蛋白质、核酸和碳氢化合物等，它们在体内的运动和变化体现着重要的生命功能。化学计量学在蛋白质研究中应用得比较多，特别是蛋白质的结构研究，并且也取得了一定的成果。但是，化学计量学应用于小分子与生物大分子相互作用的研究还相对较少。

关键词：食品安全生命科学化学计量学规划设计价值评价

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基于三维物质点法的微颗粒高速碰撞问题研究

基于三维物质点法的微颗粒高速碰撞问题研究

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第五届全国强动载效应及防护学术会议暨复杂介质/结构的动态力学行为创新研究群体学术研讨会

作者：刘岩刘平张雄清华大学航天航空学院北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室

空间碎片对航天器的发射和在轨安全飞行有着重要影响。即使是微米级碎片或微流星体,其对航天器结构表面和功能部件的连续高速撞击可能导致航天器性能下降甚至失效。高速碰撞问题由于具有很强的几何非线性、材料非线性和边界条件非线性,... 详细信息

空间碎片对航天器的发射和在轨安全飞行有着重要影响。即使是微米级碎片或微流星体,其对航天器结构表面和功能部件的连续高速撞击可能导致航天器性能下降甚至失效。高速碰撞问题由于具有很强的几何非线性、材料非线性和边界条件非线性,可能产生结构的断裂破碎,甚至出现材料的熔化和汽化,因此很难进行单纯的理论与实验研究,且实验研究也难以完全复现近地轨道环境,甚至不能达到所要求的速度条件。本文基于近年来迅速发展的物质点法,利用本研究组自主研发的三维物质点法仿真软件MPM3D,对微颗粒高速撞击平板问题进行了系统研究。物质点法综合了拉格朗日描述和欧拉描述的优势,有效克服了传统Lagrange型和Euler型网格类方法求解高速碰撞问题时的巨大困难,较之其他类型的无网格法具有极高的效率,非常适合求解高速碰撞问题。本文详细研究了单颗粒和颗粒群的正撞击以及不同角度的斜撞击等,通过大量的算例得到撞击结果在不同撞击速度、不同撞击角度下的变化规律。在单颗粒撞击的研究中,得到了与已有试验结果吻合较好的计算结果,给出了不同撞击参数下的坑体形貌、破坏形式、坑体尺寸的变化规律。在颗粒群撞击的研究中,给出了不同情况下的坑体形貌模式,并对坑体尺寸变化规律进行了详细分析,构建了理论公式。研究结果充分验证了物质点法求解高速撞击问题的有效性,对空间碎片防护结构的设计具有指导意义。

关键词：高速碰撞物质点法空间防护微颗粒

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激波诱导火焰界面失稳的时间尺度效应

激波诱导火焰界面失稳的时间尺度效应

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第五届全国强动载效应及防护学术会议暨复杂介质/结构的动态力学行为创新研究群体学术研讨会

作者：蒋华董刚南京理工大学弹道国防科技重点实验室北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室

当激波与具有初始扰动的气体密度界面相互作用时,由于界面密度梯度和激波本身压力梯度方向的不一致,会在界面形成斜压效应并产生涡量,进而促使RM（Richtmyer-Meshkov）不稳定现象的发生,此时界面扰动将随时间而增长并最终促进不同密度... 详细信息

