基于磁场增强的射频辉光放电质谱技术与体系建立

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21775156
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0403.谱学方法与理论
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

For radio frequency glow discharge mass spectrometry (rf-GD-MS), the relative low signal intensity or sensitivity for the analysis of semi-conducting and insulating materials has restrained the development and application in new material filed. In the present project, the magnetic enhancement technique and system for radio frequency glow discharge mass spectrometry will be established to improve the signal intensity and sensitivity. Firstly, several models of magnetic enhancement devices such as stacked magnet, planar array magnet, and ring magnet and so on will be designed and set up, and the possible mechanism for the signal enhancement will be studied by using the ANSYS and Monte Carlo methods. Then, according to the theoretical studies, several devices will be designed and prepared after the optimization of the strength, size, combination method, materials for metal shells and so on. Furthermore, some semi-conducting and insulating samples will be tested to investigate the performance of different types of magnetic enhancement devices, and the response property of magnet to different materials will be studied to improve rf-GD-MS technique. Finally, the method of measuring the plasma density will be used for the validation of the signal enhancement mechanism, and main favorable factors will be probed to establish the techniques and systems for radio frequency glow discharge mass spectrometry based on the magnetic enhancement. The present studies will be hoped to offer great promises in boosting the development of rf-GD-MS and providing a sensitive, stable, and facile solution for analyzing the new materials.
针对射频辉光放电质谱(rf-GD-MS)分析半导体、非导体材料时离子信号强度低、灵敏度低等问题,本项目拟以运用磁场增强机制提高rf-GD-MS分析信号与灵敏度为目的,建立基于磁场增强的射频辉光放电质谱技术与体系。首先,建立堆积、阵列、环形等磁场与金属外壳组合而成的系列磁场增强装置模型,运用ANSYS与Monte Carlo等方法系统研究磁场增强射频辉光放电机理;根据理论结果,优化磁场强度、排布方式与金属外壳材料,制作组合磁场增强装置;进一步,选用半导体、非导体(陶瓷、晶体等)材料,考察不同装置增强射频辉光放电的性能,研究磁场源信号对不同材料的响应特性;最后,运用等离子体密度测定等方法阐释磁场增强作用过程中电子运动路径的延长、与中性粒子等碰撞几率的增加,探讨提高rf-GD-MS离子信号强度与灵敏度的有利因素,建立磁场增强射频辉光放电质谱技术与体系,促进rf-GD-MS的发展与应用。

结项摘要

辉光放电质谱法(GD-MS)因具有直接分析固体材料种痕量/超痕量元素的独特优势,已经成为先进材料研发与生产过程中不可或缺的重要表征手段。然而,射频辉光放电质谱 (rf-GD-MS) 在分析半导体、非导体材料时,会出现离子信号强度降低、分析灵敏度降低等问题,制约了rf-GD-MS 的发展与应用。本项目围绕上述问题,提出了磁场增强射频辉光放电离子化的机制与策略。基于COMSOL方法研究揭示了在磁场与电场共同作用下,电子作拉莫尔进动,其运动路线发生螺旋式弯曲与延长,增加与其他粒子的碰撞几率,进而提高离子化效率与离子信号强度。基于理论研究构建了rf-GD-MS堆积、阵列与环形3种磁场增强技术体系,应用于BGO、PWO、GGAG、LYSO、LuAG等晶体与陶瓷的分析,获得基体元素的信号强度与无磁铁情况下相比提高了2-4个数量级,痕量元素的离子信号强度提高了1-2个数量级,有效解决了rf-GD-MS分析离子信号强度与分析灵敏度低的关键问题。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Magnetic enhancement for the analysis of scintillation crystals by radio frequency glow discharge mass spectrometry
射频辉光放电质谱分析闪烁晶体的磁增强
  • DOI:
    10.1039/d0ja00481b
  • 发表时间:
    2021-02
  • 期刊:
    Journal of Analytical Atomic Spectrometry
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Weifeng Yang;Shangjun Zhuo;Zhenli Zhu;Rong Qian;Qiao Chen;Jiangli Dong
  • 通讯作者:
    Jiangli Dong
Development and application of a porous cage carrier method for detecting trace elements in soils by direct current glow discharge mass spectrometry
直流辉光放电质谱检测土壤中微量元素多孔笼载体法的开发与应用
  • DOI:
    10.1039/c9ja00265k
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
    Journal of Analytical Atomic Spectrometry
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Dong Jiangli;Rong Qian;Zhuo Shangjun;Yu Pengfei;Chen Qiao;Li Zhongquan
  • 通讯作者:
    Li Zhongquan
Depth Profile Analysis of Molybdenum Disulfide Film by Glow Discharge Mass Spectrometry
辉光放电质谱法分析二硫化钼薄膜的深度剖面
  • DOI:
    10.46770/as.2021.070
  • 发表时间:
    2021-07-01
  • 期刊:
    ATOMIC SPECTROSCOPY
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Wang, Mengli;Zhao, Bin;Qian, Rong
  • 通讯作者:
    Qian, Rong
Larmor Precession: Observation and Utilization for Boosting the Signal Intensity of Radio Frequency Glow Discharge Mass Spectrometry
拉莫尔进动:增强射频辉光放电质谱信号强度的观察和利用
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Analytical Chemistry
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Wang Mengli;Rong Qian;Zhuo Shangjun;Chen Qiao;Li Zhongquan;Zhao Bin
  • 通讯作者:
    Zhao Bin

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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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

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          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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