用于黄曲霉素B1检测的表面增强型荧光光学传感器

黄曲霉素B1(aflatoxin B1,AFB1)是一种常见于农作物中的真菌毒素,是所有真菌霉素中毒性最强且具有致癌性.因此,快速、有效地检测出食品中AFB1对于食品安全来说具有重要意义.设计了一种基于表面增强荧光(surface-enhanced fluorescence,SEF)技术的光学芯片用于AFB1灵敏检测....     

适体传感器的电化学阻抗谱研究

电化学阻抗谱是以小振幅的正弦波电位（或电流）为扰动信号的电化学分析方法。它是研究电极表面生物敏感膜的形成、电极过程动力学以及测定固体电解质电导率的重要工具。以适体为新一代生物识别分子所构成的适体传感器,被用于蛋白质、药物和核酸的检测。电化学阻抗谱是表征和检测适体传感器识别前后电极界面性质变化的一种较新且强有力的分析技术,可以定量测定配体及实时研究适体与配体结合过程的动力学特性。本文在简要介绍电化学阻抗谱基本原理和分类的基础上,详细综述了近三年来电化学阻抗谱在适体传感器方面的研究应用。     

生物传感器及其在食品和环境检测中的应用

生物传感器技术是一种全新的微量分析技术,目前已广泛应用于食品、环境等领域的高通量快速检测。本文依据分子识别元件将生物传感器分为7类,简要介绍各种生物传感器的原理和应用情况,对于生物传感器在食品安全、环境监测和基础分析等领域的推广应用具有重要意义。     

基于二氨基荧光素类荧光探针的新型一氧化氮检测方法

提出了一种基于二氨基荧光素类一氧化氮(NO)探针DAF-FM的新型高效NO检测方法。通过纳米金颗粒的添加,显著增强了探针荧光强度,同时NO检测的灵敏度得到了显著的提高。该新型荧光探针可重复使用24次以上,弥补了DAF-FM的单次使用缺陷,实现了一氧化氮的可持续重复检测。     

基于水凝胶聚合物波导传感器检测盐酸吖啶黄

多功能化是光纤化学传感器的重要发展方向。为实现该目标,首先通过激光诱导波导自形成技术制备了一种光纤–水凝胶聚合物波导–光纤传感结构,并在水凝胶聚合物波导探针中成功地掺杂了纳米金颗粒。在该结构中,波导与光纤同轴无缝相连,保证了探测光和信号光的高效利用。掺金后的聚合物波导具有丰富的光谱探测能力,利用该波导探针成功实现了对盐酸吖啶黄的吸收、荧光以及拉曼光谱的检测,扩大了波导传感器的应用范围。     

基于金纳米颗粒的化学电阻传感器检测苯类气体

为提高气体传感器对苯系物的选择性,文中通过Au-S键的自组装作用和滴铸法制备了4-甲氧基苄硫醇(MTT)修饰的金纳米颗粒(AuNPs)化学电阻传感器,用扫描电子显微镜(SEM)对其微观形貌进行了表征.设计了气体检测平台和数据采集系统,并对传感器的气敏性能进行了检测,结果显示:基于MTT功能化的AuNP s化学电阻传感器...     

Parylene增强型声表面波传感器及其温度响应

针对声表面波(SAW)传感器对品质因数、寿命和成本的要求,研制了Parylene增强型SAW传感器。根据金属剥离工艺要求,利用LOR剥离胶和AZ5214光刻胶双层胶旋涂工艺制作了梯形结构;在传统光学光刻条件下制作了2μm的超细叉指电极。传感器制作过程利用了MEMS工艺,不仅实现了传感器的微型化,还可以批量化生产,得到的以石英为基底的传感器谐振频率达到249.077 953 MHz。最后在传感器的表面镀制Parylene聚合物薄膜以提高基底温度灵敏度。实验对比了未增强型(未镀Parylene)和增强型SAW传感器(镀Parylene)的温度灵敏度。结果显示:未增强型SAW传感器温度灵敏度为2.048kHz/℃,Parylene增强型SAW传感器温度灵敏度为2.855kHz/℃,比前者提高了0.807kHz/℃,且镀Parylene之后谐振频率变化量与温度具有较好的线性度,线性相关系数达到0.996 15。实验证明,Parlene增强型SAW传感器的性能优于未增强的SAW传感器。     

