化学因素对基于DNA折纸界面上的核酸适配体与凝血酶相互作用影响的研究

核酸适配体(aptamer)与DNA折纸都是由DNA分子折叠而成,两者具有得天独厚的相似性与相容性。本文将aptamer修饰在DNA折纸界面预先设定的位置上,通过原子力显微镜成像手段,在单分子水平上研究了化学因素对DNA折纸界面上的aptamer与凝血酶(thrombin)反应的影响。实验结果表明:修饰固定在DNA折纸界面上的aptamer与thrombin间的结合能力与缓冲液、某些金属离子及其浓度相关,发现HEPES缓冲液是一种比较适合基于DNA折纸的aptamer与thrombin反应的化学反应环境,在此缓冲体系中加入一定浓度的Mg2+和K+是保持反应体系稳定性及其DNA空间构型的有效途径。该研究结果有助于加深对aptamer的三维结构以及与靶分子间的对应识别关系的理解,对DNA折纸与aptamer在生物分子识别的研究和应用方面将起到一定的借鉴作用。     

用于细菌快速高灵敏检测的离心式高通量液滴微流控芯片

细菌是许多疾病的病原体,对它的快速检测在医学领域具有重要意义。液滴作为稳定的微反应器,被越来越多地应用于绝对定量检测的研究中。研制了一种用于细菌快速检测的离心力液滴式微流控芯片,该芯片能够实现液滴的高均一性、高通量生成,提高检测灵敏度。液滴直径的均一性由稳定的驱动源来保证;液滴通量通过流阻与转速的优化以及分叉结构来提高;实现了大于300个/秒的液滴通量,直径的变异系数值为2.90%。使用芯片快速定量检测大肠杆菌O157∶H7的浓度,在细菌浓度为10~3～10~7cfu/mL内呈现良好的相关度(R~2=0.998)。液滴生成、生物反应、荧光信号统计全部可以采用该芯片实现,表明该芯片在生物医学检测领域具有潜在的应用价值。     

基于滚环扩增技术的蛋白质高灵敏检测

目的：基于滚环扩增技术（rolling circle amplification,RCA）结合免疫反应建立一种蛋白质的高灵敏检测方法。方法：根据双抗体夹心法原理,以链酶亲和素为桥梁,生物素修饰的单链寡核苷酸引物可以高亲和力地链接到生物素标记的免疫复合物上,建立蛋白质的滚环扩增技术检测平台,并将其用于血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth facmr,VEGF）的检测。结果：在优化实验条件下,对VEGF检测的灵敏度达到10fM。结论：与常规的酶标二抗体系ELISA法相比,本方法具有更高的灵敏度,适于低丰度蛋白质的检测,此方法的进一步完善将为疾病新的蛋白标志物的筛选以及临床诊断提供有力的工具。     

基于阵列式SERS基底快速和高灵敏检测黄瓜中百菌清残留

基于金纳米花(AuNF)的阵列式表面增强Raman散射(SERS)基底可实现黄瓜中百菌清残留的快速、高灵敏度和高通量检测。首先,通过一步合成法制备AuNF。然后,将AuNF组装在双面离型纸表面,以制备阵列式SERS基底。双面离型纸的疏水特性使AuNF富集,提供丰富的“热点”。以4-巯基苯甲酸(4-MBA)作为Raman信号分子,评估阵列式SERS基底的SERS增强效应,增强因子为4.28×10⁷。最后,基于阵列式SERS基底对黄瓜中百菌清残留进行检测。该SERS基底可快速检测黄瓜中百菌清残留,无需进行标记或复杂的前处理,其最低检测限(LOD)为5×10^-9 mol/L。与新制备基底相比,储存15天基底检测相同浓度百菌清的SERS强度仅下降到92.22%,重现性测试的相对标准偏差(RSD)为1.38%。并且该方法检测实际样品的结果与气相色谱法检测结果对比无明显差异。阵列式SERS基底表现出良好的灵敏度、稳定性、重现性和实用性,可实现黄瓜中百菌清残留的快速、高灵敏度和高通量检测。     

基于DNA和限制性核酸内切酶的基本逻辑门设计

由于DNA分子具有特异性、高并行性、微小性等天然特性,在信息处理过程中展现出了强大的并行计算能力和数据存储能力。该文研究将具有特异性识别功能的限制性核酸内切酶引入DNA链置换反应中,作为DNA电路的输入,通过控制立足点的生成和移除设计了是门、非门和与门3种基本逻辑门。采用Visual DSD对逻辑模型进行模拟仿真,并通过凝胶电泳实验验证设计。与以往的分子逻辑门比较,该设计反应迅速,操作简便,具有良好的扩展性,为大规模电路的设计提供了可能性。     

