adgrf3a基因编码的ADGRF3A蛋白是黏附类G蛋白偶联受体(aGPCRs)家族的一员, 主要在受精后5 d的胚胎以及成年斑马鱼的头部和性腺中表达。它含有一个GPS蛋白水解位点和7个跨膜结构域, 与G蛋白相互作用行使其功能。斑马鱼是研究早期发育和成体内生理和病理的重要模式生物。为了研究adgrf3a在斑马鱼早期发育中的作用, 我们利用CRISPR-Cas9技术构建了adgrf3a基因敲除斑马鱼品系。首先, 通过分析软件筛选出该基因的敲除位点, 利用聚合酶链式反应扩增该基因的向导DNA(sgDNA), 再以sgDNA为模板进行体外转录得到向导RNA(sgRNA)并纯化回收, 将纯化后的sgRNA和Cas9蛋白共同注射到斑马鱼1细胞期胚胎中, 得到F0代嵌合体。随后, 对斑马鱼胚胎进行基因编辑的有效性检测, 结果表明, 注射的胚胎出现了碱基缺失的现象, 即sgRNA有效, 将剩余胚胎培养至成鱼。将嵌合体与野生型斑马鱼杂交所得的F1代斑马鱼进行基因型鉴定, 筛选adgrf3a突变杂合子, 并对其adgrf3a突变位点进行Sanger测序, 建立能够稳定遗传的adgrf3a基因杂合突变品系。之后, adgrf3a突变杂合子斑马鱼自交, 获得adgrf3a纯合子突变斑马鱼。体视显微镜观察其成像发现, adgrf3a突变纯合子斑马鱼与野生型整体上未出现明显差异, 然而, 体内组织与器官的发育是否发生变化需要进一步验证。该基因敲除品系的建立为研究adgrf3a在早期发育及病理过程中的作用奠定了基础。

气溶胶在大气辐射收支平衡、气候变化、降水、云的形成以及环境污染方面扮演着重要的角色。为了实现对气溶胶光学参数的大范围、高精度、定量化测量，2019年3月使用大气环境星气溶胶碳探测激光雷达（ACDL）的机载缩比系统（Air-ACDL）在中国山海关地区开展了机载观测试验。试验完成了不同污染天气、不同高度以及不同地表类型下的多架次观测。将六天飞行试验得到的机载高光谱激光雷达（HSRL）测量的气溶胶光学深度（AOD）分别与地面站点的太阳光度计和卫星遥感数据进行对比分析，其相关系数R均达到0.90以上，其样本数量分别为86与2200。基于机载HSRL的观测数据，提出了适用于Air-ACDL的气溶胶分类方法，并对山海关地区的气溶胶进行了分类研究。使用后向轨迹传输模型、云气溶胶激光雷达和红外探路卫星观测（CALIPSO）气溶胶分类结果，以及Aura卫星臭氧监测仪（OMI）传感器等数据验证Air-ACDL测量的气溶胶分类的可靠性。多架次Air-ACDL观测结果表明：相比于传统激光雷达气溶胶分类方法，基于Air-ACDL的气溶胶分类方法能够对气溶胶进行更加准确的分类；山海关地区地理位置特殊，观测期间，当地气溶胶除由本地供暖等活动产生的城市气溶胶之外，还有受大气传输影响来自内蒙古地区的沙尘气溶胶，以及来自东南渤海地区的海洋气溶胶。

量子随机数因为其不可预测性和真随机性, 在信息安全方面发挥着越来越重要的作用。现有的随机数生成协议大都假定光源服从一定确知的分布概率, 然后通过测量值估算可提取随机数的最小熵。但是由于实际光源器件的不完美, 其光强分布存在一定波动, 倘若在计算最小熵过程中忽略该强度波动, 将导致计算最小熵数值偏大, 影响安全性; 倘若使用传统的方法考虑光强波动, 则导致估算结果过差, 降低可获取随机性的大小。针对该问题, 本文提出了一种具有光源监控功能的量子随机数发生器方案, 并且以基于维度目击值的自检测量子随机数发生器协议为例进行介绍。仿真结果显示通过在源端添加光源监控模块的方法, 能够对单光子贡献的上下界给出更紧致的估计, 与传统方法相比, 能够获得更高的最小熵和随机性。该方案为量子随机数发生器的实用化提供了一个有用的工具。

磷石膏中不同氟杂质对硬化石膏浆体微观结构和性能的影响不同。本文通过凝结时间、原位水化热、离子浓度测试、力学性能测试、压汞测试、X射线衍射分析、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜等测试手段，系统研究了四种氟杂质(CaF2、NaF、Na2SiF6和Na3AlF6)对建筑石膏水化进程、微观结构和力学性能的影响。结果表明，可溶性氟杂质会促进建筑石膏水化，表现出一定的促凝效果，氟杂质溶解度越高，对建筑石膏水化进程的促进效果越显著(NaF>Na3AlF6>Na2SiF6)，难溶的CaF2对建筑石膏的水化进程基本没有影响。但是水化速度过快易造成浆体过早硬化，使一些建筑石膏不能及时水化，在后续缓慢水化过程中逐渐生长成板状晶体，使硬化浆体的孔隙率增加，从而导致硬化石膏浆体的力学性能变差。本研究为磷石膏在建材产品中的高效利用提供一定指导。

