Peroxynitrite (ONOO− ) contributes to oxidative stress and neurodegeneration in Parkinson’s disease (PD). Developing a peroxynitrite probe would enable in situ visualization of the overwhelming ONOO ⁻ flux and understanding of the ONOO ⁻ stress-induced neuropathology of PD. Herein, a novel α-ketoamide-based fluorogenic probe (DFlu) was designed for ONOO ⁻ monitoring in multiple PD models. The results demonstrated thatDFlu exhibits a fluorescence turn-on response to ONOO ⁻ with high specificity and sensitivity. The efficacy ofDFlu for intracellular ONOO ⁻ imaging was demonstrated systematically. The results showed thatDFlu can successfully visualize endogenous and exogenous ONOO ⁻ in cells derived from chemical and biochemical routes. More importantly, the two-photon excitation ability ofDFlu has been well demonstrated by monitoring exogenous/endogenous ONOO ⁻ production and scavenging in live zebrafish PD models. This work provides a reliable and promising α-ketoamide-based optical tool for identifying variations of ONOO ⁻ in PD models.

Supershort avalanche electron beam (SAEB) plays an important role in nanosecond-pulse discharges. this paper aims at reviewing experiments results on characteritics of SAEB and its spectra in different gases in nanosecond-pulse discharges. All the joint experiments were carried in the Institute of High Current Electronics of the Russian Academy of Sciences and the Institute of Electrical Engineering of the Chinese Academy of Sciences. In these experiments, the generation of a SAEB in SF6 in an inhomogeneous electric field was studied on three generators with pulse rise times of 0.3, 0.5 and ~2 ns. Firstly, the comparison of SAEB parameters in SF6 with those obtained in other gases (air, nitrogen, argon, and krypton) is introduced. Secondly, the SAEB spectra in SF6 and air at pressures of 10 kPa (75 torr), and 0.1 MPa (750 torr) are reviewed and discussed. Finally, 1.5-D theoretical simulation of the supershort pulse of the fast electron beam in a coaxial diode filled with SF6 at atmospheric pressure is described. the simulation was carried out in the framework of hybrid model for discharge and runaway electron kinetics. the above research progress can provide better understanding of the investigation into the mechanism of nanosecond-pulse discharges.

研究了不同电极结构以及放电参数对微秒脉冲激励的氦等离子体射流放电特性的影响。实验中采用不同管内径、不同电极形状、不同重复频率等参数,通过采集放电阶段的电流电压图、发光图像以及发射光谱等,对等离子体射流的电学特性和光学特性进行诊断。实验结果表明,随着管内直径的增大,氦等离子体射流的长度减小; 管内径为8 mm时,等离子体射流的击穿电压与放电电流最小,同时,其发射光谱中第二正带系N2,N+2和O等高能活性粒子的强度最高; 管内径为5 mm的等离子体射流的放电电流、功率及消耗的能量最大; 在相同实验条件下,针尖电极结构中的放电电流、消耗的功率还有发射光谱强度都较大; 随着重复频率的增加,氦等离子体射流的长度会增加,但击穿电压减小。

为了产生高能等离子体合成射流，设计了一台面向等离子体合成射流应用的微秒脉冲源，输出电压为10 kV，重复频率为100 Hz，可承受高达250 A的放电电流。详细介绍了微秒脉冲源的工作原理，比较了不同放电电容对脉冲变压器原边电流及输出电压的影响。进一步将所设计的微秒脉冲源成功应用于等离子体合成射流实验中，研究了不同间距对等离子体合成射流的影响，比较了有无放电电容条件下的能量消耗率。实验结果表明: 不同放电电容在相同激励器间距的条件下，击穿电压基本相同; 击穿电压随激励器间距增大而增大。有放电电容能产生较大的放电电流，且电流值随电容值的增大而增大。有放电电容条件下的能量消耗率比无放电电容要高，易于产生高能的等离子体合成射流。

利用上升沿约0.5 μs、半高宽约6 μs、幅值可达40 kV的微秒脉冲电源和上升沿约150 ns、半高宽约300 ns、幅值可达50 kV的纳秒脉冲电源激励大气压弥散放电, 并分别采用刀型和锯齿电极放电。通过电压电流测量和发光图像拍摄, 改变施加电压种类、脉冲重复频率、高压电极结构和气隙距离等参数, 研究了不同条件下弥散放电特性。实验结果表明: 纳秒脉冲电源和微秒脉冲电源均能在大气压空气中激励大面积的弥散放电, 弥散放电面积最大达90 cm2; 放电的均匀性受脉冲参数与电极形状影响显著, 其中刀型电极条件下纳秒脉冲激励的弥散放电均匀性最佳; 相同条件下纳秒脉冲弥散放电的瞬时功率大于微秒脉冲弥散放电, 最高可达275 kW, 而纳秒脉冲弥散放电的能量小于微秒脉冲弥散放电; 保持其他条件不变, 弥散放电传导电流幅值随着气隙距离的增加而降低, 放电强度随着脉冲重复频率的增加而增强, 弥散放电的工作电压范围随着脉冲重复频率的增加显著降低。因此在低频、刀型电极结构中易于获得均匀与较大工作电压范围的大气压弥散放电。

为满足脉冲功率源对高电压、大电流开关的需求，利用传统晶闸管均压技术，将多个晶闸管串联，研制出额定电压10 kV，额定电流500 A的晶闸管串联开关。根据晶闸管的触发原理，设计出同步触发多个晶闸管的触发系统。该触发系统采用绝缘栅双极型晶体管开关对直流电压阻断产生脉宽可调的低压脉冲，经多个隔离脉冲变压器升压，产生多路同步触发信号。对晶闸管触发系统及晶闸管串联开关进行了测试，测试结果表明：晶闸管触发系统可输出20 V，1 A的多路同步触发信号，触发信号的脉宽30~60 μs可调，重复频率100 Hz；晶闸管串联开关每路静态均压和动态均压波动小，在高电压条件下能稳定工作。

针对实验产生等离子体的需求，研制了一种高压微秒脉冲电源，输出电压最大值为30 kV，上升沿最小为300 ns、脉宽0.5 μs。测试结果表明电源的输出特性由负载决定，同时调节输入电压、触发脉宽可以改变电源的输出脉冲。研究了针-针放电负载时，电源重复频率以及针针间隙对于放电模式的影响，并通过研究电源输出随负载的变化来区别不同的放电模式，最后把电源成功应用于介质阻挡放电。

利用上升沿100 ns、脉宽150 ns的单级磁压缩纳秒脉冲电源，通过电压电流测量和放电图像拍摄实验，研究了大气压空气中极不均匀电场结构重复频率纳秒脉冲气体放电的放电模式。结果表明纳秒脉冲气体放电存在三种典型的放电模式: 电晕放电、弥散放电和火花放电。施加的脉冲电压幅值对放电模式影响显著，随着电压幅值的增加，放电依次经历电晕、弥散和火花放电。固定电压幅值时，放电可能同时存在两种模式。重复频率加强了放电强度，弥散放电的激发电压随重复频率的增加变化不大，但火花放电的激发电压随着重复频率的增加而降低。因此降低重复频率有利于在较大电压范围获得大气压空气弥散放电。