业界动态

《美国化学会志》焦点介绍我国研制出DNA-金纳米粒子复合探针制备新方法近期国际知名学术杂志《美国化学会志》以DNA Gold Nanoparticle Combo Gets Straight A’s为题,对我国上海应用物理研究所研究人员制备DNA-金纳米粒子复合探针所使用的新方法进行了焦点(Spotlight)报道。DNA-金纳米粒子的复合探针是一种常用的纳米生物材料,在生物检测、     

纳米粒子-DNA生物条形码技术研究进展

纳米粒子-DNA生物条形码是指同时结合了大量DNA片段(生物条形码)和目标分析物识别探针的纳米粒子.纳米粒子-DNA生物条形码是有效的信号放大和检测系统,是目前报道的唯一一种具有聚合酶链扩增反应灵敏度而又不需要酶放大的检测体系.由于纳米粒子-DNA生物条形码的放大作用,这一技术在蛋白质,DNA等生物大分子的传感与检测中引起了广泛的兴趣.该文对该领域近期的进展进行了简单的综述.     

无标记纳米金传感显色测定五氯苯酚

该文基于纳米金(AuNPs)颜色随盐致聚集而变化的特点,发展了测定五氯苯酚的无标记纳米金传感显色法。金纳米粒子在一定浓度盐的作用下发生团聚,而单链DNA(ssDNA)可以吸附在金纳米粒子表面保护金纳米粒子不团聚。羟基自由基能破坏ssDNA的结构,使其丧失对金纳米粒子的保护功能。该文利用PCP可以消耗羟基自由基,保护ssDNA,从而保护金纳米溶胶的稳定性,实现对PCP的测定。     

酶/纳米团簇的组装与功能器件

纳米科技是20世纪晚期迅速崛起的高科技领域之一。纳米粒子展现出迷人的电学、光学、生物学性质和巨大的应用潜力,而且材料来源方便、广泛。这些尺寸的粒子是制备纳米工程表面和表面功能化纳米结构的理想对象,因而激起了众多学科广大学者的强烈兴趣。它由发源的材料科学、物理科学向化学、生命、环境科学和医药卫生领域渗透、扩展,迄今已发展成纳米电子学、纳米材料学、纳米化学、纳米机械学、纳米生物学等前沿学科领域。“纳米粒子”通常界定其尺寸在10～100nm 之间。业已表明,纳米粒子能通过一种简单的装配而实现人们所需的复杂结构。由此,可用来制造许多功能材料、分子电子器件、生物探针和生物传感器件。尽管在各种基体表面进行自组装的研究,国内外已有很多报道,但是在纳米粒子上,集纳米技术、生物技术和自组装方法于一体,实现具有高酶活性的三维有序组装,还少见报     

金纳米粒子自组装过程的动力学研究

将三种不同粒径的金纳米粒子组装到经1,6-己二硫醇修饰的金表面,借助于石英晶体微天平(Quartz Crystal Balance,QCM)实时监测金纳米粒子的自组装动力学过程,结合Michaelis-Menten动力学模型,并比较了相应的自组装动力学参数,从而得出金纳米粒子粒径大小对金表面粒子组装动力学的影响.实验表明,粒径较小的粒子形成单分子层的速率比粒径较大的粒子快,而形成多分子层的速率比粒径较大的粒子慢.这一结果对合理选择粒子大小进而制成性能优良的生物传感器具有重要的意义.     

一种新型包埋染料的核壳纳米颗粒表面增强共振拉曼探针的研制及其在免疫分析中的应用

应用于生物分析的纳米探针主要包括:等离子体共振颗粒探针,量子点、荧光探针和拉曼探针等等.拉曼探针跟其它纳米颗粒探针相比,其重要的优点是它能提供丰富的分子结构信息,从而很大程度上避免了光谱重叠,有可能研制出各种不同的拉曼探针.特别值得注意的是,基于表面增强与共振增强相结合的纳米拉曼探针,能超灵敏地、高特异性地检测生物分子.该文采用了一种新型的合成方法,成功地制备了以纳米金为核,二氧化硅为外壳,且其中包埋有染料的金/二氧化硅核壳纳米颗粒,并把它作为一种表面增强共振拉曼(SERRS)探针用于免疫分析.     