当激波与具有初始扰动的气体密度界面相互作用时,由于界面密度梯度和激波本身压力梯度方向的不一致,会在界面形成斜压效应并产生涡量,进而促使RM（Richtmyer-Meshkov）不稳定现象的发生,此时界面扰动将随时间而增长并最终促进不同密度的气体之间的混合。上述现象在自然界和生产实践活动中频繁出现,相关研究具有重要的理论和应用价值。当有初始扰动的界面为预混火焰面时,除RM不稳定过程本身外,化学反应的存在也会同时影响界面扰动增长行为。本文针对预混火焰RM不稳定过程,提出了确定RM不稳定时间尺度和化学反应时间尺度的方法,并根据两个时间尺度的差异分析了激波诱导预混火焰界面失稳的特点和规律。RM不稳定时间尺度的确定在冻结流中进行,以排除化学反应的影响,其时间尺度表达为τ=1/（dl/dt）,其中l为表征RM不稳定过程的无量纲量,本文采用基于界面混合面积的方法来确定l,并以此确定不同发展时刻的τ;另一方面,本文根据一维层流预混火焰传播速度和火焰界面宽度的方法确定化学反应时间尺度,τ=W/S,其中W和S分别代表预混火焰的宽度和传播速度,根据一维Riemann问题获得的激波-冻结流界面作用过程可以确定不同条件下的τ。为分析时间尺度对反应性RM不稳定现象的影响,本文采用二维数值模拟的方法考察了Ma=1.7的入射激波及其反射波与初始扰动的预混火焰界面（初始振幅a=2.5mm,初始波长λ=10.0mm）的相互作用过程。研究结果显示,当入射激波与火焰界面作用后,τ<τ,此时界面扰动发展主要受RM不稳定过程控制;当一次反射激波作用后,τ和τ均有所变小,但扰动发展仍主要受RM不稳定过程控制;随着反射激波及火焰界面的多次作用,τ持续变小而τ则有所增加,此时界面发展逐渐由化学反应过程来控制。二维数值模拟的结果表明,采用提出的时间尺度手段研究预混火焰界面发展过程是合理和有效的。

关键词：预混火焰初始扰动化学反应界面扰动激波诱导入射激波尺度效应

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参附注射液品质控制与产业化关键技术应用

参附注射液品质控制与产业化关键技术应用

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作者：彭成赵军宁林瑞超潘红炬商洪才李廷谦郭力岑小波易进海徐康雅等雅安三九药业有限公司等

参附注射液是雅安三九药业有限公司生产的治疗“厥脱证”的中成药独家品种，由人参、附子组成，于1987年批准正式生产。为提高质量、控制毒性、增强疗效，保证人民用药安全，项目在国家火炬计划、国家973计划、国家自然科学基金重点项... 详细信息

标准号: 1500080072

参附注射液是雅安三九药业有限公司生产的治疗“厥脱证”的中成药独家品种，由人参、附子组成，于1987年批准正式生产。为提高质量、控制毒性、增强疗效，保证人民用药安全，项目在国家火炬计划、国家973计划、国家自然科学基金重点项目等支持下，首次提出中药注射剂“品质制性用”的研究模式，系统研究参附注射液的品种、质量、安全性与有效性、临床和制药生产关键技术应用，进行品质控制，实施全程自动化数字监控，取得了明显的社会和经济效益。品种研究：首家建立附子GAP生产基地，通过国家认证，首创附子有性繁殖，培育附子新品种，首次发现反映四川江油附子道地性特征的指纹图谱。比较研究发现，吉林靖宇等道地产区人参皂苷类9种成分的含量高于非道地产区，且随生长年限的增长而不断升高，第5年夏末趋于稳定。将江油GAP基地附子和吉林靖宇栽种5年以上GAP基地人参作为参附注射液的原料入药，从源头上保证参附注射液的质量。质量研究：首次采用指纹图谱全成分分析、主要有效成分与有毒成分含量测定和有害物质限量检查“四结合”方法，制定参附注射液药材、饮片、中间体和成品的质量标准体系，使质量控制参数更为全面，优于所有中成药质控方法，引领中药注射剂质量标准研究。安全性与有效性研究：按照国际ICH规范，在GLP实验室条件下，完成了人参、附子、参附注射液的临床前安全性评价，研究了附子的毒作用机制和毒代动力学特征，揭示了参附注射液的控毒方法、毒效关系与控毒机制。应用多学科的技术手段，对参附注射液的方、药、组分、成分在整体、器官、细胞、分子水平进行了研究，揭示了参附注射液的药效物质基础和作用原理。临床研究：采用循证医学系统评价35420例患者，明确了参附注射液的主治病证，证明参附注射液临床应用安全有效；围绕参附注射液的主治病证-厥脱证，采用多中心、大样品、随机、平行对照，研究参附注射液治疗厥脱证的疗效、量效关系、时效关系、证效关系；经多中心不良反应监测15321位住院病人，不良反应/事件累积发生率为0.72‰；为参附注射液临床科学应用提供了科学依据。制药研究：在品种、质量、安全性与有效性、临床研究的基础上，首次将全程自动化数字监控技术、中药指纹图谱质量控制和近红外在线检测等技术用于参附注射液的在线控制生产系统，对451个工艺控制参数点实施全程自动化数字监控，实现了参附注射液生产过程的品质控制，确保了参附注射液生产各环节和不同批次之间的均一性和稳定性。参附注射液是中医急救要药，治疗阳气暴脱的中药注射液市场占有率为100％，连续3次被国家中医药管理局遴选为全国中医医院急诊必备中成药，也是国家中药保护品种、国家保密品种，每年在全国2000多家医院应用，救治的患者选200万例。项目组主办国内外学术会议20多次，被特邀作国际学术报告13次，出版学术专著3部，发表学术论文230多篇，SCI收录30多篇，获国家发明专利30项；研究成果被哈佛大学、霍普金斯大学、奥地利维也纳大学等圈内外100多家机构引用；参附注射液累计生产销售额55亿元，近三年累计生产销售27亿，实现利税13亿，其中2012年销售额达12亿。