基于荧光光纤传感器的油品界面检测系统

文中介绍了采用荧光标识法,荧光光纤传感器的工作原理及应用荧光光纤传感器来检测管道中油品界面的方法,并给出了相应的信号处理系统方案和传感器的旁路安装方式。     

一种用于生物传感器的微电流检测系统

本文介绍了一种用于生物化学信息检测的微电流检测装置，该系统具有低噪声，高增益的特点，并且有很好的基底补偿，适合于生物医学检测与研究领域，同时在微量电化学检测中也有广泛的用途。本文不仅介绍了检测系统的设计原理，还讨论了噪声的产生及抑制，以及屏蔽抗干扰技术的应用。     

双螺线管套管结构的液压油金属颗粒检测传感器

提出一种双螺线管套管结构的液压油液金属颗粒检测传感器。理论分析表明,套管结构传感器能够耦合外部螺线管线圈磁场强度和利用双螺线管线圈之间的互感,有效增加金属颗粒通过检测区域的电感变化量。选择电感变化量、平均噪声、信噪比作为传感器检测效果评价指标,对比实验的统计结果表明,检测相同粒径的金属颗粒,套管结构传感器不但未增加检测噪声,而且在电感变化量、信噪比方面都要优于单管结构传感器,随着铁颗粒粒径的增加,其检测效果的优越性越明显。检测直径为110～120μm铁颗粒和铜颗粒时,电感变化量分别提升2. 4和1. 7倍,其检测信噪比均提升1. 8倍。颗粒检测下限实验表明,套管结构传感器能够检测直径大于30μm的铁颗粒和直径大于90μm的铜颗粒。研究对提高螺线管型电感检测传感器的检测灵敏度具有参考价值。     

二氧化硅包覆对纳米多孔金增强荧光特性的调制

为了减弱金属基底对表面增强荧光的淬灭效应,设计了增强效果更好的荧光增强基底。采用化学生长二氧化硅的方法对纳米多孔金(NPG)表面进行修饰,避免荧光分子和NPG表面直接接触引起的淬灭效应,在SiO_2@NPG表面分别组装上罗丹明6G(R6G)和辐射中心波长为700 nm的量子点(QD 700)。通过探测分析荧光光谱,可以得出:二氧化硅包覆的基底可以使表面增强荧光得到显著的增强,并且二氧化硅厚度对荧光强度有调节作用;在基底增强量子点荧光信号的同时,量子点和NPG之间还出现非辐射的能量转移现象,二氧化硅的厚度对能量转移同样有调节作用,厚度约为5 nm时能量转移现象最显著。本实验为基于荧光能量转移的检测以及设计更好的荧光增强基底提供了参考。     

用于检测低浓度葡萄糖的生物传感器研究

通过在薄膜金电极上修饰具有较高电子转移效率的氧化还原聚合物,并固定相应的酶,制备了一种可用于检测低浓度葡萄糖的生物传感器.研究了利用戊二醛交联和光聚合两种酶固定化方法制备出的传感器对检测低浓度葡萄糖的动态响应特性影响.结果表明;利用戊二醛交联方法制备的传感器灵敏度更高,且具有更好的稳定性.在0～500μM浓度范围内,传感器对葡萄糖干法电流响应灵敏度为35.4 nA μM-1 cm-2,检测限为0.5 μM,响应时间30 s,对50μM葡萄糖的精密度为4.4%.     

时间分辨荧光光纤生物传感器的研制及应用

首次研制了一种完全利用光纤实现光耦合及传输的时间分辨荧光光纤生物传感器.该传感器以镧系离子(铕离子)作为被检测物质的荧光标记物,根据铕离子的荧光特性,利用时间分辨检测技术进行生物医学检测.光学部分采用光纤耦合器和石英光纤作生物样品激发光的传导光学元件,生物样品受激发产生的荧光也同样由光纤耦合器及光纤收集和传导,实现了该传感器的紧凑性和小型化,提高了检测灵敏度.经性能测试,该仪器不稳定性小于2.3%,重复测量的互相关高达99.9%.测铕离子标准液的检测限为7.3×10^-10g/L,达到国外有关文献报道的水平.     

