SPR生物传感检测系统软件的设计与实现

介绍了一种基于VC++6.0的表面等离体激元共振(SPR)生物传感检测系统软件的设计与实现.软件利用VC++6.0的MSComm控件,通过串口输入采集数据,结合Access数据库对数据进行操作、保存.数据处理后可得到SPR信号中的共振角度,并可实时绘制出反应曲线.同时,可以选择不同的化学反应动力学模式与相应的公式进行化学反应动力学的模拟,以便实验过程的指导和实验结果的分析.该软件已用于本实验室自主研制的Kretschman结构SPR生物传感器.水和空气的传感检测实验证实了该软件在SPR生物传感信号采集与分析中的可行性.     

SPR生物传感器在急性白血病髓系抗原CD33检测中的应用

采用自组装膜技术,在传感芯片表面修饰抗CD33单克隆抗体,利用自行构建的SPR生物传感器检测人骨髓血液中急性白血病髓系抗原CD33的表达.实验结果表明SPR生物传感器对AML患者骨髓血液的响应值远远大于对健康人骨髓血液的响应值.与传统的流式细胞术(FCM)方法相比,SPR方法具有能快速给出定量分析结果,操作简单等优点....     

SPR生物传感器的应用现状与发展趋势

表面等离子体共振(SPR)生物传感器是一种基于物理光学原理的新型生化分析系统.与传统的超速离心、荧光法相比,具有实时检测、无需标记、耗样量少等特点.介绍了SPR生物传感器的基本原理,着重介绍了SPR生物传感器在生命科学,药物残留,疾病诊断以及食品检测中的应用,并对其发展趋势进行了展望.     

血液中C反应蛋白的SPR传感检测方法研究

利用表面等离子体共振（SPR）生物传感技术,建立了一种可以快速准确分析血样中C反应蛋白的新方法。SPR传感器采用Kretschmann结构的角度连续扫描方式,使用2个步进电机分别驱动棱镜和光电检测器件转动进行单一样本的高精度分析。将C反应蛋白抗体修饰于敏感芯片表面,通过SPR传感器对血样中C反应蛋白浓度进行检测分析。利用SPR方法和传统免疫比浊法分别检测标准C反应蛋白样本和200份感染性疾病儿童患者（7～10岁,男112名,女88名）的血液样本,结果表明：SPR方法检测标准样本的线性变化区域更大。在患儿血样的检测中,尽管2种方法的结果基本相同,但是SPR检测速度更快,样本需求量更小、重复性更佳。这表明SPR生物传感分析方法在C反应蛋白检测中比传统方法更具优势,有望在临床检验分析中得以广泛应用。     

表面等离子体共振传感器的仿真

为了得到基于相位检测、角度检测和波长检测的表面等离子体共振(SPR)生物传感器的高检测精度,利用Matlab建立了Kretschmann模型SPR传感器的数值仿真软件.系统地进行了棱镜折射率、测试介质折射率、金膜的厚度等因素对3种不同检测方式的SPR曲线的影响.理论分析结果表明:角度调制时与介质折射率增加时,SPR角也相应增加,相位检测对传感层的折射率具有选择性.     

液晶材料在化学与生物传感器中的应用

液晶分子是介于液态和晶态之间一种高分子有序材料,有不完全的取向长程有序性和位置有序性.研究者们把这种光学特性应用到生物传感领域,开辟了新型的传感技术-液晶生物传感器.该文综述了液晶分子的特性和基于液晶分子作为"敏感元件"的化学和生物传感器研究进展.液晶分子的这种新应用,对发展快速、简单的生物传感器,有可预见的良好前景.     

