基于主成分分析和模糊识别方法的生物分子太赫兹光谱识别

提出了一种基于主成分分析（PCA）和模糊模式识别方法的生物分子太赫兹（THz）光谱识别方法,并采用多种典型糖类和氨基酸生物分子的太赫兹透射光谱作为实验介质证明所提方法的可行性和有效性。首先,运用PCA方法对生物分子太赫兹光谱数据做降维处理,提取样品太赫兹光谱特征信息;然后,用获得的主成分得分矩阵代替原始太赫兹光谱数据输入到模糊模式识别分析模型中,运用基于择近原则的模糊模式识别方法对待定样品进行分类识别。实验结果表明以生物分子的太赫兹光谱作为数据特征,采用PCA与模糊识别相结合的方法实现生物分子的检测和识别是可行的,该方法为太赫兹光谱技术用于生物分子的鉴定和识别提供了一种新的有效的分析方法。     

生物计算机

对于体内最重要的两类生物分子──核酸和蛋白质，科学家们已经了解到：核酸有遗传信息而无催化作用；而蛋白质有催化作用却没有遗传信息。核酸中的脱氧核糖核酸在不同状态下，可产生有信息和无信息的变化，这就激起了科学家们研制生物电子元件的灵感──生物计算机。生物计算机的工作原理：脱氧核糖核酸（DNA）上含有大量的遗传密码相当于存储的数据，通过与酶的相互作用，反应前编码的分子序列作为输入数据，反应后编码的分子序列作为运算结果。酶是蛋白质，主要特点是加快化学反应。它既有与一般催化剂相同的地方，即降低反应的活化能…     

生物光子学

评述了光子学在激光显微，激光控制和激光显微加工、高灵敏度激光探测、时间分辨激光检测、激光生物传感、光动力疗法、生物分子系统的动力学和相互作用过程研究、DNA分析、细胞分析、环境监测、生物统计识别、仿生、生物诊断成像和光学数据存储中的应用。     

21世纪的新技术——生物分子电子技术

简要介绍生物分子电子的发展状况；阐述生物芯片、生物分子器件和分子电脑的特点及其应用前景。     

生物分子中的孤子

评述了有关生物分子中孤子的理论和实验。指出在生物体内能量和信息的传输过程中孤子可能起着非常重要的作用,但生物分子中孤子是否存在还需理论和实验的进一步证明。     

21世纪的新技术——生物分子电子技术

简要介绍生物分子电子技术的发展状况；阐述生物芯片、生物分子器件和分子电脑的特点及其应用前景。     

生物化学发光研究的动态

引言生物体内固有一些荧光物质,例如含芳香族氨基酸的蛋白质、叶绿素等在光照下分子会处于激发态,在退激时能发射荧光。体外试验中,往往用能受激发的荧光物质来标记生物分子,使生物分子具有荧光标记,根据荧光的强弱判断生物物质的含量。     

一种缺陷阶梯型光学生物传感器的设计

针对目前酶、蛋白质等重要生物分子在检测中的问题,该文设计了一种缺陷阶梯型光学生物传感器,用严格耦合波分析(RCWA)法计算此传感器反射光谱的反射率。由模拟结果可得,传感器反射光谱的特定波峰处,激光的入射角度与待测生物分子折射率有良好的线性关系,且在75.4°固定的激光入射角度下,传感器反射光谱中的反射率与待测生物分子的折射率也有良好的线性关系。基于此结论可知,不仅可由传感器反射光谱的反射率得到待测生物分子的折射率,也可由激光的入射角度来得到待测生物分子的折射率,进而获取待测生物分子的信息。     

生物传感器的研究与发展

引言生物传感器是利用生物分子探测生物反应信息的器件。换句话说，它是利用生物的或有生命物质分子的识别功能与变换器相结合，将生物反应所引起的化学、物理变化变换成电信号。所以任何一个生物传感器都具有两种功能，即分子识别和信号转换功能。生物传感器中，其基底作为分子识别功能材料，具有专一的选择性，可以获得极其高的灵敏度，采用固定化技术，将这些功能材料固定在载体上，形成分子识别功能薄膜；而信息转换器通常是一个独立的化学或物理敏感元件，可采用电化学、光学、热学、压电等多种不同原理工作。把分子识别功能基底同高灵…     

生物传感器的研究与发展

引言 　　生物传感器是利用生物分子探测生物反应信息的器件.换句话说,它是利用生物的或有生命物质分子的识别功能与变换器相结合,将生物反应所引起的化学、物理变化变换成电信号.所以任何一个生物传感器都具有两种功能,即分子识别和信号转换功能. 　　……     

生物传感器的研究与发展

引言 生物传感器是利用生物分子探测生物反应信息的器件.换句话说,它是利用生物的或有生命物质分子的识别功能与变换器相结合,将生物反应所引起的化学、物理变化变换成电信号.所以任何一个生物传感器都具有两种功能,即分子识别和信号转换功能.     