本文采用X射线荧光分析(XRF)、X射线衍射分析(XRD)、热重分析(TG)、压汞测试(MIP)和场发射扫描电子显微镜(SEM)等手段，研究了产地来源和陈化方式对石灰成分、结构和宏观性能的影响。结果表明：不同产地石灰中Ca和Mg元素的含量不同。石灰在陈化过程中，陈化方式、产地来源和陈化时间均会影响氢氧化钙的晶粒尺寸和晶体形貌，氢氧化钙的晶粒尺寸均随着陈化时间的延长而减小；浸水陈化效果优于密封陈化和天然陈化效果；产自南石楼地区的石灰采用浸水陈化时所制备的石灰晶粒尺寸更小，活性更高，氢氧化钙含量更高，在成型硬化和养护后可以形成更加致密的微结构，且具有更优异的力学性能。本研究将为古建修缮用石灰的制备和工程应用提供指导。

将可再分散沥青粉末(EAP)、醋酸乙烯酯-乙烯共聚物(VAE)乳胶粉、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(SBA)乳液作为外加剂分别掺入水泥砂浆，通过热处理前后的吸水率测试、胶砂强度测试和微观形貌分析，研究了不同聚合物对水泥砂浆在70 ℃的耐热老化性能的影响。结果表明：试验采用的聚合物均可降低砂浆吸水率，且吸水率随聚合物掺量的增加而降低。SBA乳液的成膜性能优于粉体聚合物，因此SBA改性砂浆的表面防水效果最佳；两种可再分散聚合物粉末对比，同期热老化后EAP对砂浆防水改性效果优于VAE。经热老化后，沥青组分高温下具有一定的黏流性，EAP改性砂浆热老化后抗压强度降低，随EAP掺量增加，抗折强度先升高后降低，其强度变化主要体现为沥青组分在高温下的作用特点，VAE改性砂浆及SBA改性砂浆热老化初期聚合物膜结构阻碍水分迁移，热老化后期柔性的聚合物膜结构破坏造成强度高于热老化前的强度，其强度变化主要体现为传统聚合物改性砂浆的特点。

二硫化钼量子点（MoS₂ QDs）因具有尺寸可控、量子限域效应强等优异的物化特性，故在传感、荧光检测和光催化等领域中具有潜在的应用价值。以钼酸铵为钼源，以谷胱甘肽为硫源，采用一步水热法合成水溶性好、尺寸均一的MoS₂ QDs（MoS₂ QDs-1）。为探究不同硫源对MoS₂ QDs尺寸和光学性能的影响，又以钼酸铵和L-半胱氨酸分别为钼源和硫源，通过相同方法制备MoS₂ QDs（MoS₂ QDs-2）。研究了MoS₂ QDs-1和MoS₂ QDs-2样品的结构和光致发光性能。结果表明，与MoS₂ QDs-2样品相比，MoS₂ QDs-1样品的平均晶粒尺寸更小（3.88 nm）、平均晶粒高度更低（4.75 nm）、光学带隙更小（3.65 eV）和荧光量子产率更高（10.8%）。

长城是人类文明史上最伟大的建筑工程之一，长城修筑过程中大量使用的传统石灰灰浆是其屹立数百年而不倒的重要保障。通过现代科技手段探究长城所用古代灰浆的物相组成和成分配比，分析其性能演变过程，可以有效吸收和利用传统技术的优点，古为今用，对指导和推动今后濒危古建筑的保护与修复工作具有重要意义。在明长城大庄科段遗址处，选取具有代表性的四处位置进行灰浆取样，通过X射线荧光光谱分析、X射线衍射分析、热重-差热分析、Fourier红外、碘-淀粉试验、压汞测试及扫描电子显微镜等测试手段，系统分析了古代灰浆样品的物理性能、物相组成和组分配比，并通过与大庄科段现代修补灰浆的对比揭示了古代灰浆的性能演变规律。结果表明：明长城大庄科段砌筑灰浆为纯气硬性石灰灰浆，石灰类型为镁质石灰，灰浆中无水硬性组分存在，未使用骨料组分及有机添加物。长期碳化过程可以抑制方解石晶型碳酸钙的结晶度，细化碳酸钙颗粒度，有效提高了灰浆硬化体的致密性。这是古代灰浆具备优异性能的根本原因。

长城是世界文化遗产，长城灰浆是其保护修缮中的关键材料。本研究通过X射线荧光光谱分析、X射线衍射分析、热重分析、场发射扫描电镜、傅里叶红外光谱分析等对延庆及怀柔地区长城砌筑灰浆以及延庆长城不同部位灰浆的成分组成、晶体结构、微观形貌等进行系统剖析。结果表明，延庆和怀柔地区长城砌筑灰浆成分差异较大，怀柔灰浆中Mg、Si和有机物含量远高于延庆灰浆，这是由于怀柔灰浆石材原料中可能含有较多的菱镁矿，而且怀柔灰浆中含有少量的砂子。两地砌筑灰浆中均含有糯米，糯米使CaCO3晶粒尺寸变小，结构更致密。同一地区不同部位和用途的灰浆组成也存在差异:灌浆灰浆与其他种类的灰浆差异较大，含有较多的砂子和石子，石缝灰浆中含有少量的细砂；路面砌筑灰浆碳化不充分，含有少量的Mg(OH)2和Ca(OH)2；砖砌筑、勾缝、路面砌筑灰浆中检测到糯米的存在，灌浆和石缝灰浆中未检测到糯米。本研究将为长城修复灰浆的配制提供理论依据。