生物传感器及其材料的开发和应用

生物传感器是定量化学成分的化学传感器之一。利用有关生物活性物质作为“分子识别元件”的生物传感器,近年来发屐迅速。本文对各类生物传感器进行综述,着重介绍生物传感器。     

基于碳纳米管无纺布的葡萄糖氧化酶生物传感器

以化学气相沉积法直接合成的碳纳米管无纺布作为电极材料,采用简单的包埋法,通过葡萄糖氧化酶和聚乙烯醇的水溶液固定葡萄糖氧化酶制备生物传感器。利用SEM、TEM和BET表征碳纳米管无纺布的内部形貌及孔径分布;利用双电测四探针测试仪和万用表测定碳纳米管无纺布的导电性能;利用拉伸仪测试碳纳米管无纺布的力学性能;利用电化学工作站测定生物传感器的电化学行为及电流响应信号。结果显示传感器的响应电流随葡萄糖浓度的增加呈线性变化,线性范围为2.5 mmol/L~30 mmol/L,检出限为2.5 mmol/L,响应时间约10 s,经硝酸处理可进一步提高传感器的响应电流。基于碳纳米管无纺布的葡萄糖氧化酶生物传感器可实现对葡萄糖的有效检测。     

乙酰胆碱酯酶生物传感器表面材料的修饰

比较了运用溶胶．凝胶技术和戊二醛交联法两种方法将乙酰胆碱酯酶固定在玻碳电极上制备电流型生物传感器，并采用循环伏安法考察不同条件对乙酰胆碱酯酶催化性能的影响．结果表明采用溶胶．凝胶技术制备的乙酰胆碱酯酶生物传感器具有较好的灵敏度、稳定性和重现性．     

纳米生物传感器的研究进展

本文简要概括了纳米材料在生物传感器中的应用，综述了近年来各类纳米生物传感器的研究进展，包括纳米颗粒生物传感器，纳米管生物传感器，纳米线、纳米棒生物传感器、纳米纤维生物传感器。     

基于碳纳米管的生物传感器研究进展

近年来,纳米材料得到广泛研究与应用,将纳米材料应用于生物传感器可以较大地提高传感器的响应性能,具有特殊结构的一雏纳米材料--碳纳米管为生物传感器的发展开辟了广阔的前景.综述了碳纳米管修饰电化学生物传感器研究中的最新进展,对基于碳纳米管的酶生物传感器、免疫传感器、DNA生物传感器的制备方法、优缺点进行了评述,并展望了碳纳米管修饰生物传感器研究的发展方向.     

国外纳米生物传感器研究新进展

<正>生物传感器是对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器,是由固定化的生物敏感材料作识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)与适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等)及信号放大装置构成的分析工具或系统。纳米     

液晶生物材料新用途-液晶生物传感器

液晶生物传感器是集现代生物技术与先进的传感电子技术于一体,是生物技术、材料技术、物理技术、电子技术等交叉结合而形成的新兴高科技产品,是生物材料研究的全新领域。综述了液晶材料用作生物传感器的可行性、工作原理及研究现状,对其发展前景进行了展望;并从仿生角度出发,采用溶致液晶制备壳聚糖高分子液晶薄膜;以期为研究者进一步认识研究液晶生物材料新用途,促进液晶生物传感器发展与应用提供参考。     

生物医用眼科材料的研究

主要综述了用于眼科的生物医用材料的种类、结构特点及其在眼科中应用的性能,重点介绍了用于人工角膜的光学镜柱材料和支架材料、人工晶状体材料、人工玻璃体材料、人工眼球义眼台和义眼材料、人工泪道和泪液材料、角膜接触镜材料及眼科药物载体材料,展望了生物医用眼科材料的发展方向.     

聚合物在生物传感器中的应用研究进展

综述了近年来高分子材料在生物传感器的应用研究进展，介绍了高分子复合物，水凝胶，溶胶－凝胶，改性聚合物，电生聚合物，氧化还原聚合物，离子交换聚合物和具有特殊结构的聚合物在酶和电子媒介体固定化方面的应用以及由其制备的生物传感器的性能，对应用于生物传感器的高分子材料的分类，制备方法和原理及其特性进行了深入的探讨，并指出了目前其存在的主要问题及解决方法，对高分子材料在生物传感器中的应用前景予以展望。     

MHD角速度传感器磁场设计研究

MHD角速度传感器是在轨进行高精度角颤振测量的关键器件。通过对2种MHD角速度传感器进行对比研究,确定径向磁场方式的传感器为更适宜我国当前空间发展需要的MHD角速度传感器。并设计了其径向磁场结构,获得在导电流体间隙处需要的磁感应强度,测试结果与模拟设计结果一致,为MHD角速度传感器研制奠定了一定的基础。     