基于C8051F310的高灵敏车辆检测算法

针对盘山路存在的转弯盲区,即在转弯时司机无法得知弯路对面是否有车辆通过,设计一种基于C8051F310的山路转弯预防警示系统。该系统利用一阶滤波算法检测山路转弯时是否有车辆通过。运用该算法可增强系统检测的实时性,提高检测机动车辆的灵敏度,同时大大减少环境温度对检测的干扰。试验表明该系统能够正确指示出在山路转弯时是否有车辆通过,目前该系统已安装在盘山路上,可大大减少事故的发生率．     

基于C8051F310的高灵敏车辆检测算法

针对盘山路存在的转弯盲区,即在转弯时司机无法得知弯路对面是否有车辆通过,设计一种基于C8051F31C的山路转弯预防警示系统.该系统利用一阶滤波算法检测山路转弯时是否有车辆通过.运用该算法可增强系统检测的实时性,提高检测机动车辆的灵敏度,同时大大减少环境温度对检测的干扰.试验表明该系统能够正确指示出在山路转弯时是否有车辆通过,目前该系统已安装在盘山路上,可大大减少事故的发生率.     

基于核酸检测的微流控芯片设计与传热分析

为了解决传统数字聚合酶链式反应(PCR)扩增过程中移液操作产生的问题以及升降温速率慢的弊端,设计了一种连续流数字PCR微流控芯片,能对包含PCR反应体系的微滴进行快速扩增,可以提升核酸检测过程中的扩增效率.用COMSOL对芯片微通道内部的温度分布和两相流体的共轭传热进行了数值模拟.结果 表明,芯片内部能产生95、55和...     

基于柔性薄膜的多参数高灵敏汗液传感器研究

提出一种全新的基于柔性薄膜材料的高灵敏度、多参数汗液成分分析传感器,对敏感材料的特性及高灵敏度捕获机理进行了研究分析,设计了一种抗干扰信号采集电路,最终完成传感器样品制备,并搭建测试环境,对其关键性能指标进行了测试。结果表明,汗液传感器可实现对钾离子、钠离子、葡萄糖3种汗液成分的实时监测,在检测灵敏度和抗干扰性能上达到较好水平,与传统的检测仪器或单参数汗液传感器检测方法相比,在实用性上有很大的提升。     

基于MEMS技术的高纯度外泌体磁分离微流控芯片

基于CD63核酸适配体功能化磁珠捕获外泌体,设计和制作了一种可从胃癌细胞上清液中分离出高纯度外泌体的微流控芯片,芯片内磁增强微结构的梳齿间距40μm,最小宽度仅为20μm。利用COMSOL软件对磁增强微结构进行磁场仿真,结果表明最大磁感应强度和磁场梯度分别可达15.1 T和5.77×10⁴ T/m。通过纳米粒度Zeta电位仪对链霉亲和素磁珠与CD63核酸适配体偶联形成的功能化磁珠(SAMNP@Apt)进行表征,结果表明它们实现了良好偶联。使用SAMNP@Apt捕获外泌体,捕获效率可达92.7%。使用微电子机械系统(MEMS)技术制备了磁分离微流控芯片,并在微流控芯片中进行了外泌体磁分离实验,结果表明微流控芯片的外泌体分离纯度可达88.75%。     

基于光谱特性的高判别准确度激光近场探测传感器研究

激光近场探测是激光测量重要的应用方向之一,尤其是基于距离信息的近场探测系统有着巨大的应用前景。传统的激光近场探测系统只依靠距离信息给出信号,而不判别反射距离信号的物体是否为目标,可能导致误报。基于光谱特性进行目标识别会大大减少激光近场测量系统的误报率,极大提高判别准确度。设计实现了一种单芯片的光谱分析器件,利用半导体技术将光谱元件和光电元件进行单芯片的集成,从而减小了传统光谱分析系统的体积和质量。实验结果表明,该微系统级的光谱分析芯片具有识别既定伪装物体的能力,使得该技术具有在激光近场探测中应用的前景。     

OFDM-IDMA系统的迭代频偏估计及补偿

针对OFDM IDMA系统中载波频偏(CFO)带来的子载波之间的干扰问题,提出了在各用户具有相同频偏下的联合逐码片(构的信号作为虚拟的训练序列进行频域频偏估计,同时进行相应的时域频偏补偿.理论分析及实验仿真结果表明:基于逐码片迭代检测的近无频偏时的性能CBC)迭代检测的载波同步方法.该方法利用迭代检测中的外信息重OFDM IDMA系统的频偏估计和补偿方法能够使系统性能接     