基于银膜-石墨烯复合膜对称结构的SPR传感器研究

针对棱镜激励银膜SPR传感器灵敏度虽然较金膜结构高,但易被氧化、稳定性较差的缺点,提出一种棱镜耦合激励银膜－石墨烯－介质－石墨烯－银膜复合膜对称结构的SPR传感器,增加石墨烯膜层,解决银膜SPR传感器易氧化导致稳定性下降问题,采用角度调制的方法对SPR传感结构进行了性能参数分析,研究了金属材质、石墨烯以及检测介质的厚度对传感性能的影响。结果表明,银膜相比金膜,具有更好的共振效果,灵敏度较高,通过调节检测介质的厚度,可以改变角度的调节范围,实现了传感器的可调性,对称传感结构可以产生双共振峰SPR曲线,为分布式传感提供了可供参考的依据,石墨烯优化并提高了传感器的稳定性和检测灵敏度。     

利用参比型SPR生物传感器进行SARS病毒抗原检测的研究

参比型SPR生物传感器是一种可以在单通道内实现对检测、参比两个位点同时检测的新型SPR分析系统.利用参比型SPR生物传感器在线制备了两种SARS病毒抗原的检测芯片.直接固定抗体法制备的检测芯片在检测时基本无反应;蛋白A固定抗体法制备的芯片在通入灭活SARS病毒时检测信号明显,参比信号略有上升.第二种芯片可以直接检测到病毒培养液上清中的灭活SARS病毒,检测灵敏度已达到1.66×104 PFU/mL.参比位点可以用来检测待测物中杂质引起的非特异性吸附.     

光纤表面等离体激元共振传感器中光传播特性的理论分析

光纤表面等离体激元共振传感器是一种易于小型化的SPR传感器,常用于开发便携式传感检测设备,也可用于远距离实时在线检测.在本研究中,采用特制光纤作为导光介质来制作一种新的光纤SPR传感器.由于光纤中光传播相当复杂.仅凭过往经验来设计传感器将不能保证其检测精度.因此,针对本研究中光纤的特点,建立了光纤中光传播模型,并结合菲涅耳公式推导出该类光纤SPR传感器中光总反射系数与光波长的关系,最终绘制出理论SPR曲线并计算出共振波长.研究结果为该类光纤SPR传感器的设计及光谱分析提供了重要理论依据.     

受体与离子通道生物传感器评述

受体与离子通道是存在于细胞膜的天然生物传感单元.在对受体与离子通道生物传感器研究所具有的优势,以及开发该类传感器所面临的具体困难详细论述的基础上,重点对本领域最新研究的纳米孔支撑的双层类脂膜体系、受体与离子通道耦联的电活性细胞受体,以及基于细胞传感器的受体与离子通道研究等新型生物医学传感技术手段与方法进行了系统介绍.对受体与离子通道生物传感器的应用前景进行了展望.     

Effects of environmental temperature on the performance of a micromachined gyroscope

This paper presents the modeling of the detection capacitance analysis for a tuning fork vibratory microgyroscope fabricated by the bulk silicon micromachining technology. The dynamic characteristics of the detection capacitance of the microgyroscope are calculated based on the model. Then the effects of environmental thermal fluctuations on the microgyroscope are considered. Non-linear analysis and numerical simulations show that the frequencies and output of the microgyroscope have slight deviations when the microgyroscope works at different environmental temperature. The deviations of the frequencies and dynamic characteristics are calculated accurately, which provides a reference for the design of temperature compensation method and robust structural design for the microgyroscope.     

Temperature compensation of micromachined silicon hot wire sensor using ANN technique

Temperature is one of the most important factors influencing accurate silicon sensor devices and is one of the largest sources of error in measurement. In this paper, a model based on Neural Networks (NN), has been implemented to generate fluid velocity data, knowing fluid temperature measurements. The proposed model based on neural networks can provide the calibrated response characteristics irrespective of change in the sensor characteristics due to change in ambient temperature. The NN-based sensor model automatically calibrates and compensates with high accuracy for the nonlinear response characteristics and nonlinear dependency of the sensor characteristics on the environmental parameters. Through extensive simulated experiments, we have shown that the NN-based silicon hot wire sensor model can provide flow speed readout with a maximum full-scale error of only 1.5% over a temperature range from 0 to 40°C for nonlinear dependencies.     