电场仪球形传感器涂覆方案研究

电场仪涂层的均匀性是影响其电场测量精度的重要因素,手工喷涂方案难以满足涂层的均匀性需求,且工艺不稳定.为解决电场仪球形传感器涂层喷涂的均匀性问题,提出了一种新的喷涂方案,采用机械臂带动喷枪运动,在喷枪与球形传感器之间增加带开口的挡板,通过改变开口的形状控制喷涂到球形传感器上的涂料量,从而实现涂层的均匀性.初步实验得到的结果看,涂层的均匀性较好,而且提高了涂层质量,因此该方案能够最终解决电场仪球形传感器的涂覆问题.     

基于遗传算法的传感器优化配置

讨论了以损伤诊断为目标的传感器优化配置问题,以模态置信度MAC矩阵的最大非对角元为目标函数,将目标函数的极小化问题转换为适应度函数的最大化问题,采用遗传算法对传感器的配置进行组合优化,针对满足组合优化中的约束条件问题提出了二重结构编码遗传算法,取得了满意的优化结果。算例表明,该方法应用于海洋平台模型损伤诊断的传感器优化配置是可行的,其结果优于序列法。     

基于多目标遗传算法的传感器优化布点研究

针对目前桥梁模态试验中传感器布点优化都是基于单一准则下的研究的局限性,提出采用双准则或多准则下的传感器优化布点研究,该方法改进了以往布点优化中单一目标最优的限制,转而寻求多准则下的优化布点的满意解,而非真正严格数学意义上的最优解。采用Pareto遗传算法,设计了相应的遗传算子和编码方案,成功求解了双准则下传感器最优布点问题,优化结束时,成功给出了一组pareto最优解的前沿面,进而证明了提出的方法是可行的。     

聚合物膜基信息传感材料

传感器普遍用于国防、化工、环保、仿生等领域，在现代科学技术中占据着相当重要的地位。聚合物材料由于其合成的灵活性，结构的预设性和性质的多样性可广泛用于传感器的敏感膜。本文按聚合物性质综述了各种聚合物信息传感材料的特点及应用，介绍了传感器聚合物膜材料的成膜方法，并对当前该领域的研究进展进行了评述。     

基于模型缩聚的广州新电视塔传感器优化布置研究

以世界最高的电视塔——广州新电视塔为研究对象,进行了加速度传感器优化布置研究。为避免动力分析时大型稠密矩阵运算的问题,首先将三维有限元模型简化为等效串联多自由度体系;考虑到实际测点只能布置在结构的平动向不能布置在扭转向的问题,提出将平动向自由度看作主自由度,将扭转自由度看作副自由度,采用模型缩聚将副自由度缩聚掉的新思路,对比研究了Guyan 法、Kuhar 法、IRS 法以及IIRS 法的缩聚效果,得到了缩聚后的简化模型;分析了基于二重结构编码的广义遗传算法在电视塔传感器优化布置中的实施过程,进行了控制参数分析,最终给出了传感器的优化布置方案。     

基于气动加热原理的火星大气密度传感器可行性研究

火星大气密度测量需要传感器灵敏度高、功耗低、响应时间短,为此提出了基于气动加热原理的新型传感器方案。通过对火星轨道气体流动状态进行判断、对分子与热敏器件碰撞产生的热功率密度和正压强的计算和对噪声及性能的分析,新型传感器可行性从理论上得到了论证。传感器测量火星轨道高度范围为90 km到400 km,理论热响应时间为122 ms,最小可探测压强为2.05×10-8Pa。     

基于普通光纤的螺旋缠绕式准分布光纤传感器的研究

针对用传统测试方法难以有效实现大型结构应力状态的分布测试问题,提出采用螺旋缠绕式光纤应变传感器进行测试的新方法。建立了此种光纤传感器的理论模型,对其传感原理进行了理论分析,并进行了实验研究,证明了其可行性。该传感测试方法为大型结构特别是预应力混凝土结构中预应力筋的应力分布测试提供了新的解决思路。     

稀土氧化物掺杂对SnO2基气体传感器材料性能的影响

采用化学共沉淀法制备Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２,Ｅｒ２Ｏ３和Ｓｂ２Ｏ２基气体传感器。结果表明掺杂后的材料经煅烧后,平均晶粒尺寸均小于３０ｎｍ,比未经掺杂的材料小,中掺杂体系不同成分材料制备成厚膜传感器,进行了对ＣＯ气体敏感度性能测试,发现掺杂稀土氧化物的气体敏感度较纯ＳｎＯ２厚膜传感器高。其中掺杂Ｅｒ２Ｏ３材料性能最好。