人体组织液的微创透皮抽取技术

对人体组织液的微创透皮抽取技术进行了研究.首先对皮肤进行低频超声预处理,提高皮肤表层对组织液的通透性,然后利用文氏管真空负压实现组织液的抽取、收集和输运.搭建了低频超声皮肤预处理系统,设计了基于文氏管的真空负压一体化装置,研究了组织液透皮抽取效果的评价方法.通过实验验证了组织液的抽取效果,研究了抽取时机、抽取频率对组织液渗透速率的影响,验证了文氏管真空负压作为组织液抽取、收集和输运驱动力的作用效果,研究了利用真空负压控制液体输运速度的方法.研究成果在微创血糖监测技术中具有重要的应用价值.     

基于图像特征融合与决策融合的多模式人脸识别方法

利用可见光图像和红外热图像进行图像融合是多模式人脸识别领域的一个新的研究方向．分别从特征级和决策级两个层次上研究了可见光图像和红外热图像的融合问题．在特征级上，引入遗传算法进行特征的优选，实现了两种图像的特征融合；在决策级上，提出利用Dempster-Shafer证据理论来实现决策的融合，并给出了具体的融合方案．分别采集了50人的红外热图像和可见光图像，每种各10张，共1000张图片进行了实验研究．实验结果表明，无论是对两种图像进行特征级融合还是决策级的融合，融合以后最终得到的识别准确率都大大提高，对于LDA和D_LDA方法达到了100％的准确率因此，可以认为基于遗传算法的特征融合方法和基于Dempster-Shafer证据理论的决策融合方法是实现多模式人脸识别的可行方法．     

基于微流控和酶比色的微创血糖连续检测仪

连续血糖检测对糖尿病的诊断与治疗具有十分重要的意义。本文设计了一种集成化、自动化的微创血糖连续检测仪器,该仪器通过微流控芯片透皮抽取组织液,利用单片机精确测量透皮抽取组织液的体积,并采用酶比色法检测组织液的葡萄糖浓度,利用组织液与血液的葡萄糖浓度相关性实现连续血糖检测。由于透皮抽取的组织液体积很小且分散在皮肤表面,为了便于收集,利用生理盐水对抽取出的组织液进行稀释,稀释后的组织液中葡萄糖浓度在3～50mg/dL。为了测量低浓度葡萄糖,实验选取了1～50mg/dL中的10个浓度的葡萄糖溶液进行吸光度测量,根据光谱数据与葡萄糖浓度建立吸光度模型,结果表明该酶比色检测方法在1～50mg/dL葡萄糖浓度内具有良好的线性度,测量相对标准偏差小于0.65%。该仪器能够实现自动化控制,为糖尿病的诊断提供依据,在微创血糖连续检测领域具有良好的应用前景。     

基于AIBN材料的微流体驱动用微型正压源

针对本课题组早些时候研制的用于微量组织液透皮抽取的微流控芯片,研究了一种基于偶氮双异丁腈(azobi-sisobutyronitrile,AIBN)热分解产生气体的微型正压源,用于为微流控芯片中微量组织液的收集和输运提供驱动力。将AIBN固定到微型加热器上,微型加热器加热AIBN至70℃即可产生一定的正压力。实验结果表明,设计的微型正压源压力可控、易于制造、体积小,8.7mg的AIBN在900mA加热电流下可产生182kPa的压力,满足对微流控芯片中组织液透皮抽取所需的驱动力。     

基于近红外光谱对牛奶中掺杂尿素的判别分析

采集40个合格的纯牛奶样品,并配制含有尿素为1～20g/L的40个牛奶样品,研究掺杂尿素牛奶的二维相关近红外特性,在此基础上选择波数4200～4800cm-1为建模区间,采用偏最小二乘法建立定性、定量模型。结果指出通过判别偏最小二乘法可以实现纯牛奶及掺杂尿素牛奶的定性鉴别,判别正确率为100%;掺杂牛奶校正集相关系数R为0.999,交叉验证均方差为0.242,对未知样品集预测相关系数R达到0.999,预测标准偏差为0.57,这表明所建模型具有较好的预测效果。     