基于LabVIEW的PEMFC特性研究

空冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)的氢气流量、氢气压力、环境温度等参数对电堆的发电性能影响较大。首先通过实验,研究了电堆最佳工作温度的确定方法和输出电压特性,其次采用了广义多项式拟合以及一维插值的方法,获得了它们的描述公式,最后,基于LabVIEW设计了电堆温度和输出电压的特性研究软件,软件仿真结果与实验数据拟合精度较高,为研究PEMFC系统提供了一种切实有效的方法。     

环境模拟风洞高压动力系统设计研究

为实现环境模拟风洞风速性能指标,对动力系统进行了设计;介绍了环境模拟风洞的气动轮廓构型,阐述了动力系统的工作原理,包括主驱动回路、散热辅助系统和控制系统,给出了10 kV 4 MW动力电机的计算选型过程并分析了电机特性曲线;采用高压变频器实现了动力系统的调速驱动,通过48脉冲整流完美无谐波矢量变频实现高品质的电能利用;通过基于Modbus TCP现场总线协议,实现了主控计算机、本地控制系统的实时通讯和数据交互,给出了控制系统软件工作流程;通过不同构型风洞喷口试验,分析研究了最大风速和极端温度负荷工况条件下,轴功率随试验温度的变化关系、电机温升特性以及稀油站供油压力与轴升的关系;实验测试结果表明,本系统对于环境模拟风洞有较好的风速、温度匹配性能,对于开展相关实验具有优良环境适应性.     

非本征F-P传感器在瓦斯检测系统中的应用

详细介绍了非本征F-P光纤传感器的结构、特点和工作原理,阐述了非本征F-P光纤传感器在瓦斯检测系统中的应用。该传感器采用空芯光子晶体光纤作为载体,不受环境温度的影响,具有灵敏度高、抗干扰能力强、传输损耗小的特点,可显著提高瓦斯浓度检测的准确性和精度。     

An analytical method to design annular microfilaments with uniform temperature

Microsystem Technologies - Due to their complex electro-thermal characteristics microhotplates used in environmental gas sensors require careful design to exhibit uniform temperature and low power...     

基于神经网络的光纤光栅电流传感器的温度补偿

分析了光纤光栅电流传感器的温度特性,表明传感器的输出受环境温度的影响大且很难消除。利用神经网络具有可以逼近任意非线性函数的特点,提出了用人工神经网络对光纤光栅电流传感器进行温度补偿的方法,实现传感器输出特性的非线性校正。通过Matlab语言编程仿真实验表明,该方法可以有效地消除温度的影响。     

基于MSP430的多通道温湿度记录仪设计

介绍了一种基于MSP430单片机的多通道温湿度记录仪,用于测量电子元件长期储存环境中的温度和湿度。系统集实时时钟、数据采集与存储、按键、电源处理及USB通信为一体,具有体积小、功耗低、操作简单、多点记录等特点,可以记录电子元件长期储存环境中的温度与湿度,亦可适用于其他需要测量温湿度的场合,具有广泛的应用前景。     

压力传感器的支持向量机非线性回归建模

压力传感器的输出特性易受到环境因素,尤其是温度变化的影响。针对该问题,提出了利用支持向量机(SVM)对压力传感器输出特性进行非线性补偿的校正模型。校正模型利用SVM的回归算法来逼近非线性函数的特点,通过建立压力传感器输出特性与其实际电压值之间非线性映射关系的校正模型来实现压力传感器的校正。实例表明:该方法能有效地减少温度变化对传感器输出的影响,且校正后的压力传感器具有更高的测量精度和温度稳定性。     

强电磁干扰环境下高精度温度测量

在动力舱内强电磁干扰的恶劣环境下,受环境因素影响,给温度测量准确性和不确定性带来了很多困扰。为了准确地研究舱内的温度分布情况,尽可能地降低环境因素所带来的影响,抑制电磁干扰的问题必须解决。根据测温系统电路的设计特点,设计了抑制电磁干扰电路模块,提出了一种有效抑制电磁干扰的新方案,满足了动力舱内高精度的测温问题,已应用实际工程问题,具有一定实用性。