飞秒时间分辨二维电子光谱仪的研制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21227003
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    300.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0304.化学动力学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

The real-time observation of electronic coherence is expected as the novel direction in physical chemistry after the realization of observing the vibrational coherence subjected to the wave packet motion of the nuclei in real time. Electronic coherent energy transfer in the photosynthetic and organic macromolecule systems at the ambient temperature have been observed recently, which has been proven as an efficient way of energy transfer. Two-dimensional electronic spectroscopy is a recently developed methodology, which is known as the only mean to observe the electronic coherent dynamics at present. We propose to set up a femtosecond time-resolved two-dimensional electronic spectrometer and utilize it to study the electronic coherence in the energy transfer process of the bacterial photosynthetic antenna light harvesting complexes and the artificial photosynthetic systems. The technique of two-dimensional electronic spectroscopy is based on the phase-stabilized three photon echo method, which record the electronic field and the phase of the photon echo signal by a so-call herodyne detection method with an advantage of background-free detection. Two-dimensional electronic spectrum can be constructed by Fourier transformation of the time domain signals and will be utilized in the investigation of coherent energy transfer process.
电子相干态的实时观测是继振动相干态导致波包核运动实时测量之后化学动力学发展的又一新方向。电子相干态传能途径已经在光合系统及有机高分子体系中被证实,被认为是一种高效传能的新途径。 二维电子相干光谱是近年来发展起来的、也是目前已知的用于研究电子相干态动力学的唯一手段。我们在迫切需要确认细菌光合天线蛋白色素复合体及光合模拟系统中电子相干态传能的情况下,提出建立国内首套飞秒时间分辨二维电子相干光谱实验测量系统。该系统采用飞秒时间分辨三光子回波技术,利用外差测量方法确定光子回波信号的电场和相位,通过两维傅里叶变换构建飞秒时间分辨二维电子光谱,并最终用于光合系统及人工模拟体系相干电子态传能过程的测量。

结项摘要

根据项目申请与计划书的研究内容,成功研制了一台飞秒时间分辨二维电子光谱仪,设备技术指标为:单元光谱数据采集时间段内(6分钟)相位稳定性为λ/120,并且该系统的相干时间延迟线具有最小时间分辨5.7阿秒,经傅里叶变换后获得的二维光谱分辨率可达20波数,实现了项目的预期验收指标。该装置相位稳定性指标接近国际同类设备的最好水平。 . 所研制的二维电子相干光谱仪包括10飞秒,20飞秒非共线光参量放大器个1台,基于衍射光学分光及分束镜分光的飞秒时间分辨二维电子态相干光谱仪各1台(光路部分不同),并编写了配套的labview语言仪器控制软件与matlab语言数据处理软件各1套。应用上述设备,我们研究了细菌叶绿素分支的低振动频模与电子态耦合的相干激发,发现了新的科学现象,即不同振动模在共振拉曼激发过程中的相干耦合,并在实验的基础上提出了新的理论机制,即二维光谱中的多振动模相干耦合的机制。在本项目支持下,编写超快光谱教科书1本,发表论文5篇,申请专利1个,培养博士生7名。.二维电子光谱学方法具有广泛的应用空间,如揭示光合系统中的量子现象、能量传递方式、路径,有机聚合物的单线态分裂,耦合量子阱体系的多体效应等。因此,二维电子光谱装置已由最初的光合体系的超快光谱研究扩展到有机物、半导体材料等领域,我们相信二维电子光谱在未来的超快光谱研究领域将发挥越来越重要的作用。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Synchronous Measurement of Ultrafast Anisotropy Decay of the B850 in Bacterial LH2 Complex
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Du Lu-Chao;Zhu Gang-Bei;Wang Zhuan;Weng Yu-Xiang
  • 通讯作者:
    Weng Yu-Xiang
Construction of the Apparatus for Two Dimensional Electronic Spectroscopy and Characterization of the Instrument
二维电子能谱仪的构建及仪器表征
  • DOI:
    10.1063/1674-0068/28/cjcp1506136
  • 发表时间:
    2015-09
  • 期刊:
    Chinese Journal of Chemical Physics
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Wang, Zhuan;He, Xiao-chuan;Zhu, Gang-bei;Weng, Yu-xiang
  • 通讯作者:
    Weng, Yu-xiang
光合捕光天线系统的进化模式与能量传递
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    植物生理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冷轩;王专;翁羽翔
  • 通讯作者:
    翁羽翔
Multi-channel lock-in amplifier assisted femtosecond time-resolved fluorescence non-collinear optical parametric amplification spectroscopy with efficient rejection of superfluorescence background
多通道锁定放大器辅助飞秒时间分辨荧光非共线光学参量放大光谱,有效抑制超荧光背景
  • DOI:
    10.1063/1.4938187
  • 发表时间:
    2015-12-01
  • 期刊:
    REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Mao, Pengcheng;Wang, Zhuan;Weng, Yuxiang
  • 通讯作者:
    Weng, Yuxiang

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  • 通讯作者:
    翁羽翔

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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