一步法制备荧光开启传感器检测BRCA2

筛查乳腺癌易感基因2(BRCA2)基因突变对于乳腺癌患病风险评估、发病检测、早期诊断及基因治疗均具有重要临床意义。现有乳腺癌基因传感检测方法大多需要复杂的处理过程,成本较高且对单碱基突变识别能力较弱。为简化基因传感器制备过程,提高其应用可能性,文章通过DNA分子发夹结构设计,一步实现了BRCA2的检测。其中分子发夹茎部含BRCA2互补序列,茎与环连接处标记四甲基罗丹明荧光基团(TAMRA),环部5个G碱基通过光诱导电子转移猝灭部分荧光信号,降低背景荧光信号;待测BRCA2序列与发夹茎部序列竞争结合,发夹结构被打开,荧光信号上升,测量上升的荧光信号强度即可实现一步法定量检测靶基因。优化实验结果表明,分子发夹浓度不同时,传感器检测范围不同。当分子发夹浓度为150 nmol·L^(-1)时,对BRCA2的线性检测区间为1~50 nmol·L^(-1);浓度为300和600 nmol·L^(-1)时,线性检测区间分别为1~100和1~200 nmol·L^(-1)。三种浓度传感器检出限分别为0.54、0.72和1.81 nmol·L^(-1)。此外,传感器对BRCA2的特异性检测较为突出,尤其对单碱基突变的识别能力较强。该方法制备与检测过程简单且特异性突出,不仅可用于乳腺癌高危人群的早期筛查,还可拓展应用于其他种类的基因检测,为基因传感器的推广应用提供一种制备简单、操作便捷的新方法。

Dy^(3+)含量对Eu^(2+),Dy^(3+)共掺高硅氧发光玻璃发光性能的影响

通过控制Dy3+的掺杂浓度,制备出了不同浓度的Eu2+,Dy3+单掺和共掺高硅氧发光玻璃,测试其激发和发射光谱,讨论了Dy3+浓度对Eu2+,Dy3+共掺样品发光性质的影响。结果表明,Eu2+,Dy3+共掺高硅氧发光玻璃中存在Dy3+向Eu2+的无辐射能量传递现象,且Dy3+的引入会使高硅氧发光玻璃中Eu—O的共价作用减弱,造成Eu2+发射峰蓝移;随着Dy3+浓度的增加,Dy3+→Eu2+能量传递增强,Eu2+发光增强;Dy3+含量继续增加,则Dy3+发光出现浓度猝灭,且Dy3+→Eu2+能量传递减弱。

超声法制备碳量子点发光性能的影响因素分析

超声法制备碳量子点过程简单,成本低廉,不易产生二次污染,应用前景广泛。为优化超声法制备碳量子点的各工艺参数,制备了关键工艺参数不同的碳量子点样品,测试其发射与激发光谱,分析了量子点浓度,溶剂种类,辅助剂种类、浓度,超声功率、时间等参数对碳量子点发光性能影响。结果表明超声法制备的碳量子点具有激发光波长依赖性,发射峰位置随激发波长的变化而发生明显改变;碳量子点浓度增加,发光强度由于非辐射能量传递和团聚作用,先增大后减小;由于溶剂效应,碳量子点在乙醇中比在水中发光强度更强,波长更短,且浓度越大时波峰移动越明显;相比盐酸,以NaOH为辅助剂制备的碳量子点表面钝化程度高,发光强度强;增加辅助剂NaOH浓度可提高量子点表面钝化程度,增大发光强度;同等时间下增加超声功率或同等功率下适量增加超声时间,可制备更多的碳量子点样品,但超声时间过长,碳量子点容易发生团聚猝灭现象。以上影响因素分析为超声法制备碳量子点的工艺参数优化提供了理论基础,有利于碳量子点大规模低成本的生产应用。

激发波长和带宽对Ce/Tb/Eu共掺发光玻璃发光性质的影响

采用双高斯函数拟合不同中心波长和带宽的LED芯片光谱,并根据荧光分光光度计的测量结果推算不同LED芯片激发下的Ce/Tb/Eu共掺发光玻璃的发射光谱和色温。结果表明,当芯片带宽不变,中心波长从370 nm右移到378 nm时,Ce/Tb/Eu共掺发光玻璃色温逐渐下降。当芯片中心波长不变,带宽从10 nm增加到25 nm时,Ce/Tb/Eu共掺发光玻璃的色温变化与中心波长有关。在芯片发光稳定的前提下,带宽变化对Ce/Tb/Eu共掺发光玻璃色温的影响小于中心波长改变的影响,故当Ce/Tb/Eu共掺发光玻璃应用于LED发光时,需优先选择芯片的中心波长。