关键词：参附注射液中成药中医治疗

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界面增强电化学识别传感机制及应用研究

界面增强电化学识别传感机制及应用研究

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作者：李春涯吴康兵孙东中南民族大学华中科技大学温州医学院

该项目属材料化学与电分析化学(交叉)领域；电化学传感器是以固/液界面为模型，通过调控导电基底的界面特性，使其具有分子识别或传感特性的器件，具有现场检测等优点，日益成为研究焦点。但如何可控构筑敏感/传感界面，实现底物的选择... 详细信息

标准号: 1400050023

该项目属材料化学与电分析化学(交叉)领域；电化学传感器是以固/液界面为模型，通过调控导电基底的界面特性，使其具有分子识别或传感特性的器件，具有现场检测等优点，日益成为研究焦点。但如何可控构筑敏感/传感界面，实现底物的选择性识别及高灵敏响应仍是亟待解决的关键科学问题。项目依据材料科学、电化学、表面科学理论，围绕电极界面增强机制及可控设计、界面增强传感系统的分子识别与传感机理、界面增强高灵敏检测展开研究，揭示界面增强的理论规律，为电化学传感器向实用化方向发展提供指导依据，取得如下科学发现：(1)建立表面活性剂-碳纳米材料双功能化界面增强电化敏感/传感及识别特性的理论模型，率先使用双十六烷基磷酸分散纳米乙炔黑等碳纳米材料，获得基于纳米效应、静电或疏水效应协同作用的电化学增敏规律及响应机理，实现2-氯酚等高灵敏检测;(2)发现半导体介孔材料(SiO<,2>、TiO<,2>)具有界面增强效应，比一般纳米材料表现出更大的电化学响应面积、更高的电子交换速率和更强的表面富集能力，阐明了其增强酚类电化学响应机理，为研发介孔材料型电化学传感器提供理论和技术支撑；(3)揭示表面活性剂电极界面增敏的规律及原理，发现表面活性剂的双亲结构、电荷及浓度能调控电化学分子识别及响应灵敏度，指明构建表面活性剂双亲电极界面的有效途径；(4)提出纳米界面、I–诱导吸附Pb2+的协同信号增强机制和响应规律，阐明纳米效应及I–诱导力的作用方式，对开发重金属传感器具有重要意义。20篇论文发表在***、***.、WaterRes.等期刊，SCI他引478次。8篇代表作SCI他引207次，单篇SCI他引最高40次。受到***.(IF6.273)等杂志正面评价：西班牙***教授认为“…基于碳纳米管-Nafion膜修饰电极，镉离子检出限达4nM…”;伊朗PasteurInstitute的***教授评价介孔二氧化硅纳米界面增强的工作“…这些优异的特性显示介孔二氧化硅是制备电化学传感器的优良传感材料…”；主要完成人入选教育部新世纪人才、温州市“新世纪551人才工程”人选各1人；获湖北省优秀博士学位论文1篇；主办湖北省分析化学年会，并多次在全国性学术会议作研究进展报告。

