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氣溶膠是大氣中固態、半固態與液態顆粒的總稱，粒徑可從幾納米到數百微米，組成涵蓋有機物、無機物、生物分子與生物體等多種組分，且具有擴散性強、折光性好等特點。氣溶膠的物理化學性質與動態變化，對氣候、空氣污染、環境工程、軍工制造、生物化學循環與人類生命健康具有重要意義。實現氣溶膠物理化學性質與動態變化精細表征是氣溶膠領域的前沿課題，要求建立懸浮單氣溶膠的高端研究平臺。基于氣溶膠單顆粒懸浮技術的高端測量平臺，深刻認識氣溶膠表界面反應機制，準確判斷氣溶膠相變過程，時時跟蹤氣溶膠非平衡過程，精準測量有機氣溶膠的飽和蒸氣壓，實現氣溶膠理化性質廣泛而準確的計量，構建氣溶膠理化性質的標準測量方法，搭建自主化測量平臺，是國家高端儀器研發與國產化亟待解決的前沿課題。 當前氣溶膠的表征方法均處于單打獨斗的測量狀態，無法對單氣溶膠進行多性質、多維度、長時間的觀測，存在較大局限。2018年榮獲諾貝爾獎的光鑷技術，作為最前沿的量子計量技術，可以對懸浮單液滴進行長時間精準測量。通過同時測量液滴受激拉曼信號與模態，實現粒徑、折射率的絕對測量，進而得到飽和蒸氣壓等理化性質。同時測量液滴自發拉曼，還可以觀測液滴的化學組成演變。 負責人通過在光鑷技術近十幾年的實踐與應用，實現了高精度測量，粒徑誤差小于1nm，折射率誤差小于0.0002，并且能夠以天為單位，長時間穩定測量。本項目的目標是基于光鑷技術的成長與積淀，建立氣溶膠理化性質的標準測量裝置與測量方法，優化當前原理樣機的光學與工程設計，提升裝置的穩定性，實現氣溶膠光鑷懸浮單顆粒測量技術的工程化與商業化。此外，作為拓展性目標，通過測試，采用國產元器件，推進高端儀器的國產化。 光鑷測量裝置具有廣闊的市場前景。不僅為研究氣溶膠的理化性質和環境影響提供了新手段，也可以為發動機研發，生物化學戰劑效果提供新啟示，還可用于檢測和分析環境、藥物、食品等液體樣品中的微粒物質，為相關行業提供質量控制提供新標準。根據國際權威機構的預測，全球氣溶膠監測市場年均增長率為8.2%。該方法具有明顯的技術優勢和應用潛力，可滿足不同領域對氣溶膠監測的需求。 本成果已在國內外多個知名期刊發表論文，并已開展相關專利布局，基于拉曼與細顆粒物測量已擁有國家專利2項。另有3項國家專利的申請正在準備中。本成果的升級與完善已得到國家自然基金委國家重大科研儀器研制項目資助，并已與多個科研機構和企業建立合作關系，取得了良好的效果和反饋。