稀土掺杂白光高硅氧玻璃的研究进展

稀土掺杂白光高硅氧玻璃的发光特性受其制备工艺参数的影响,文章阐述了稀土掺杂高硅氧玻璃的制备工艺,总结了发射红绿蓝三基色光的高硅氧玻璃的研究进展,提出了白光高硅氧玻璃的实现方法和亟待解决的关键问题。

气压高度测量系统的设计与实现

针对传统机械和GPS方法测量高度时存在的不足,采用新型气压传感器测量高度的方法,构建了基于微机电系统(MEMS)数字气压传感器的高度测量系统。首先,介绍了新型数字气压传感器BMP180的结构和特点;其次,以高性能AVR单片机为控制平台,设计了数字气压和温度信号读取设备、有机发光二级管(OLED)显示屏和其他外围电路的硬件系统;然后,根据气压与高度的对应关系,开发了温度和气压信号采样、温度和气压补偿、高度推算以及结果显示的软件系统;最后,采用加权递推平均滤波算法对高度测量数据进行处理,减小了噪声和干扰,提高了测量的准确度和稳定性。为了验证设计方法的有效性,对高层建筑的不同楼层高度进行测试,结果表明该系统能够准确地测量楼层相对高度,标准偏差为0.32 m,平均误差为0.03 m。由此可见,采用加权递推平均滤波的新型气压高度测量方法,为低空高度测量提供了一种非常实用便携的解决方案,也为空间垂直位移测量尤其是三维空间的准确导航和定位提供了重要参考。

可调白光发射的Ce-Tb-Eu共掺钙硼硅酸盐发光玻璃

采用高温熔融法制备了Eu单掺和Ce-Tb-Eu共掺的钙硼硅酸盐发光玻璃。使用荧光分光光度计测量了样品的发射与激发光谱,并通过激发、发射光谱和CIE色度坐标对其发光特性进行了研究。结果表明:改变玻璃基质提高其光学碱度,可以大幅度增加Eu3+/Eu2+比例,增强Eu3+的红光发射。在378 nm单色光激发下,Ce-Tb-Eu共掺发光玻璃的发射光谱中同时观测到了蓝光、绿光和较强的红光特征峰。通过调节Tb、Eu的比例,可以使样品发射光谱的色坐标在白光区域内变化,实现白光调控。

Eu^(2+)/Dy^(3+)共掺高硅氧发光玻璃发光性质的影响因素分析

高硅氧发光玻璃因具有较好的热稳定性、化学稳定性等优点,成为极具潜力的荧光材料。针对其仍存在发光强度较弱的问题,从与发光性质紧密相关的制备工艺出发,分析各关键工艺参数对高硅氧玻璃发光性质的影响具有重要的意义。本文制备了关键工艺参数不同的Eu2+/Dy3+共掺高硅氧发光玻璃,通过测试微孔表面结构参数、发射光谱和红外吸收光谱等,研究了分相温度、溶液离子浓度和烧结温度等制备关键工艺参数对高硅氧发光玻璃光致发光性质的影响。当分相温度不同时,多孔玻璃微孔表面结构参数和高硅氧玻璃的发射光谱表明,分相温度通过影响多孔玻璃的比表面积间接的影响高硅氧玻璃的发光性质,多孔玻璃比表面积数值越大,高硅氧玻璃发光强度越大。当溶液离子浓度不同时,高硅氧玻璃的发射光谱表明,当溶液中Dy3+浓度增加,高硅氧玻璃中Dy3+和Eu2+发光增强;当Dy3+浓度大于0.1mol·L-1时,由于Dy3+的发光出现浓度猝灭效应,高硅氧玻璃整体发光强度减弱。当烧结温度不同时,高硅氧玻璃的发射光谱和红外吸收光谱表明,随着烧结温度升高,高硅氧玻璃中—OH残留量减少,发光强度增强;当烧结温度大于1 000℃时,高硅氧玻璃出现析晶,发光强度减弱。

基于LabVIEW的气压高度测量系统设计

为了准确测量高度,构建了基于LabVIEW的气压高度测量系统。从热力学角度,阐述了气压与高度的对应关系;以气压传感器为敏感元件,设计了AVR单片机数据采集、处理和传输系统;编写了基于LabVIEW的上位机串口接收、数据处理、中值滤波和显示程序,通过VISA串口接收下位机发送来的温度和气压数据,利用气压和高度的关系,计算气压对应的高度和即时速度,并在前面板以图形方式显示。以某建筑物的各楼层为研究对象进行了高度测量实验,结果表明设计的高度测量系统能够实时准确地测量和显示温度、气压、高度和速度数据,中值滤波后高度噪声减小为0.3 m,是滤波前的30%。因此,基于LabVIEW的气压高度测量系统为高度测量和三维导航定位等应用提供了一种有效的参考方案。