关键词：电化学传感器表面活性剂

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Ion Torrent PGMTM平台在儿童遗传性疾病诊断中的初步应用

Ion Torrent PGMTM平台在儿童遗传性疾病诊断中的初步应用

引用

中华医学会第十八次全国儿科学术会议

作者：杨琳王慧君吴柏林黄国英周文浩郭晓虹复旦大学附属儿科医院复旦大学附属儿科医院遗传诊断实验室哈佛医学院附属儿童医院

目的：在二代测序Ion Torrent PGMTM平台,采用PCR产物定量混合构建文库方法的基础上,将二代测序技术应用于儿科常见遗传性疾病检测的初步研究.方法：选取根据临床表现诊断为肌营养不良、胆汁酸合成障碍、甲基丙二酸血症患儿的外周血样本... 详细信息

目的：在二代测序Ion Torrent PGMTM平台,采用PCR产物定量混合构建文库方法的基础上,将二代测序技术应用于儿科常见遗传性疾病检测的初步研究.方法：选取根据临床表现诊断为肌营养不良、胆汁酸合成障碍、甲基丙二酸血症患儿的外周血样本,提取基因组DNA.针对DMD基因、HSD387基因、AMACR基因及MUT基因采用PCR反应进行编码区扩增,扩增产物定量混合制备成文库,在PGM上完成测序.使用NextGENe软件进行数据分析.同时,纳入病例采用Sanger测序方法,对上述基因进行全基因测序;两例肌营养不良的病例采用多重连接探针扩增(MLPA)进行全基因外显子拷贝数变异的检测.结果:病例1:二代测序、Sanger直接测序，针对DMD基因都检测到的变异共五个，其中c.998C>A,p.333S>X为已知致病突变位点;四个是单核昔酸多态性(Single Nucleotide Polymorphisms,SNP>,rs228406,rs1801187,rs1801188,rs1800280o Ion Torrent检测到的c.10127insT,FS为假阳性。病例2:二代测序结果为DMD基因8.2788933943-2790543577共5个外显子的缺失。MLPA检测结果与二代测序结果相符合。病例3:二代测序、Sanger直接测序，针对HSD3B7基因、AMACR基因都检测到的变异共七个，包括HSD3B7基因复合杂合突变c.45-46de1AG,FS;c.262G>GIC,p.88G>RG，五个SNP:rs9938550,rs3195676,rs10941112,rs2278008,rs2287939。病例4:二代测序、Sanger直接测序，针对MUT基因都检测到的变异共三个，一个已知致病突变位点杂合突变c.729-730het-insTT,FS;两个SNP:rs2229384,rs8589o Ion Torrent检测到的c.1595C>CT,p.532R>RH;c.1540G>GT,p.514Q>KQ变异为假阳性。结论:基于Ion Torrent PGMTM平台、采用PCR产物定量混合构建文库测序的方法，具有较高的灵敏性。因其灵活可变、数据分析相对简单的优点，比较适用于临床常见遗传性疾病的检测。但是由于二代测序技术可能带来的假阳性，对于检测到的变异需要Sanger直接测序法进一步验证。