纳米金的电检测方法与免疫检测中的应用

免疫亲和反应引起的导电性的改变比较微弱，难以进行电检测。通过采用纳米金修饰羊抗兔IgG，以及免疫反应，形成抗原-抗体-纳米金复合体，该复合体有序聚集成量子点阵列，改变了电荷输运途径并提高导电性，实现免疫反应的电检测。采用纤维素薄膜作为固相载体，以夹心结构实现免疫渗滤，用双环金电极进行交流阻抗谱检测。工作频率为20Hz-1MHz。实验结果表明，导电性不受游离纳米金粒子影响，随着纳米金生物复合体的密度增加而增高。IgG的检测下限可达到10r/mL，工作频率为100m时具有最高的灵敏度。最后，通过掺杂实验表明，掺杂的Ag离子增加低频时的导电性，使交流阻抗谱趋于平坦。     

金纳米颗粒的绿色制备及其在生物传感器中的应用

由于金纳米颗粒（AuNPs）特殊的化学、物理特性。使其在生物催化及传感器领域有了越来越重要的应用。目前用来制备金纳米材料的方法有很多。近年来采用新型的、洁净无毒的、绿色的方法来合成金纳米粒子越来越受到重视。     

基于金纳米棒的DNA杂交检测

金纳米棒具有独特的光学性质与良好的生物适应性,在生物医学领域得到了日益广泛的应用.利用种子生长法,通过改变表面活性剂十二烷基二甲基苄基氯化铵(BDAC)的浓度所制备的8种不同长径比(AR)的金纳米棒,具有不同位置的纵向表面等离子共振(SPR)峰.在金纳米棒和非标记探针DNA的混合盐溶液中加入靶标DNA后检测,发现金纳米...     

Au-TiO2纳米粒子修饰电极用于有机磷农药对硫磷的直接电化学检测的研究

该文利用液相沉积法合成了金掺杂的二氧化钛复合纳米粒子(Au-TiO2),以壳聚糖为交联剂,制备了Au-TiO2复合纳米粒子修饰的电化学传感器,对有机磷农药对硫磷进行了检测.实验表明,Au-TiO2复合纳米粒子大的比表面积能够增加对底液中对硫磷的吸附量,提高检测的灵敏度;同时,该复合纳米粒子也能有效地促进电子传递,加快传感器的响应速度,提高电流响应.所制备的电化学传感器利用示差脉冲伏安法(DPV)在最优条件下对对硫磷进行了检测,检测范围为1.0～7.0×103ng/mL,检测限达到0.5 ng/mL.     

基于渗透测试的通信光缆寻障定位仿真研究

针对传统通信光缆寻障定位方法信号去噪性能较差的问题,提出一种基于渗透测试的通信光缆寻障定位方法,基于渗透测试对通信光缆实施OTDR测试,设定仪表上的物理参数,获取其OTDR曲线,从而获取通信光缆活动接头、断裂、弯曲等各种故障信息,完成OTDR测试后,计算故障前与故障后的具体光功率差值,获取通信光缆的故障点发生位置,确定故障点发生位置后,利用溶接点定位方法分析OTDR曲线,获取测试端与故障点之间的光纤长度、测试端距各个机房的光纤长度,对该故障点进行准确定位,实现了基于渗透测试的通信光缆寻障定位。实验结果表明,基于渗透测试的通信光缆寻障定位方法的去噪信号高频部分波形更加密集且平稳,即该方法的信号去噪性能较好,更适用于通信光缆的寻障定位。     

光学4f系统灰度误差补偿的实现

为补偿光学4f系统灰度误差,提出基于直方图匹配和径向基函数(RBF)神经网络的灰度误差补偿方法。首先利用径向基函数神经网络拟合经光学4f系统输出图像的直方图与对应输入图像的直方图之间的非线性变换,得到输出图像与输入图像的直方图匹配变换曲线的最优估计;再依据直方图匹配曲线的最优估计对经光学4f系统的输出图像进行直方图匹配,得到灰度误差补偿后的图像。利用实际的光学4f系统进行光学实验,灰度误差补偿后图像的信噪比平均提高了2.96dB,视觉效果明显改善。实验结果表明,该方法能有效补偿光学4f系统灰度误差,提高基于光学4f系统的光学信息处理的精度。     

L-半胱氨酸含量测定模型的研究

简介L-半胱氨酸的性质和含量的检测方法,探讨简便快捷的旋光度和吸光度测量法.利用Statistic软件模拟计算实验数据,求得用旋光度法测量L-半胱氨酸含量的数学模型为y=0.146657x2+0.05249,方差R=0.99979;用吸光度法测量L-半胱氨酸含量的数学模型为y=10842.1x,方差R=0.99898.比较两法可知,应根据溶液中有无旋光性物质而选择不同的测量方法,为测定L-半胱氨酸的含量提供准确、有效、快捷的方法和数学模型.     

基于透视式增强现实的BIM建筑三维重建仿真

为了提高三维建筑模型的精准度,需要深入研究BIM建筑三维重建方法。当前方法耗时较长,得到的三维建筑模型与实际建筑之间的误差较大,存在效率低和精准度低的问题。将透视式增强现实技术应用到BIM建筑三维重建中,提出基于透视式增强现实的BIM建筑三维重建方法,通过BIM构建初始三维建筑模型,采用直接线性变换算法计算摄像机的内部参数和外部参数,完成摄像机标定。在摄像机标定结果的基础上采用LK光流计算方法得到像素在图像中的光流,根据光流的方向阈值和光流的大小筛选图像中的光流,提取到图像的匹配点,基于初始三维建筑模型针对建筑图像匹配点构成空间三维点云,采用Delaunay方法对空间三维点云进行三角化处理,针对处理后的建筑图像通过贴纹理完成BIM建筑三维重建。仿真结果表明,所提方法的效率高、精准度高。     

