基于固定化电子媒介体的介体型BOD生物电化学传感器研究

研制一种基于固定化铁氰化钾电子媒介体的介体型生化需氧量(BOD)生物电化学传感器芯片.基于微机电系统(MEMS)工艺制备金圆盘微电极,通过电化学循环伏安法在金圆盘微电极表面制备了聚吡咯和铁氰根离子复合膜,研究了该修饰电极的电化学性质及该固定化媒介体参与微生物降解有机物的电子传递能力.结果表明,固定于聚吡咯中的铁氰根离子作为电子媒介体具有较强的电子传输能力,能够代替溶解氧参与微生物对有机物的降解生化反应,从而实现BOD的快速检测.     

基于无线传输的水质监测生物传感器设计研究

为弥补传统水质监测耗时长、不能及时反映水质污染状况且智能度低的问题,设计了基于无线传输的水质监测生物传感器.以监测水质生化需氧量(BOD)为监测主体,集成温度(T)、酸碱度(pH)及溶解氧(DO)共计四项水质监测项目.论述了BOD生物传感器的工作原理,设计了多参数集成型水质监测生物传感器的整体结构,阐述了测定多参数水质指标及后端无线传输等过程,为水质监测生物传感器向高度智能化方向发展及仪器的下一步开发提供了基础.     

微生物传感器测量BOD的研究

一、前言生化需氧量(简称:BOD)是环境监测领域中极为重要的水质参数之一,BOD 不仅被用来体现排放水或自然水体受有机物污染的程度,同时也是废水治理工程中考核处理效果的重要指标。但是传统的 BOD 测试方法所需时间长(5天)、测试过程复杂、测试准确度低等,给实际应用带来诸多困难。微生物传感器法 BOD 检测具有快速简便的特点,近年来受到普遍关注,但是由于实际废水中常含有各种生物难降解物质和有毒物质,它们可能对微生物传感器法的 BOD 测试过程带来很大影响,因此本文的目的在于:(1)研制一种稳定可靠的微生物 BOD 传感器。(2)研究测试条件和生物难降解物质对测试过程的影响。     

BOD微生物传感器关键技术及其发展

生化需氧量(BOD)是表征水中有机污染物含量的重要指标,对水质监测和生化过程控制具有重要意义.总结了构成BOD检测系统的各环节,阐述了BOD微生物传感器中微生物选取、固定化以及换能器等关键技术,分析了不同方法的特点,讨论了目前BOD微生物传感器在研究中遇到的主要问题,并对其发展方向进行了展望.     

电化学传感器在水质重金属检测中的应用

中国工业快速发展伴随而来的水质重金属污染问题正日益影响着人们的正常生活,寻求快速准确的水质重金属检测方法是十分迫切的.众多水质检测传感器中,电化学传感器具有检测灵敏、操作简单、成本低、便携等优势,在水质重金属检测领域占据了十分重要地位,拥有广阔的前景.本文重点介绍了用于水质重金属检测的几种电化学传感器,包括它们的构造、分类及其检测原理.并对应用于水质重金属检测的电流型电化学传感器和电位型电化学传感器进行了详细说明,介绍了阳极溶出伏安法和离子选择性电极法在内的几种电化学分析方法,以及近年来相关研究的现状.     

纳米材料在电化学生物传感器中的应用进展

生物传感技术结合了信息技术与生物技术,涉及化学、生物学、物理学以及电子学等交叉学科.在医药工业、食品检测和环境保护等诸多领域有着广阔的应用前景.其中电化学生物传感器以其高选择性、高灵敏度、高检测速度和易于微型化以及便于在线监测等特点得到广泛研究和应用.其研制过程中的一个关键因素是生物分子的固定化.纳米技术的兴起为此带来无穷想象和诸多可能.近年来.越来越多的纳米材料如纳米颗粒、碳纳米管、纳米多孔材料和介孔材料等,被用于生物组分的固定.在保持固定化生物组分活性的同时又促进有效的电子转移.按照结构的不同类别,综述了近十年来纳米材料在电化学生物传感器方面的研究和应用进展.     