生物分子计算机可捕获多种疾病信号

据美国物理学家组织网报道．以色列魏茨曼科学研究院开发出一种新型生物分子计算机，能同时自动探测多种不同类型的分子。这一成果标志着生物分子计算机研发又迈出了重要一步．将来有望把这种探测能力和生物医疗知识结合起来，用以诊断疾病、控制药物释放，实现诊断治疗一体化。研究论文发表在近期《纳米快报》上。     

应用Fe~(3+)在裸云母表面制作DNA分子的AFM样品的方法

原子力显微镜(AFM)既是观测生物大分子的有力工具,也是生物单分子操纵的有力工具.脱氧核糖核酸分子(DNA)是记栽了生物信息的重要生命分子,同时也是在分子器件领域具有极大潜力的天然纳米材料.利用AFM对DNA分子观察和操纵时,制样是关键.云母具有原子级平整的表面可作为观测DNA分子时的基底,但由于其表面负电性而不能和DNA分子很好地结合,所以通常需要对云母进行表面修饰.本文给出一种通过加入适量三价铁离子溶液在裸云母表面制作DNA样品的方法,可取代传统的云母表面修饰.该制样方法既可应用到基于AFM技术的DNA分子的形貌观察,也可应用在基于AFM技术的对DNA的单分子操纵.     

激光的高功率密度与遗传诱变机制

本文分析了激光辐照生物体产生遗传诱变的各种可能机制。这些机制有:(1)生物分子对光的共振吸收引起能量状态的变化(包括双光子及多光子吸收过程);(2)生物分子对光的散射机制(主要是Raman散射)引起能量状态的变化;(3)生物分子在光电场力作用下产生能量状态的变化;(4)生物     

生物电子学及其新进展

本文首先给出生物电子学的定义,列出其有关的研究内容。然后介绍了若干研究领域,特别是那些近年来发展迅速,直接由电子学和生命科学交叉而形成的领域。和医疗仪器不同,这些领域不仅仅是工程在生物和医学中的应用。主要介绍的四个领域是分子和生物分子电子学,智能科学,人机功能学,在生物和医学中的成象技术。本文说明:生物电子学作为一门新兴学科,对未来科学与技术的发展起着十分重要的作用。     

太赫兹光子对生物分子系统作用效应的微观机制分析

太赫兹辐射是指频率范围在0.1×1012～10×1012 Hz之间的电磁辐射, 而生物分子的链、键振动频率大于1014 Hz, 故太赫兹光子难以引起生物分子的共振吸收效应。但按Frohlich的理论, 活的生物分子系统是具有高度相干性的系统, 其运动状态具有内部协同的集体振荡效应, 该集体振动模的频率为0.02×1012～2.0×1012 Hz。因此, 太赫兹光子是能够与活的生物分子系统发生相互作用的,并产生相应的共振吸收效应。在偶极近似条件下, 可通过太赫兹光子与生物分子振子相互作用的哈密顿量, 求解相应的薛定谔方程, 可解释太赫兹光子的荧光效应; 并讨论了太赫兹光子对生物细胞膜的作用效应机制。     

激光多光子诱导蛋白质分子荧光的观测

对生物分子的双光子光谱实验和初步的理论探讨国内外已均有报导。这对研究在激光作用下生物大分子的非线性效应及生物分子光谱理论工作具有重要意义。 1983年美国加里福尼亚大学细胞生物学实验室报导了在亚细胞中观测到由激光诱导的双光子及四光子吸收过程而产生的“相栅”(phase paling)现象。这提示我们,研究生物分子     

激光在分子生物学研究中的应用(摘要)

本文评述激光在分子生物学研究中的应用和可能解决的问题。着重阐述六个方面的问题。第一,分子中的激发和能量转移过程;这一部分着重基本概念的阐述;第二,生物分子的红外谱和喇曼谱:对红外谱和喇曼谱作了比较,论述了它们的特点及在生物分子研究中的作用和问题,简单阐述了相干反斯托克斯喇曼谱的原理和特性;第三,生物学中的微微秒测量:主要评述了光合作用,视觉过程、血红朊和脱氧核糖核酸的研究;第四,选择生物反应:分析了对生物大分子进行选择生物反应的可能性和困难:第五,激光感应荧光:第六,激光多普勒散射.     

可调谐超表面的生物分子检测研究进展

超表面作为一种超薄微纳器件具有优良的性能,利用超表面检测生物分子具有越来越广泛的前景。本文调研了可调谐超表面检测生物分子的研究进展,并分别从太赫兹波段、中红外波段、光波段阐述当前的研究成果。本文重点介绍了当前超表面利用外加电压、改变环境温度等实现可调谐的方法,并对超表面检测不同生物分子的性能进行了总结分析,最后给出了可调谐超表面在生物分子检测方面未来发展的机遇与挑战。     

生物芯片的研究,发展和应用

生物芯片是运用大规模集成电路光刻充及生物分子的自组装技术，在一微小芯片上组装成千上肆个不同的ＤＮＡ或蛋白质的生物分子微阵列，实现以基因为主的分子信息大规模检测。这项技术有可能成为２１世纪重要的高新技术产业。