山東大學藥學院李敏勇教授團隊與美國德州農工大學、北京師范大學的研究團隊合作在Journal of the American Chemical Society（J. Am. Chem. Soc.April 24. 2020 doi:10.1021/jacs.0c02949）上發表了光控CRAC通道抑制劑的研究成果，該光控抑制劑成功用于治療斑馬魚模型上的Stormorken綜合癥。鈣釋放激活鈣通道（CRAC通道）在所有的興奮性和非興奮性細胞中廣泛存在，與一系列重要的生理功能密切相關。構成CRAC通道的STIM和ORAI蛋白介導鈣池操縱鈣內流（SOCE）產生鈣信號。SOCE是由內質網（ER）內腔內Ca2+儲存耗竭和STIM1 ER-管腔結構域多聚化引發。激活的STIM1分子積聚在ER-PM連接處，結合并激活細胞膜上的門控ORAI1通道，引發鈣內流。異常的STIM-ORAI信號與多種人類疾病相關，包括免疫缺陷、自身免疫炎性疾病、心臟肥大、癌癥轉移和Stormorken綜合癥。研究表明，Stormorken綜合癥是由ORAI1或STIM1（例如R304W）中的獲得性突變引起的，導致部分Ca2+進入細胞。因此CRAC通道作為一種很有前途的治療靶點受到了廣泛關注。光藥理學方法利用可光切換的分子在時空上精確控制生物活性靶點，如離子通道、受體、酶和核酸。為了更精確地控制CRAC通道的活性，李敏勇教授團隊開發了一系列光控CRAC通道抑制劑，以良好的時空分辨率控制Ca2+信號，從而對與CRAC通道過度激活相關的疾病進行光藥理調節。該團隊基于N-芳基苯甲酰胺類CRAC通道抑制劑（GSK系列化合物和Synta 66）開發了一系列可光切換的CRAC通道調節劑。在這些化合物中引入偶氮基得到piCRACs，實現反式和順式構型之間的快速和可逆光轉化，從而使piCRACs對CRAC通道顯示出相反的抑制作用。經過一系列的實驗發現piCRAC-1光熱穩定好、良好的光化學性質、高時空精度、能夠高選擇地光誘導CRAC通道開關。首先該團隊通過UV-Vis、HPLC和NMR方法探討piCRAC-1的光化學性質，對紫外吸收光譜、紫外以及藍光照射下的trans-cis轉換率、光熱穩定性以及光敏特性進行測定，通過對CRAC通道和下游Ca2+響應轉錄因子（NAFT核內轉運）的光依賴抑制作用考察piCRAC-1的生物活性。研究發現trans-piCRAC-1在50 μM以下對SOCE幾乎沒有抑制，然而cis-piCRAC-1對SOCE有明顯的抑制作用（IC50=0.5 μM）。同時，cis-piCRAC-1對CRAC通道電流抑制高達80％，而trans沒有抑制。同樣紫外光照下TG誘導的NFAT核內轉運被piCRAC-1顯著抑制。piCRAC-1作為無創光學工具可以用于治療CRAC通道相關的Stormorken綜合征。在斑馬魚出血實驗中，piCRAC-1在紫外光下能夠拯救血小板減少癥（78.9%），抑制出血，藍光、無光下僅有輕微的拯救效果。該研究成果顯示piCRAC-1以高時空精度對細胞內CRAC通道和依賴Ca2+信號的生理過程進行光誘導調節。PiCRAC-1可以作為潛在治療劑用于光控調節與鈣信號失調相關的病理過程，例如由CRAC通道過度激活引起的Stormorken綜合征。該研究成果有助于Ca2+通道的結構-功能關系的研究，而且在研究無數Ca2+調節信號過程和與Ca2+動態平衡相關的人類疾病方面具有潛在應用價值。李敏勇教授團隊博士研究生楊興業、周育斌教授團隊博士研究生馬國林、王友軍教授團隊博士研究生鄭思思為該論文的共同第一作者。該工作得到了國家自然科學基金、山東大學杰出中青年學者、山東省泰山學者、山東省自然科學基金等項目的資助。文章鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.0c02949

研究團隊多年來一直從事光機設計與圖像檢測技術研究以及相關儀器的開 發，已成功系統:1)開發公安技偵系統專用針孔無畸變系統 100°視場、針孔 直徑 0.8mm、入瞳位于鏡頭前 2.5mm、畸變小于 1%高清針孔攝像系統;2)導引 頭紅外自動標定系統，實現±5°范圍內目標源標定誤差小于 3”;3)超低溫衛 星外掛成像系統，該系統可在-90°環境下正常工作，直接裸露在衛星外面，無 需提供溫度調控裝置;4)生物菌落識別與自動篩選裝置，系統利用自研專用鏡 頭對生物菌落樣本成像，通過圖像示教和處理分析技術，對

針對原有校園網絡，無法滿足現有多業務承載、大帶寬流量的信息化發展現狀，對全校園網絡改造建設。

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光現象資源箱 型號：QWG1208 ? 實驗清單： 光在空氣中直線傳播實驗 面鏡成像觀察實驗 ? ? ? ? 透鏡成像觀察實驗 影子觀察實驗