套筒式磁弹索力传感器设计研究

针对套筒式磁弹索力传感器的设计主要凭经验的现状,在详细分析套筒式磁弹索力传感器原理、传感器结构及内部磁场分布的基础上,对传感器的设计进行了研究,提出了能针对具体尺寸缆索设计相应套筒式磁弹索力传感器的设计方法;用此设计方法对某实际工程上应用的缆索的传感器进行设计,并完成传感器内部磁场分布仿真和传感器拉力实验,结果表明:传感器达到预期的设计效果,且传感器灵敏度达-0.3535mV/Mpa,此设计方法可行。

智能电网信息工程专业复合型人才培养与实施方案研究

作为一个新开办的专业,智能电网信息工程专业的人才培养还有许多不完备的地方。针对社会人才需求状况,本文提出强电和弱电结合、基础和应用促进的复合型人才培养方案,即既熟悉电力系统运行、又精于电网信息处理,既注重数理基础学习,又精通行业工程技术。然后,给出了培养方案、具体实施计划和措施。该方案为智能电网信息工程专业在我校的成功开设提供一条崭新的思路,同时也为其他院校提供参考。

基于核酸适体传感器的黄曲霉毒素B1检测研究进展

食物中存在毒性和致癌性较强的黄曲霉毒素B1(AFB1),目前常规的检测方法有薄层色谱法、高效液相色谱法、液相色谱-串联质谱法和免疫分析法,但都存在一定局限性.基于核酸适体传感器的AFB1检测研究取得了一定成果,基于电化学核酸适体传感器、光学核酸适体传感器和PCR核酸适体传感器的3种新型检测技术各有利弊,将血糖仪作为检测仪器、与核酸适体传感器相结合检测AFB1的思路有待实验验证.未来基于生物识别元件和磁性材料的磁亲和固相萃取法与核酸适体传感器相结合进行AFB1检测,有望获得突破.

Al^(3+)浓度对Ce^(3+)掺杂高硅氧玻璃发光性能的影响

为分析高硅氧玻璃中Al^(3+)对Ce^(3+)发光性能的影响,提高稀土掺杂高硅氧玻璃的发光效率,从理论与实验两个方面出发分析了高硅氧玻璃制备过程中Al^(3+)浓度对Ce^(3+)掺杂量的影响,并结合高硅氧玻璃吸收与发射光谱变化研究了Al^(3+)浓度对Ce^(3+)发光性能的影响机理。结果表明,纳米多孔玻璃孔径为7.74nm时,溶液中少量共掺Al^(3+)可明显降低Ce^(3+)掺杂量,减少稀土离子浓度猝灭现象,提高Ce^(3+)发光强度;但大幅增加Al^(3+)浓度时,Ce^(3+)掺杂量与发光强度基本不变。这是由于纳米多孔玻璃孔径较大时,其表面吸附的稀土离子含量远小于孔径中扩散的稀土离子含量,故若想通过增加Al^(3+)浓度来提高Ce^(3+)发光强度,则需要增大纳米多孔玻璃的比表面积或表面羟基浓度。

基于纳米金/蔗糖酶构建核酸适体传感器检测盐酸多巴胺

采用核酸适体做捕获探针,纳米金-蔗糖酶-互补DNA偶合物做检测探针,构建竞争型核酸适体传感器,并结合血糖仪实现对盐酸多巴胺的检测。未加靶目标时,检测探针与核酸适体通过碱基互补配对结合;加入靶目标后,核酸适体与靶目标强亲和力竞争结合,使检测探针脱离捕获探针并催化蔗糖转化为葡萄糖,通过血糖仪检测葡萄糖浓度间接检测盐酸多巴胺浓度。结果表明,在靶目标孵育时间和蔗糖酶催化时间分别为30 min和120 min时,盐酸多巴胺的线性检测范围为0.45~10 mmol/L,相关系数为0.997。对8.0、3.0、0.8 mmol/L盐酸多巴胺标准液进行多次测量,相对标准偏差分别为0.9%、1.4%、4.8%。所制备传感器具有操作简单、稳定性好、选择性高的特点,不仅拓宽了血糖仪对其他非糖标志物的检测,而且在医疗卫生和食品安全检测领域具有应用潜力。

基于荧光共振能量转移的核酸适体传感器研究

基于荧光共振能量转移的原理,以修饰于核酸适体上的FAM作为能量供体,以氧化石墨烯作为能量受体,构建了荧光适体传感器,分别对不同浓度的胰岛素和多巴胺进行检测.结果表明,胰岛素的线性检测范围为0.05~10μmol/L,多巴胺的线性检测范围为1~500μmol/L,当胰岛素和多巴胺检测浓度相同时,胰岛素检测信号远强于多巴胺.对胰岛素和多巴胺分别进行特异性实验,发现该传感器对胰岛素和多巴胺有较强的特异性.说明基于荧光共振能量转移的核酸适体传感器不仅可实现多种物质的微量检测,还具有较强的选择性,在生物和医药检测领域应用前景广阔.