TMS320DM642在移动平台ATP技术中的应用

介绍了一种DSP数字处理器TMS320DM642在移动平台ATP技术中的应用。DSP处理CCD采集的图像信号,并将相应信息实时反馈给电机控制部分,立即作出相应调整从而控制CCD运动,使光斑落在视场中心。移动平台ATP（信标光捕获跟踪瞄准）技术是实现空间激光通信的关键技术,在卫星和航空航天等大容量通信方面具有巨大应用前景。     

基于单片机的电压有效值检测系统设计

利用单片机和AD转换器TLC549实现5-50V输入电压的有效值的检测。系统由电压转换电路、AD转换电路、单片机处理电路、显示电路、按键电路和电源电路等组成。文章介绍了对各个电路的设计。系统简单、能实现要求功能,稍微修改一下电路参数值,可实现更高输入电压的转换。     

微流控聚合物链式反应芯片的多色荧光检测

为了实现微流控芯片上多目标DNA片段的同时检 测,建立了基于光棒匀光结构的微流控芯片多色 荧光检测系统。根据微流控芯片中的聚合物链式反应(PCR)反应腔的特点,设计了基于超亮 白光LED模组、光棒、二向色镜 和CCD的正交型荧光检测系统。CCD可一次采集微流控芯片上所有PCR反应腔中的荧光信号 ,通过滤光 片轮组合的变换,可实现多种荧光标记物的同时检测。采用荧光素钠溶液对激发光的均匀性 进行了测试, 激发产生的荧光图像均匀度达到93.99%,可满足微流控芯片上多反应 腔同时检测的需求。同时,以pUC-18人工质粒DNA作为标准品,开展了微流控荧光PCR生物实验,对系统性能进行验证。实验结 果表明:微 流控PCR反应腔的 DNA浓度变化与荧光信号的变化相一致,pUC-18样品的检测限达到0.05pg/uL,扩增 效率为97.28%,熔解曲线显示无引物二聚体产生,特异性好,达到了 商业化仪器的水平。     

FSO系统中基于PSD的高精度跟踪系统设计

捕获、跟踪、对准(ATP)系统是自由空间光通信(FSO)系统中一项关键技术.给出了基于位置敏感探测器(PSD)的ATP系统实现方案;并针对PSD探测精度受暗电流和背景噪声影响较大的问题,设计了一套调制检测方案并结合卷积算法实现整个系统跟踪精度的提高.     

A high sensitivity localized surface plasmon resonance sensor based on D-shaped photonic crystal fiber for low refractive index detection

In this paper, a localized surface plasmon resonance (LSPR) refractive index sensor based on photonic crystal fiber (PCF) is proposed to solve the problem of low refractive index analyte detection. 31 silver nanowires are placed on the surface of the D-shaped PCF, which increases the contact area between the plasma material and the analyte. The simulation results indicate that the maximum sensitivity of the sensor reaches 16 400 nm/RIU, and the refractive index detection range is 1.26—1.33. It is proved that the sensor has a good prospect in low refractive index detection.     

基于信号检测的行人过街安全装置

随着城市交通的发展不断提高,机动车与行人争夺道路时空资源而产生的冲突日益剧增,其中行人过街时带来的人车之间冲突最为突出的,且行人的主观意识、心理等存在差异,导致行人通过人行横道时有很大的随意性,违章而产生的不安全行为时有发生。针对这一交通现象本文提出一种以51单片机为主控制芯片,结合红外光电开关、语音模块及LED"光墙"模块构成的行人过街安全装置,该装置充分利用声光的双重提示,降低因行人闯红灯的违章行为带来的交通事故,保证行人和机动车在道路上安全的同时,也提高了道路通行能力。     

基于SPCE3200的自主视力检测系统设计

为了满足人们日益发展的视力检测需求,使用SPCE3200微控制芯片,外部扩展TFT-LCD模块和键盘输入模块,设计出一种基于测试人员自主检测的视力检测系统。该系统的设计旨在为视力的自主检测提供方便可靠的帮助。经实际测试结果表明,该系统简单高效特点鲜明,测试者个人即可独立完成视力检测的全部步骤,避免了舞弊和人为失误的情况发生。     

基于脉冲电流注入的差分芯片敏感度研究

采用脉冲电流注入(PCI)技术,对差分信号接收芯片(DS26C32ATM)的敏感阈值进行研究。试验结果表明,随着脉冲源电压的增大,传输线上的注入电流增大,差分信号接收芯片接口电路受到电磁脉冲干扰,发生损伤。对损伤芯片进行失效机理分析,定位故障。针对失效机理分析结果,对差分信号接收芯片进行加固防护研究。试验结果为后续差分芯片的抗电磁脉冲干扰的性能试验提供可靠依据。