小波包正交校正法用于近红外光谱的干扰消除

提出了一种扣除背景和噪声干扰的新方法-小波包正交校正法.首先将原始光谱进行离散小波包变换,消除噪声及部分背景信息,然后采用正交信号校正法滤除与分析物浓度无关的全部信息.与单纯的离散小波包变换及正交信号校正方法相比,小波包正交校正法能有效地扣除背景和噪声干扰,使模型具有更强的抗干扰能力,提高了模型的预测精度.用该法对牛奶样品的近红外光谱进行处理,并将扣除干扰后的数据采用偏最小二乘法建立校正模型,其脂肪、蛋白质和乳糖的预测均方根误差分别为0.086 5%、0.093 6%和0.111 5%,实现了牛奶样品常规组分的定量分析,进一步证明这种算法是切实可行的.     

利用基于表面等离子体共振的生物光学传感器检测牛奶中氨苄青霉素残留的方法

采用表面等离子体共振的生物光学传感器的方法,利用生物分子相互作用分析原理及传感器对折射率的高度敏感性,结合传感器金膜表面绑定抗氨苄青霉素单克隆抗体的技术,实现了牛奶中氨苄青霉素含量的定量检测.实验中利用微型表面等离子体共振传感器构建了测量系统,介绍了传感器表面的处理方法,并对氨苄青霉素浓度为0、10、50、100ng/ml的牛奶样品进行了测量,通过对测量结果进行分析,得到了不同氨苄青霉素浓度的传感器响应图,对牛奶中氨苄青霉素含量的最低检测限达到了50ne/ml.结果表明,基于表面等离子体共振的光学生物传感器在牛奶抗生素药物残留检测方面具有很好的应用前景.     

近红外光谱分析中建模样品优选方法的研究

结合牛奶成分近红外光谱测量系统的实例，在已定的浓度范围内针对牛奶中脂肪、蛋白质、乳糖三成分采用正交设计法优选参与建模的样品。研究中首次利用正交表的“正交性”原理优选建模样品，并针对牛奶中脂肪浓度的测量采用偏最小二乘(PLS)回归方法交互验证方式建立模型。在此基础上，将正交设计样品集与常规方法选择的样品集的脂肪PLS模型的预测结果进行了对比。实验结果表明：采用正交设计样品集与常规样品集分别建立的PLS模型的预测偏差之差低于0．02g／100g，上述两种方法PLS模型的实际预测浓度与参考浓度之差均集中在0.1g／100g，而后者样品数量约为前者的七倍。进一步的实验结果表明：从常规样品集的样品中随机抽取与正交设计样品集的样品数量相同的样品作为随机样品集并建模，其PLS模型的预测偏差高于常规方法的两倍、相关系数相对较低，并且其实际预测浓度与参考浓度之差集中在0．4g／100g。     

结合小波变换与相位相关的图像匹配方法

图像匹配技术是图像测量系统中的关键技术,是目标定位中最基本的方法。相位相关作为一种图像匹配技术对噪声有较高的容忍程度,检测结果与照度无关,受几何失真影响小。但该方法对旋转变化非常敏感。为解决此问题,本文提出结合小波变换和相位相关的匹配算法,该算法首先对图像进行小波分解,并对结果中的近似信号进行空域旋转校正;然后利用相位相关方法进行图像匹配,从而达到快速精确的定位。该方法在掌纹图像匹配定位中的应用证明了它的有效性。     

单积分球测量牛奶光学参数

本文将组织光学应用于牛奶测量,设计了单积分球系统,采取双光路补偿及光源调制的方法以提高系统的信噪比及测量精度,测量得到了牛奶在632.8nm处的光学参数,从而作为进一步研究的依据.