基于二氧化锆纳米粒子固定乙酰胆碱酯酶的甲基对硫磷传感器

先在金电极表面电沉积二氧化锆纳米粒子并固定乙酰胆碱酯酶(AChE),将此电极浸入含有不同浓度的有机磷溶液中,根据电极在底物氯化乙酰巯基胆碱中电化学信号强度的大小来实现溶液中有机磷的定量检测.以甲基对硫磷为分析目标物,研究了传感器的主要响应特性、选择性及再生性能,考察了底物浓度、工作电位及溶液pH值对分析性能的影响.结果表明,该有机磷传感器在5.0×10-7～5.0×10-4 g/L浓度范围内对目标分析物有线性响应,检出限为1.0×10-7 g/L.该传感器灵敏度高,非特异性吸附小,再生性好,所用的二氧化锆纳米粒子层制备简单、操作方便,具有较大的应用潜力.     

金纳米粒子自组装过程的动力学研究

将三种不同粒径的金纳米粒子组装到经1,6-己二硫醇修饰的金表面,借助于石英晶体微天平(Quartz Crystal Balance,QCM)实时监测金纳米粒子的自组装动力学过程,结合Michaelis-Menten动力学模型,并比较了相应的自组装动力学参数,从而得出金纳米粒子粒径大小对金表面粒子组装动力学的影响.实验表明,粒径较小的粒子形成单分子层的速率比粒径较大的粒子快,而形成多分子层的速率比粒径较大的粒子慢.这一结果对合理选择粒子大小进而制成性能优良的生物传感器具有重要的意义.     

水基TiO2纳米浆体的制备及其分散稳定研究

纳米TiO2颗粒经表面处理制得稳定分散的水基TiO2浆体.谢乐公式计算出晶粒平均粒径均为58.0nm左右,HRTEM谱图观察晶粒粒径约为50nm左右与谢乐公式计算相一致,且纳米粒子基本呈椭圆形,SDBS包覆于纳米粒子表面,起到空间位阻作用抑制了纳米颗粒的团聚.实验研究了溶液pH值、分散处理时间和分散剂用量等因素对浆体稳定性的影响,结果由FT-IR分析表明,较佳的工艺条件下制得的浆体溶液中,SDBS对TiO2颗粒的吸附方式由物理吸附趋于化学吸附,并以多层吸附的形式通过静电作用和空间位阻作用有效防止纳米粒子团聚,制得了稳定分散的水基纳米TiO2浆体.     

基于纳米金增强吸附伏安分析的电化学免疫传感技术用于蛋白分子检测

基于纳米金标记和金增强表面吸附伏安分析的新型电化学免疫传感器.以人免疫球蛋白G(h IgG)为模型分析物,使固定化抗体与分析目标物hIgG及纳米金标记的hIgG抗体结合于电极表面,通过金沉积使电极表面的纳米金颗粒直径增大.由于金增强时间在几分钟内就可完成,和传统的银增强相比,缩短了增强时间,加快了分析速度.研究结果表明,该法灵敏度高,选择性好,重现性好,操作简便,可望成为一种有潜力的新型高灵敏度免疫传感技术.     

基于纳米粒子吸附的甲基对硫磷传感器研究

将ZrO2纳米粒子用于有机磷传感器的构造,制成了电沉积ZrO2粒子层/金电极(ZrO2/Au)电流型传感器,可直接测定茶汤中有机磷农残的含量.以甲基对硫磷为分析目标物,研究了传感器的主要响应特性、选择性及再生性能,考察了溶液pH值、电化学参数等因素对传感器分析性能的影响.结果表明,该有机磷传感器在10～500ng/mL浓度范围内对目标分析物有线性响应,检出限为2.0 ng/mL.该传感器灵敏度高,非特异性吸附小,再生性好,使用简单,所用的二氧化锫纳米粒子层制备简单、操作方便,具有较大的应用潜力.     

基于碳纳米管／壳聚糖／纳米金活性界面的辣根过氧化物酶传感器研制

利用壳聚糖(Chitosan)的成膜性能以及碳纳米管在其中良好的分散性,在玻碳电极表面首先形成碳纳米管/壳聚糖膜,通过膜表面丰富的氨基与纳米金的强静电吸附,在玻碳电极表面获得稳定的纳米Au修饰层,吸附固定辣根过氧化物酶(HRP),制得无需电子媒介的H2O2生物传感器.循环伏安曲线显示,当加入H2O2溶液后,阴极峰电流增大,而阳极电流相应减少,表明通过碳纳米管/壳聚糖/纳米金活性界面固定在玻碳电极表面的HRP与电极之间有良好的直接电子传导能力,对H2O2的还原具有良好的电催化活性,H2O2的测定线性范围为5×10-5～2.7×10-3mol/L.     