用于凝血酶原时间检测的多壁碳纳米管增强型电化学传感器

针对目前凝血检测仪器存在的成本昂贵操作复杂等问题,制作了一种基于丝网印刷技术的多壁碳纳米管(MWCNTs)增强型电化学传感器用于凝血酶原时间(PT)测量。利用凝血酶切割凝血酶底物实验验证了计时电流法检测凝血酶原时间原理的可行性。接着对血浆凝血酶原时间参数进行测量,并用SYSMEX CS 5100光学凝血仪验证测量结果。经过测试,凝血酶验证性实验中MWCNT型电化学传感器的电流响应强度较普通电化学传感器增加了(36±1)%,重复实验出峰时间和峰值电流变异系数分别为2.99%和3.27%。测试不同血样PT值,能够清晰的显示出区分度,且挑选三组血样进行PT重复实验,出峰时间变异系数分别为2.26%、3.22%和2.96%,实验结果与医院的临床结果线性拟合决定系数R~2为0.986。MWCNTs增强型型电化学传感器用于PT测试具有良好的重复性和一致性,易于批量生产,大大降低了凝血测量的成本,且适合多种场合的测量,在即时检测领域具有极大潜力。     

用于快速检测血色素的生物传感器研究

提供了一种用于快速检测血色素的生物传感器,不仅检测方法简单、耗样少,而且可以极大地缩短血色素的响应时间,在200～3000μmol/L浓度范围内具有很好的线性关系,其响应时间和线性相关系数分别为30s和0.99.适于一次性使用,制作简单,能小批量制备,成本低,具有很好的应用前景.     

荧光原理的纸基张力传感器

针对穿戴应用中传统传感器的穿戴体验差、成本高、构造复杂等问题,本文将具有形变响应特性的荧光材料与纸张结合,构建出荧光压谱原理的新型光学无线张力传感器。传感器的敏感材料是由罗丹明B(RhB)与PDMS混合成的复合荧光材料薄膜,通过丝网印刷方式涂敷到美工纸带上。RhB的荧光特征随着施加在纸带上的张力而改变,在自制的力加载实验台上标定了该传感器的响应函数,在6 N量程里其张力分辨率可达0.04 N。借助手环和指套将该纸基张力传感器穿戴贴合于手部拇指关节,实验证实可测量手指的屈伸姿态。这是首款基于非波导特性的光学力敏可穿戴器件,具有柔性、亲肤、易回收、极低成本、几乎没有环境污染等显著优点,可作为即用即抛的消费级传感产品用于人体健康评估、关节康复锻炼效果评价和机器人姿态控制。     

用于检测农药残留的量热式生物传感器的半导体恒温仪的研究

介绍一种用于检测农药残留的量热式生物传感器的半导体恒温仪的研制。该恒温仪基于塞贝尔效应,利用半导体制冷进行恒温。该仪器由恒温器与控制器部分组成。针对量热式生物传感器的参比法测量及流动分析的特点,恒温器采用相同结构参数的双流路对称布置。液体由流路下部流入,保证换热充分。控制器采用铂电阻采集温度信号,由智能调节器进行温度监控。可控温度范围由0～70℃;升降温时间短,不超过3min,控温精度小于±0 1℃。通过实验,恒温仪的恒温效果良好,控温精度高,符合检测要求。     

用于液相生物量检测的单片阵列QCM传感器

设计并制作了一种单片集成的阵列式QCM(石英晶体微天平)传感器,介绍了设计思想和方法,用网络分析仪对实验器件进行了分析.阵列传感器设计成分时扫描激励的工作模式,通过选通电路对阵列各单元进行扫描激励,实现各单元的依次工作,避免了各谐振器单元之间可能的振动耦合,从而可以在单个石英晶片上集成尽可能多的器件.该阵列式QCM传感器加工工艺简单,频率一致性好,平均频率稳定度达到±0.2ppm/h.     

基于量子点检测Cu2+的荧光传感器系统设计

针对农业中重金属污染检测的环境和成本要求,文章设计了一种检测Cu2+的荧光传感器系统。首先介绍了量子点检测原理,然后描述了系统的硬件设计方案并进行了实验分析。实验数据表明荧光变化与浓度范围在5 nmol/L～500 nmol/L的Cu2+浓度对数(log10[Cu2+])成直线关系,线性度为0.987。该荧光传感器系统可对农业中寻求低成本,简单快速,小型化Cu2+及重金属离子的检测仪器提供参考。     

用于生物荧光检测的多通道光路选通系统的设计

针对多通道生物荧光检测技术的需求,文中设计了一种多通道光路选通系统,利用步进电机带动多模光纤转动实现光路的快速切换和精确定位,从而实现对多路生物荧光的可靠检测.设计中采用高集成度的PSoC(Programmable System-on-chip)芯片为核心芯片,由于其内部集成了大量的模拟和数字模块,设计灵活,缩短了研发周期.经实验和计算可明确得出,该设计方案可满足整个系统的要求.