上转换磷光生物传感器信号处理算法

为了提高上转换磷光生物传感器的工作效率和自动化程度,将互相关滤波技术用于对传感器采集到的信号进行预处理,基于预处理后的信号特征提出了一种简单有效的自适应边界提取算法.该算法可对免疫层析试纸条功能带(包括检测带T和质控带C)的边界线进行自动定位,并根据这些边界线计算出检测结果.实验结果表明:该算法在多种测试条件下对0～450ng/ml系列浓度标准样品进行检测,具有良好的稳定性和可靠性;且结果的重复性远优于10%,满足生物医学检测的要求.

准分子激光脉冲能量探测器的设计与性能测试

在以准分子激光为光源的步进扫描投影光刻机中，为了精确控制曝光剂量，需要用能量探测器实时、精确地监测单个激光脉冲的能量。研制了一种主要由聚光镜、积分棒、特殊晶体、滤光片、光电探测器和信号处理电路组成的准分子激光脉冲能量探测器；提出采用二阶有源低通滤波电路对窄脉冲信号进行整形处理以降低后续信号处理的难度；搭建测试装置对所研制的能量探测器进行了性能测试。测试结果表明，能量探测器输出的脉冲信号时间参数的实测值与设计值的相对误差约为3%，且其响应时间满足4 kHz高重频的应用要求；采用双光束比对法消除准分子激光单个脉冲能量波动对测试结果的影响，得到能量探测器的测量重复性为0.26%，在入射光束脉冲能量为0.1~1 μJ 的动态范围内具有良好线性，其线性拟合方程为V=0.59841E-0.01508，相应的线性相关系数R2=99.976%。测试结果证明二阶有源低通滤波电路可以实现窄脉冲信号整形；设计的能量探测器具有良好的重复性和线性，可用于光刻机中高重频准分子激光单个脉冲能量的精确测量。

高精度深紫外光学透射率测量装置的研制

为了精确控制曝光剂量,需要精确测量光刻系统的光学透射率。采用了双光路对比的方法进行透射率测量,有效地消除了准分子激光器能量波动带来的透射率测量误差。并通过加入起偏器,消除了准分子激光器偏振态不稳定带来的误差。搭建了深紫外光学透射率测量装置,对1片可计算透射率的光学样品进行透射率测量,其测量结果与透射率理论计算结果基本一致。测量结果显示,该装置的测量重复性可达到0.3%。通过分光光度计对该光学样品进行测量,通过结果对比,该装置的测量结果与分光光度计的测量结果相差0.28%。另外,该装置应用灵活,可以测量光学系统的透射率,具有不受待测光学样品尺寸影响的优点。

基于色氨酸本征荧光测量的生物气溶胶检测技术研究

生物气溶胶与环境质量和人类健康密切相关。基于光学测量的气溶胶检测技术具有快速、无损和灵敏的优点,是目前的研究主流。而对检测系统的标定技术及其评价方法尚无国家标准可依。基于本征荧光测量技术,研制完成了一套针对包括病毒气溶胶在内的生物气溶胶检测装置。并在此基础上,以色氨酸气溶胶作为被检物,提出了一种生物气溶胶检测与标定方法。实验结果表明,研制的检测装置对色氨酸气溶胶具良好的线性响应特性,线性相关系数R2≥0.99,灵敏度达到4000L-1。证明了通过测量气溶胶中色氨酸含量检测生物气溶胶技术的可行性与可靠性。还探讨了利用多通道本征荧光检测技术实现对生物粒子种类进行预判别的可行性。

Theoretical model and quantification of reflectance photometer

The surface morphology of lateral flow （LF） strip is examined by scanning electron microscope （SEM） and the diffuse reflection of porous strip with or without nanogold particles is investigated. Based on the scattering and absorption of nanogold particles, a reflectance photometer is developed for quantification of LF strip with nanogold particles as reporter. The integration of reflection optical density is to indicate the signals of test line and control line. As an example, serial dilutions of microalbunminuria （MAU） solution are used to calibrate the performance of the reflectance photometer. The dose response curve is fitted with a four-parameter logistic mathematical model for the determination of an unknown MAU concentration. The response curve spans a dynamic range of 5 to 200 μg/ml. The developed reflectance photometer can realize simple and quantitative detection of analyte on nanogold-labeled LF strip.