结合PAH聚电解质和纳米金界面的压电免疫传感器研究

提出了一种聚丙烯氯化铵(PAH)-纳米金固定抗体的压电免疫传感器界面的构建方法.先在压电石英晶振的金电极表面自组装一层半胱氨酸单层膜,通过戊二醛交联带大量NH2基的聚电解质PAH,随后在PAH膜表面自组装一层纳米金粒子,以静电吸附作用固定IgG抗体,研制成一种新的压电免疫传感器的界面,用于对相应抗原的检测.研究了PAH浓度及抗体固定化等实验条件的影响,探讨了传感器的主要响应特性与再生性能,并与戊二醛直接固定的传感器的性能进行了比较.结果表明,前者固定的抗体的活性较高,响应频率较大,检测的线性范围较宽,非特异性吸附小,能有效地改善传感器的灵敏度和检测限,而且容易进行传感器的再生.     

基于铂纳米颗粒修饰碳纳米管Nafion膜电极的葡萄糖传感器

将分散在Nafion溶液中的多壁碳纳米管(MWNT)修饰玻碳电极(GCE),再在该膜上电沉积一层铂纳米粒子,制成铂纳米颗粒修饰的碳纳米管Nafion膜电极(Nafion-MWNT-Pt/GCE),并吸附固定葡萄糖氧化酶(GOD),构建电流型葡萄糖生物传感器。考察了Nafion-MWNT-Pt/GCE的电化学特性,发现沉积铂纳米粒子后,Fe(CN)6-3/-4电对在Nafion-MWNT-Pt/GCE上的氧化峰和还原蜂之间的电势差(ΔE)为179mV,小于未修饰铂纳米粒子的碳纳米管Nafion膜电极的ΔE(190mV),表明碳纳米管上电沉积的铂纳米粒子可加速电极的电子传递,电化学反应具有良好的可逆性。此外,铂纳米粒子尚具有良好的催化H2O2氧化的特性,H2O2在Nafion-MWNT-Pt/GCE上的计时电流响应明显增大。基于Nafion-MWNT-Pt/GCE的葡萄糖生物传感器显示了良好的传感性能,其检测线性范围为2.1×10-5～7.6×10-3mol/L,检测下限为1.0×10-6mol/L。     

基于核酸适体和纳米材料构建电化学生物传感器用于多巴胺的检测

该文探究了一种基于核酸适体和纳米金包四氧化三铁（Au@Fe,041纳米粒子所构建的新型电化学生物传感器用于多巴胺（DA）的检测。首先,在玻碳电极（GCE）表面电沉积一层纳米金（nano—Au）用于多巴胺适体（DBA）的固定。然后HT做为封闭剂以减少非特异性吸附。接着通过与DBA的特异性结合将DA固载于电极表面。在EDC／NHS作用下,生物素（Bio）的羧基与DA的氨基结合,最后通过生物素与亲和素特异性识别作用将含有电化学活性物质硫堇的纳米复合材料固定于电极表面,制得夹心型的适体传感器。在最优条件下．该传感器对0．001nmol／L-100nmol／LDA的检测具有良好的电流响应,检出限0．33pmol／LfS／N=31。该适体传感器具有操作简单、操作简便、选择性好、灵敏度高、检测范围广、检出限低的优点。     

基于葡萄糖氧化酶-空壳钯修饰的新型葡萄糖传感器

制备了空壳钯纳米粒子,通过TEM对其空壳结构进行了表征。将空壳钯纳米粒子和葡萄糖氧化酶（GOD）修饰在玻碳电极（GC）表面,构建了新型的葡萄糖传感器。空壳钯纳米粒子对过氧化氢（H202）具有良好的催化还原作用,通过检测酶反应产生的H202可检测葡萄糖的浓度。在-0．3V工作电位下,在2．5×10＾－5mol／L到2．7...     

基于pillar grid三维地质体表面模型提取算法

在油气勘探开发过程中,三维地质建模技术应用越来越广泛。pillar grid是目前主流三维地质建模软件应用的结构化网格,提供储层流体流动的描述方法。如何更加直观地展示地质体构造形态,将地质体网格数据中三维地质体表面模型提取出来在地质建模中具有较高的应用价值。因此,提出一种三维地质体表面提取算法,对基于pillar grid三维地质体数据进行解析,提出其表面模型来辅助计算机可视化展示。该算法主要包含基于pillar grid无断层三维地质体表面模型提取算法和带有复杂断层三维地质体表面模型提取算法两部分。通过实际的三维地质体模型数据进行算法验证,证实该算法能够较好地实现基于pillar grid复杂三维地质体表面模型提取功能,满足实际需求,具有应用价值。     

基于力反馈技术的三维模型表面绘制技术研究

本文将力反馈技术引入虚拟绘制过程中,提出一种基于力反馈技术的三维模型表面绘制方法。首先分析毛笔在三维绘制过程中的受力和变形,采用弹簧-振子模型建立三维毛笔模型;然后由毛笔碰撞变形后的最小包围球找出碰撞相关点,计算碰撞相关点的平均法矢确定投影平面,通过计算毛笔的变形得出在投影平面上的笔触,将该笔触投影到三维模型表面,同时控制毛笔的受力和运笔路径叠加笔触获得具有特定书法效果的三维笔道;最后介绍了仿真系统,使用Phantom Desktop力反馈设备在该系统中实现了三维模型表面的绘制。仿真结果表明,该方法再现了三维模型表面绘制的力觉控制过程,增强了绘制过程中的真实感。     

