全球成年男性的精子质量呈明显下降趋势。精子质量下降与男性不育虽并非线性关系，但显然与低生育力密切相关。辅助生殖技术针对不育男性精子水平低、形态和运动活力异常等常见问题，通过评估和筛选优质精子，提供了解决男性不育问题的主要技术方案。现有临床研究局限于精子形貌和活力等特征参数的筛选，缺乏针对精子DNA损伤情况的无损评筛手段。本文首先介绍了精子无损评筛技术在辅助生殖领域男科的应用需求以及显微拉曼光谱技术的基本原理，继而对基于拉曼光谱技术的精子研究进行了综述，综合分析探讨了精子的拉曼光谱检测和光谱特征，聚焦精子DNA损伤的拉曼光谱响应问题，最后讨论和展望了精子无损评筛技术的发展前景。

以工业副产钛石膏为原料, 氢氧化钙饱和溶液为溶剂, 七水硫酸镁为晶型助长剂, 采用水热法制备α-半水硫酸钙晶须。研究了碱性环境下反应温度、反应时间、浆料固液比、晶型助长剂用量、体系总体积以及体系pH值对α-半水硫酸钙晶须产率及形貌的影响, 分析了晶须的生长机理。结果表明在碱性水热环境中, 钛石膏先转变为α-半水硫酸钙, 再逐渐依附于既有晶须生长, 形成粗大的晶须, 在较优的工艺条件下, α-半水硫酸钙晶须产率可达71.6%, 晶须表面光滑, 长径比为70。

研究果蝇的心脏发育基因表达调控机制, 其相应靶点的抗体必不可少。但目前市场上缺乏此类商用抗体, 因此本研究选择果蝇心脏发育中的标记基因Svp(Seven-up), 并采用DNA免疫技术来快速制备其抗体。首先通过聚合酶链式反应(PCR)扩增出Svp基因编码区部分序列, 然后将其连接到真核表达载体pCAGGS-P7上, 再将重组质粒pCAGGS-P7-Svp直接注射进小鼠体内, 使外源基因在活体内表达, 产生的抗原激活了小鼠的特异性细胞免疫和体液免疫, 从而分泌相应的抗体, 取小鼠的血清收集获得抗体。最后用蛋白质印迹(Western blot)和胚胎免疫荧光技术检测Svp抗体的效价和特异性。结果表明, 制备的Svp多克隆抗体具有高效价和特异性, 为后续的果蝇心脏发育研究奠定了基础。

骨形态发生蛋白(BMP)属于细胞因子和转化生长因子β(TGF-β)超家族, 在胚胎形态发生和器官形成中起重要作用, 但目前缺乏BMP信号通路 I型受体SAX的各类抗体。本文利用果蝇胚胎提取出总RNA, 反转录得到cDNA, 将其作为模板通过PCR得到sax基因片段, 将片段连接到pCAGGS-P7上, 构建成重组质粒pCAGGS-P7-sax。采用质粒DNA免疫技术, 免疫了BALB/C小鼠, 制备了果蝇SAX蛋白多克隆抗体。进一步分析表明, 构建的真核表达重组质粒pCAGGS-P7-sax DNA具有良好的免疫原性, 在免疫小鼠后所获得的抗血清抗体效价达1∶100。Western blot和果蝇胚胎免疫荧光检测表明, 抗血清能特异型地识别SAX蛋白。果蝇SAX抗体的成功制备为进一步研究sax基因及BMP信号在果蝇心脏发育中的作用奠定了基础。

针对三维空间交会对接中的异面非圆轨道转移规划问题, 提出了一种基于粒子群算法(PSO)的多脉冲异面交会对接能量最优的转移轨道优化算法。该算法以二体动力学方程及脉冲变轨理论构造空间多脉冲异面交会对接优化模型; 通过引入 Lambert 算法处理终端约束条件, 减少未知变量的个数从而简化问题。然后, 将追踪飞行器变轨过程中脉冲的作用时刻、方向、大小设计成待优化变量, 以交会对接过程中消耗能量、终端约束条件等为目标函数, 基于PSO优化了最省燃料转移轨道。在MATLAB中对四脉冲交会对接问题进行了仿真测试, 并与相同初始条件下, 采用Lambert算法的双脉冲交会对接仿真结果进行了对比。结果显示: 在本文所给算例条件下, 采用PSO优化的四脉冲交会对接过程所需速度增量为4.4243 km/s, 而采用Lambert算法的双脉冲对接过程所需速度增量为11.2691 km/s, 前者节省了60%的能量。数据表明, 设计方案有效节省了燃料消耗, 从而证明了设计方法的有效性。

针对空间攻防中目标卫星周围由若干小卫星以编队形式绕飞的情况, 研究了拦截卫星的轨道规划问题。以配备电推进的连续推力拦截卫星为对象, 提出了基于遗传算法的拦截卫星攻击轨道寻优方法。以编队小卫星的动态防御模型作为环境模型, 根据进攻轨道安全性和节省燃料的要求建立综合适应度函数, 并对算法的编码方式、选择算子、交叉算子和变异算子进行了设计。基于MATLAB平台进行了仿真试验, 结果表明, 拦截卫星于650 s时击中目标卫星, 总开机时间为410 s。提出的算法能够寻找到最优攻击路径, 并且算法收敛性速度快, 稳定性高。与同类的研究方法相比, 该算法能够有效减少火箭开机时间, 进而减轻了卫星在轨道机动过程中姿态调整的任务负荷。

由于市场上出现猛犸牙饰品并且与现代大象象牙饰品极为相似, 本文通过宝石常规测试、 红外光谱、 X粉晶衍射等研究手段, 分析了猛犸牙的谱学特征并与象牙进行了比较。 主要研究成果和创新点包括: 两种牙在折射率和比重方面非常接近, 猛犸牙折射率在1.52～1.53, 大象象牙折射率在1.54～1.55, 猛犸牙比重平均值为1.77, 大象象牙比重平均值为1.72; 采用Schreger 纹夹角来区分猛犸牙和大象象牙时要注意: 因为二者除了在各自牙体外层夹角不同外(本次猛犸牙样品“Schreger”纹理的夹角100°, 而大象象牙夹角115°), 在牙体中层和内层的夹角它们二者大小是相似的以至于无法区分, 另外通常亚洲象牙外层“Schreger”纹理的夹角小于120°, 而非洲象牙则大于120°(这个区别可以用来鉴定亚洲和非洲象牙); 通过红外光谱显示: 与水分子有关的3 319, 1 642, 1 557 cm-1吸收峰在象牙中较明显, 而猛犸牙中则较微弱; 与胶原蛋白有关的吸收峰2 927和2 855 cm-1在象牙中表现得较为明显, 而在猛犸牙中极其微弱, 结果表明, 经过长时间的埋藏, 猛犸牙牙质中的胶原蛋白、 结晶水已严重损失; X射线粉晶衍射结果表明猛犸牙的衍射峰比象牙的分裂更为明显、 峰变尖锐, 说明虽经几千年地下埋藏, 猛犸牙中羟基磷灰石晶体结晶度有所提高。 由此表明, 猛犸牙经过埋藏后其有机物流失的同时无机物结晶程度提高, 是鉴别两种牙类的重要参考。

本文研制了一种波长分隔滤光玻璃,在激光中心波长(1053nm)透过率<1％,而在可见光波长(530nm)处的透过率>87％。