基于生物固定基质的电化学生物传感器研究

为了保持生物分子的生物活性并且能够给出检测所需的电化学输出信号,研究者发展了多种具有良好生物相容性的生物固定基质,包括水凝胶,有机-无机复合物衍生的溶胶-凝胶以及脂膜等,并将其引入电化学生物传感器。研究表明,这些生物基质的应用大大提高了电化学生物传感器的性能并拓宽了电化学生物传感器的应用范围。     

生物传感器BOD快速测定仪电气控制系统

生物需氧量(BOD)是一种表征水体有机污染程度的综合指标,广泛用于水体检测和污水处理厂的运行控制.概述了生物传感器BOD快速测定仪电气控制系统的工作原理,详细介绍了该仪器的硬件配置和软件设计,其用户界面设计为人机友好的视窗模式,从而实现自动检测实时显示等功能,能够满足水体有机污染快速准确检测的要求,对于我国水质评价、合...     

电化学生物传感器的进展

本文简要介绍生物传感器的基本原理结构、分类、特点及应用评述了电化学传感器在生物传感器发展中的作用和地位，特别是微型电化学传感器的出现大大促进了生物传感器的出现大大促进了生物传感器的发展，微切削加工技术和微电子平面工艺的引入使生物传感器的微型化多功能集成化智能化和机电一体人成为可能，它导致了由单一传感器向完整的分析系统的发展。     

传感器在环境监控中的应用

介绍了环境监控中水质和大气两个主要方面所涉及的参数及传感器在该领域中的应用 ,并简单的描述了光纤、厚膜微型电极、生物、电化学、光、半导体氧化物等六类传感器的基本原理。     

BOD微生物传感器的研制

本文是以BSA-GA为交联剂,将异常汉逊氏酵母菌(Hansenula anomalaVar.scheggil)菌体固定成膜,与氧电极偶合研制成BOD微生物传感器.在29.5℃、pH6.8的工作条件下,该传感器响应时间为2～3min,线性范围1～85mg/L,标准偏差0.91mg/L,变异系数4.2%,回收率94～107%,该电极操作简便、快速、测定的重现稳定性较好,能连续稳定测试一周以上,可作为各种污水中BOD测定的新方法.     

Monolithic bridge-on-diaphragm structure for pressure sensor applications

Monolithically clamped bridge-on-diaphragm (BOD) structures for pressure sensor applications were fabricated by means of Nd: YAG-laser micromachining and anisotropic KOH-etching techniques. The pressure/frequency-dependence of the BOD structures was measured by acoustical resonance excitation and optical detection of the microbridge and applying an external pressure between-0.8 bar and+1 bar to the diaphragm. In this vacuum/atmospheric pressure range the pressure/frequency-characteristic is quite linear with a sensitivity of about 4.5 kHz/bar and a fundamental bridge resonance frequency of 82 kHz. Extensive finite-element modelling has been carried out to optimize the geometrical dimensions of the BOD structures with respect to maximum sensitivity and pressure range. Using the same BOD structure layout it is possible to realize pressure sensors with applications ranging from 0.5 to 12 bar by only varying the thickness of the diaphragm. Varying the BOD structure layout to smaller dimensions the pressure sensors can be operated up to 100 bar with sensitivities of about 141 Hz/bar.     

Quick and reliable estimation of BOD load of beverage industrial wastewater by developing BOD biosensor

An amperometric biosensor for determination of biochemical oxygen demand in wastewater has been developed to overcome the time consuming monitoring procedures. The performance and stability of the immobilized membrane have been investigated at 37 °C and pH 6.8. Immobilized microbial membranes maintain their stability and activity after intermittent use for 400 cycles when stored at 4 °C in sodium phosphate buffer pH 6.8. The response time of the BOD sensor was only 90 min, being independent of the concentration, and the lower detection limit was 1 mg/l. The obtained BOD values showed correlation with that of the conventional method for BOD determination (BOD5) with a deviation of ±10%. Moreover, the sensor exhibits good repeatability (3.39–4.45%) and reproducibility (1.85–2.25%). Software was added to upgrade this sensor and to make it a promising candidate for online monitoring.     