基于表面及空间特征的人体模型结构分析*

结构特征在仿射变换中具有极强的稳定性,可有效避免形状识别的二义性,文中提出融合模型的表面几何特征以及空间体特征的人体模型结构分析方法.针对表面测地线距离方法描述局部形状特征的局限性,引入模型的内部体积分析方法,并将模型的内部空间结构与表面形状特征融合,实现人体模型的结构检测和分割.该方法不仅有效提高模型形状分析的稳定性与适用性,而且增强提取形态骨架的精确性,可进一步应用于模型识别与检索领域中.     

OpenGL在深度数据的三维表面重建中的应用研究

研究了OpenGL在深度数据的三维表面重建中的应用,介绍了OpenGL在该应用中必需的基础知识。给出了两种不同的深度数据的三维表面重建的方法,即Delaunay三角剖分方法和B样条曲面方法。由立体足迹的三维表面重建实例得出结论:采用OpenGL图形库可以生成逼真的三维效果图,为深度数据的三维显示提供了捷径。     

基于水平集的3D左心室表面重建

提出了基于分层2D MRI图像重建3D左心室表面的算法．分层2D MRI图像能够跟踪左心室边界在成像平面内的变形,但由于缺少层问数据,层间边界形变的信息难以获取．为了重建左心室的形状,使用基于形变模型的方法：首先建立变形曲面的动力学方程;再将成像坐标系中的图像平面映射到重建坐标系,根据图像数据构造外力,使用平均曲率构造变形曲面的弹性力,然后用水平集数值解法求解动力学方程以重建左心室的表面．实验结果证明了算法的有效性．     

Crop recognition under weedy conditions based on 3D imaging for robotic weed control

A 3D time‐of‐flight camera was applied to develop a crop plant recognition system for broccoli and green bean plants under weedy conditions. The developed system overcame the previously unsolved problems caused by occluded canopy and illumination variation. An efficient noise filter was developed to remove the sparse noise points in 3D point cloud space. Both 2D and 3D features including the gradient of amplitude and depth image, surface curvature, amplitude percentile index, normal direction, and neighbor point count in 3D space were extracted and found effective for recognizing these two types of plants. Separate segmentation algorithms were developed for each of the broccoli and green bean plant in accordance with their 3D geometry and 2D amplitude characteristics. Under the experimental condition where the crops were heavily infested by various types of weed plants, detection rates over 88.3% and 91.2% were achieved for broccoli and green bean plant leaves, respectively. Additionally, the crop plants were segmented out with nearly complete shape. Moreover, the algorithms were computationally optimized, resulting in an image processing speed of over 30 frames per second.     

基于伪直母线的复杂曲面自适应分片与展开

利用自适应分片技术把拓扑结构复杂的曲面展开为平面.首先把CAD/CAM常用的参数曲面转化为三角剖分模型,求出曲面的伪直母线;然后基于伪直母线对曲面进行自适应分片;最后展开每一片曲面区域.该算法可以直接应用于计算机辅助设计、制造和计算机图形学的纹理映射,也可以应用于实际工业造型中的后继处理.     

基于GPU的八叉树结构纹理研究与应用

八叉树结构纹理的应用很好地解决了复杂模型表面2D纹理映射的不足,GPU的高速发展,为八叉树结构纹理在GPU上的现实提供了解决方案。本文将八叉树结构纹理编码为2D纹理,并以节点的广度优先遍历方式在GPU上进行存储,在片段程序访问时提出一种自顶向下的查找方法。实验证明,本文方法取得了准确的纹理映射效果并提高了效率。该方法可以应用于任何需要在复杂物体表面上存储信息的情况。     

基于立体视觉的玉米叶片形态测量与三维重建

提出一种基于立体视觉的玉米叶片形态测量和重建的方法。利用双目立体视觉系统获取玉米叶片的两幅图像,通过图像分割技术和边缘检测算法对每幅图像中的玉米叶片进行边缘提取;利用极线约束和彩色图像RGB值对图像进行匹配,计算出叶片边缘的三维坐标,从而恢复叶片的三维边缘;利用对叶片边缘的恢复技术,对叶片曲面进行三维重建;根据恢复的区域点云,可以测出任意两点的空间距离,实现了对叶片的三维测量。试验结果表明,此方法能够很好地恢复玉米叶片的三维信息,为玉米叶片三维形态的无损、快速检测监测提供了新的方法。     

复杂纹理的生成与定位技术

本文提出了一种直接在三维景物表面上进行纹理喷绘的复杂纹理生成技术．与传统二维喷绘系统不同，本方法实时地将每一笔划所确定的颜色值作为某种纹理属性直接在景物表面上喷绘出各种纹理及光照效果．利用该技术，我们可方便地解决相邻表面间纹理的连续拼接及多重纹理之间的过渡问题．结果表明，本方法可用来生成非常复杂的纹理．