含氧硅基材料的荧光特性研究

分别采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术和金属辅助化学蚀刻的方法制备了纳米硅/二氧化硅(nc-Si/SiO_2)多层膜和多孔硅纳米线(Si NW)两种含氧的硅基材料.借助透射电子显微镜和扫描电子显微镜对样品的微结构进行表征,在此基础上,利用稳态和时间分辨荧光光谱仪对两种材料的荧光特性进行测量.实验结果表明nc-Si的尺寸越小,多孔Si NW内的孔洞越多,样品的发光越强,但是发光峰不发生移动.在波长为355nm,脉宽为6ns的激光激发下,两种材料都具有微秒(μs)的荧光寿命,对应于载流子从与氧相关的局域态发生辐射复合的过程.将光致发光(PL)强度的增强以及荧光寿命的增大归因于样品内辐射复合中心的增多.同时,在波长为375nm,脉宽为75ps的激光激发下,两种样品在纳秒(ns)范围内均没有检测到荧光衰减信号.

基质对Tb3+单掺荧光玻璃发光性质的影响

采用高温熔融法制备了Tb3+单掺硼酸盐、硅酸盐和磷酸盐荧光玻璃和相应的玻璃基质。根据紫外-可见透射光谱计算了Tb3+在不同基质中从7F6到5D3和5D4能级的实验振子强度,解释了不同基质中Tb3+发射光谱的变化原因。结果表明:因为对称性差,在磷酸盐玻璃基质中,Tb3+在542 nm和585 nm处的发射峰有劈裂现象。在硼酸盐和硅酸盐基质中,Tb3+的5D3能级上的粒子通过交叉弛豫过程被倒空并转移到5D4能级,故5D3能级发光(413 nm和436 nm)不明显;在磷酸盐基质中,Tb3+的5D3能级上的粒子数较少,没有交叉弛豫产生,故5D3能级发光最强。在3种基质中,Tb3+从5D4能级发射的特征峰489,542,585,620 nm的强度顺序是硼酸盐>硅酸盐>磷酸盐,与Tb3+在不同基质中从7F6到5D4能级的实验振子强度顺序一致。

硫醇-烯交联增强碳量子点发光效率机理研究

通过溶剂热反应法制备了N和O含量不同的碳量子点(CQDs)溶液,利用“点击”化学反应将CQDs与非计量硫醇-烯(OSTE)聚合物交联固化,形成CQDs/OSTE复合材料。固化后,O-CQDs的荧光量子产率从液态下的2.6%提高到16.5%,增大倍数约为6倍;N,O-CQDs的荧光量子产率从液态下的4.5%提高到17.6%,增大倍数约为4倍。通过微结构和光学特性分析,我们认为交联固化后与氧相关的非辐射复合中心减少、非辐射跃迁过程抑制以及N和S的协同效应是提高CQDs材料发光效率的主要原因。本文的研究成果有望为CQDs的固态转化、表面功能化以及荧光增强提供一种有效、便捷的方法,从而促进CQDs在发光二极管、激光器和发光太阳能聚光器等领域的应用。

柠檬酸钠还原法制备金纳米颗粒的影响因素分析

通过化学还原法制备金纳米材料,以柠檬酸钠为还原剂,通过加热还原氯金酸,得到金纳米颗粒水溶液。利用紫外-可见吸收光谱,研究了制备工艺参数对产物尺寸以及产物生成速率的影响。结果表明,反应物浓度比、反应物加入次序、溶液pH在一定程度上影响产物的尺寸,保温温度、保温时间以及搅拌速率对产物生成速率有较大影响。并对金纳米颗粒生成过程相关影响因素进行了分析。

石墨烯量子点/介孔SiO2复合材料的研究进展

石墨烯量子点/介孔SiO2复合材料的发光效率是影响其应用的重要指标,文章从实验和理论两个方面总结了量子点/介孔复合材料发光效率的研究现状,分析了其发光效率的影响因素和理论预测方法,提出了建立石墨烯量子点/介孔SiO2复合材料发光效率模型的方法和亟待解决的关键问题。