关键词：遗传性疾病儿童患者基因测序平台临床应用病理诊断

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重大发电设备失效分析的关键技术与治理

重大发电设备失效分析的关键技术与治理

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作者：杨振国郑永祥罗晓明杨发云龚嶷袁建中严祯荣汪颖新祝凯杨敏戴松岩复旦大学

发电设备的失效普遍存在于工业生产中,直接影响供电系统的正常运行。若控制不当,则会产生重大安全事故。因此,开展有效的失效分析并制定科学的风险评价方法,是保障发电设备安全运行和风险控制的重要基础。但传统的失效分析侧重于宏观检... 详细信息

标准号: 1400580089

发电设备的失效普遍存在于工业生产中,直接影响供电系统的正常运行。若控制不当,则会产生重大安全事故。因此,开展有效的失效分析并制定科学的风险评价方法,是保障发电设备安全运行和风险控制的重要基础。但传统的失效分析侧重于宏观检查、检验及检测,方法简单,缺少微观机理分析和系统分析,难以快速界定失效模式与失效机理的相互关系、找到失效的根本原因。本项目通过对秦山核电厂、宝钢电厂、漕泾电厂等大型发电设备多起重大失效事故开展系统分析,建立了基于发电设备全生命周期管理的失效分析关键技术和防护技术,制定了基于风险检验(RBI)的安全评价方法及新型耐高温管材T91钢的工艺性能评定,保障了发电设备的安全运行。主要创新成果如下：一、首次发现了海水工况下传热钛管存在氢脆、氢鼓泡的失效机理。创新运用XPS、SIMS等表面分析技术,通过破口微区的形貌观察和成分分析,揭示了传热管的电化学腐蚀机理,阐明了失效起因,为发电设备热交换器的可靠性设计提供了理论依据。二、首次建立了在冲刷、磨损及腐蚀等交互作用下导致失效的快速判定方法。通过综合运用SEM、EDS等与其他分析技术相结合的分析方法,依据破口微区的形貌特征,准确判别失效的关键起因,在工程上为发电设备的安全运行和维护提供了治理对策。三、发明了用于管板密封的新型耐磨耐蚀复合粘接剂和塑料套管防护技术。通过在管板口涂覆复合粘接剂以代替常规的密封焊,彻底消除了电化学腐蚀;创新运用耐磨塑料套管的防护技术,成功恢复了大量缺陷管的再使用,保障了热交换器的设计寿命。四、制定并形成了基于风险检验的大型电站锅炉在役检验策略和评价技术。首次分析了超超临界电站锅炉的风险部件及其失效模式、失效机理、失效概率和失效后果,构建了一套电站锅炉的风险评价方法和风险控制方法。五、首次评定了国产T91钢高温性能及可焊性。通过高温模拟试验、微区观察和结构分析,阐明了T91钢管材组织、结构、加工与性能的相互关系,为T91钢在锅炉系统的过热器、再热器的大规模应用提供了技术支撑,极大减少了爆管事故的发生。本项目开发的发电设备的失效分析关键技术和风险评价技术,为大型设备的安全运行提供了科学保障,已应用于秦山核电、宝钢电厂、漕泾电厂、上海赛科石化、金山石化、吴泾电厂、嘉华电厂、嘉兴电厂、高化电厂等十多家知名企业,产生直接经济效益达3.7亿多元。本项目已获授权专利11项,在国内外杂志上发表论文72篇,被引用298次。其中,2篇论文刊登在国际著名期刊《Materials & Corrosion》的封面上;项目第一完成人已连续三届应邀在全国失效分析学术会议上作大会报告。经中国核工业集团公司鉴定,认定本项目：“具有理论深度和工程应用价值的优秀失效分析和预防范例,其总体水平达到了国际先进水平”;有关RBI的风险评价技术也被鉴定为达到国际先进水平。综上,本项目不仅为核电、火电、石化、冶金等领域发电设备的安全运行做出了重大贡献,而且促进了失效分析学科的技术进步。

关键词：发电设备传热管失效分析

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