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。     

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.     

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.     

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。     

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．     

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。     

成分含量近红外快速检测技术及系统的研究

研究了基于声光可调谐滤光器(AOTF)分光原理的成分含量近红外检测技术及其系统组成，重点讨论了采用新颖的光电结合的调制方法提高衍射光的分离纯度和效率，以提高系统的光谱信噪比和光谱分辨率。同时文中介绍了近红外检测技术中不可分割的软件部分——化学计量学建模方法。最后通过对牛奶主要成分含量的实际测量验证了测量方法的有效性，实验结果表明，测量时间为30秒／样品，各成分含量的测量精度和重复性误差均能满足牛奶主要成分的实际测量要求。     

激光散斑衬比血流成像技术研究进展

激光散斑衬比血流成像技术是在动态光散射理论及近似模型的基础上,通过分析散斑强度空间或时间起伏特性,实现活体组织中血流成像的技术。该技术具有成像面积大、速度快、分辨率高等优点,在生物医学成像研究及临床诊断中应用广泛。研究人员针对激光散斑成像技术的理论模型、成像方法与应用进行了大量研究。综述了近年来激光散斑成像方法及应用方面的主要进展,并针对提高激光散斑衬比成像分辨率、对比度、成像深度和定量能力进行了讨论。同时对该方法在眼科、微循环、脑科学、皮肤科及术中监测等各领域的应用进行了总结。     

近红外光谱技术检测牛奶中脂肪及蛋白质含量校正模型的建立

为实现牛奶成分的快速检测,研究了近红外光谱法在牛奶主要成分分析中的应用,重点对比了不同近红外区域的检测结果。研究中利用偏最小二乘法(PLS)建立校正模型,探讨了不同光谱区域和数据预处理对模型准确性的影响。模型结果表明在长波段(1700nm~2500nm)检测牛奶中脂肪及蛋白质含量的准确性最高。     

近红外无创血糖测量的研究

本文分析了光在手掌组织中的传播特性 ,以及经皮近红外无创血糖浓度测量原理。基于AOTF (声光可调谐滤波器 )分光系统 ,构建了近红外经皮无创血糖检测系统 ,并利用该系统对 3名健康青年志愿者进行OGTT (口服葡萄糖耐量试验 )实验 ,得到较好的测量结果。三次实验中PLS (偏最小二乘 )校正集模型的RMSEP (预测均方根误差 )分别为 0 6 9mmol/L、 0 4 9mmol. /L、 0 5 4mmol/L。