一种基于光流场重建三维运动和结构的新方法

提出了一种基于稀疏光流场计算三维运动和结构的线性新方法 ,该方法综合视觉运动分析中的两类处理方法 ,选取图象中的角点作为特征点 ;并检测和跟踪图象序列中的角点 .记录检测到的角点在图象序列中的位移 ,在理论上证明了时变图象的光流场可以近似地用角点的位移场代替 ,从而得到时变图象的稀疏光流场 ;通过光流运动模型的建立 ,推导出由稀疏光流场重建三维物体运动和结构的线性方法 .通过用真实图象序列验证该算法 ,表明该算法取得了较好的效果     

基于光流场动态参与介质绘制算法

为了解决动态参与介质场景连续帧的实时绘制问题,提出了一种基于光流场动态参与介质场景的绘制算法。首先,采用区域匹配的方法计算关键帧之间的光流场;然后,通过插值的方法计算中间帧之间的光流场,采用帧间光流连贯性函数表示帧与帧之间光流一致性的度量,保证帧与帧之间介质运动不会发生突变;最后,按照所产生的光流场,绘制连续动态变化的参与介质场景。在连续5帧动态参与介质场景绘制中,所提算法比基于径向基函数模型(RBF)参与介质的光子映射算法效率提高了近3倍,能够达到连续帧的实时绘制,且绘制质量比较高。     

基于改进固定点迭代方法的深层活体量化光声成像

针对限制视图下光声图像的重建伪影问题，提出一种改进的固定点迭代量化光声成像方法。首先，通过传统的反投影重建算法重建由探测器探测到的原始光声压数据，得到原始的光声压图像；接着，利用自适应维纳滤波算法对原始的光声压图像进行滤波去除重建图像伪影；然后，通过光传输模型求解目标成像区域的光通量；最后，进行迭代计算，获得目标组织的光学吸收系数。此外，在求解光通量过程中引入Toast++软件来实现光传输模型的前向求解，提高量化成像的效率和精确性。仿体和活体实验结果表明，与传统固定点迭代方法相比，所提方法能够获取更高质量的光声图像，重建得到的深层量化光声图像中存在较少伪影；量化重建的深层目标组织的光学吸收系数与浅层目标组织的光学吸收系数的数值非常接近，前者约为后者的70%，能实现深层生物组织光学吸收系数的定量重建。     

对峙放热反应动力学的计算机模拟

本文分别从质量作用定律和给定的反应速率方程讨论了对峙放热反应的最适宜温度和平衡温度的计算方法,并利用Visual Basic语言设计了1个程序,程序可计算对峙放热反应的平衡温度和最适宜温度,并可绘制最适宜温度和平衡温度曲线图,通过对CO制氢反应的计算对程序进行了验征,结果显示运算值和文献数据吻合良好,程序的计算结果可作为化工生产温度控制和工业反应器设计的参考数据.以SO2氧化反应作为对峙放热反应的典型实例,利用3DMAX和Flash制作的SO2分段氧化器课件对此反应的温度控制过程进行了模拟,该课件可辅助用于物理化学和反应工程等课程的教学.     

New horizontal frustum optical waveguide fabrication using UV proximity printing

This paper presents a novel method for fabricating the horizontal frustum structure as a planar optical waveguide using the proximity printing technique. A horizontal frustum optical waveguide with both lateral and vertical taper structure was produced. The orthogonal and inclined masks with the diffraction effect were employed in the lithography process. This method can precisely control each horizontal frustum optical waveguide geometric profile in the fabrication process. The horizontal frustum optical waveguide and its array with the same inclined angle were generated. The beam propagation simulation software (BPM_CAD) was used to model the optical performance. The simulation results reveal that the mode profile matched into horizontal frustum optical waveguide and fiber from the laser diode. The optical loss of the horizontal hemi-frustum optical waveguide structure was less than 0.2 dB. The horizontal hemi-frustum waveguide will be used for fiber coupling on boards for future optical communication systems.     

光照变化条件下的光流估计

目的 为了提高光流法在处理光照变化和大位移方面的稳健性。提出一种结合结构纹理分解预处理和加权中值滤波的光流场模型。方法 该方法数据项采用灰度守恒假设和梯度守恒假设相结合、局部约束与全局约束相结合的思想。同时采用结构纹理分解、加权中值滤波、金字塔结构等高效的光流估计技术,进一步增强了光流算法的精确性与实用性。结果 分别通过Middlebury光流数据库图像和真实场景图像对提出的光流估计算法进行了大量实验验证。实验结果表明,改进的光流估计法在处理光照变化方面表现不错,不仅获得稠密的光流场,而且提高了光流场准确提取目标边缘的能力。结论 和传统光流方法相比,所提方法在光照变化情况下能获得更加理想的结果,降低了实际场景中光线变化的干扰,能更好地适用于实际场景中。