BOD微生物传感器和快速BOD测定仪的研制

报导了一种用皮状丝孢酵母组成的ＢＯＤ微生物传感器和流通式微机化愉速ＢＯＤ测定仪。本法的响应时间为（３～７）ｍｉｎ，测定范围为（１０～６０）ｍｇ／Ｌ，线性方程ΔＩ＝０．４２＋１．６４Ｃ，相关系数γ＝０．０９７。对４０ｍｇ／ＬＢＯＤ标样平行测定８次的相对标准偏差ＲＤ＝３．７１％，加标回收率为９４．１％～１０４．７％     

多壁碳纳米管半乳糖生物传感器研究

以普鲁士蓝(PB)膜玻碳电极为基质,用多壁碳纳米管固定半乳糖氧化酶(GAO),构造了半乳糖电流型传感器,研究了半乳糖氧化酶在此传感器中的催化反应机理,对多壁碳纳米管半乳糖传感器的检测条件进行了优化。确认其对半乳糖具有灵敏的生物响应性,表现出良好的线性和分辨力。此传感器对半乳糖摩尔浓度0.5×10-4~1.5×10-2mol/L呈线性响应,检出限为1.0×10-4mol/L,响应时间为10 s,30 d后,响应电流依然保持80%。     

电化学免疫传感器在环境污染监测中的研究进展

近年的研究以免疫识别与电子传递机制(如不同电子介体、直接电子传递)为核心,对于提高免疫识别信号与电化学信号的转换效率具有重要作用.IC工艺(如厚膜技术)制备免疫电极的方法,生物分子固定化技术以及多层膜结构,也在近年得到很大的发展,免疫电极的可靠性和实用性有了一定的改善.在电活性物质标记的基础上,电化学免疫传感器具有较高的灵敏度(如电流型传感器),也可以实时检测免疫反应(如电容型传感器).这类传感器具有较高灵敏度、操作简单和低成本的特点,适于环境监测(尤其是现场检测)技术要求,具有潜在的应用前景.在检测小分子半抗原(如杀虫剂)和病源微生物等方面都有了较大的发展.     

EMCCD时序发生器的VHDL设计

具有电子倍增功能的CCD图像传感器在微光探测与成像领域获得了极大的成功。分析了该TC285SPD EMCCD用于微光成像时的控制要求,并结合模拟前端信号处理器AD9845B的时序控制要求,采用VHDL语言进行编程,实现了对该EMCCD的驱动控制。详细介绍了EMCCD时序发生器的VHDL设计方法和实现过程,在Quartus II环境下给出了系统的仿真结果,并对结果进行了分析讨论。     

基于软测量理论的BOD在线检测仪研究

为了实现污水处理BOD在线检测,建立了以劳伦斯麦卡蒂公式为基础的软测量机理模型,采用限定记忆最小二乘算法对机理模型进行误差补偿,以提高模型的计算精度。设计了基于ATMEGA1280单片机的系统主控制器,采用模块化软件设计理念,利用AVR Studio开发环境,编程实现数据采集、软测量、液晶显示、数据存储、打印驱动等功能。此仪表已在工业现场得到应用。     

SPR enhanced ellipsometric gas monitoring on thin iron doped tin oxide layers

In this work, thin iron doped tin oxide layers (3–6 nm) were investigated with regard to gas sensitivity by means of surface plasmon resonance (SPR) effect with ellipsometric readout. The experimental set-up was a Kretschmann configuration with gold as metal layer. The sensor system was exposed to different concentrations of methane in the low ppm range and the sensor response of an uncoated gold layer compared to a gold layer coated with iron doped tin oxide. The additional layer effects stability with regard to drift behavior of the sensor and an increase in sensitivity. Furthermore, the sensor is able to detect the toxic gas carbon monoxide in low concentration range (down to 0.5 ppm). The thin layers were investigated by X-ray photoelectron spectroscopy, secondary electron microscopy and spectroscopic ellipsometry. The possible mechanisms taking place on the surface are discussed.     

MEMS Sensor for In Situ TEM Atomic Force Microscopy

Here, we present a MEMS atomic force microscope sensor for use inside a transmission electron microscope (TEM). This enables direct in situ TEM force measurements in the nanonewton range and thus mechanical characterization of nanosized structures. The main design challenges of the system and sensor are to reach a high sensitivity and to make a compact design that allows the sensor to be fitted in the narrow dimensions of the pole gap inside the TEM. In order to miniaturize the sensing device, an integrated detection with piezoresistive elements arranged in a full Wheatstone bridge was used. Fabrication of the sensor was done using standard micromachining techniques, such as ion implantation, oxide growth and deep reactive ion etch. We also present in situ TEM force measurements on nanotubes, which demonstrate the ability to measure spring constants of nanoscale systems.