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基于神经网络的小尺度环境下生物气溶胶溯源方法研究
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作者 岳超 杜耀华 +1 位作者 张宁 薛腾 《医疗卫生装备》 CAS 2023年第2期16-22,共7页
目的:为了准确获取小尺度环境下生物恐怖袭击、生物泄漏等事件中的源头信息,提出一种基于神经网络的生物气溶胶溯源方法。方法:首先,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟小尺度环境下某一释放的生物气溶胶扩散状态... 目的:为了准确获取小尺度环境下生物恐怖袭击、生物泄漏等事件中的源头信息,提出一种基于神经网络的生物气溶胶溯源方法。方法:首先,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟小尺度环境下某一释放的生物气溶胶扩散状态,分析释放区域中不同点位的生物粒子分布特征;其次,通过合理布设释放源和监测点,模拟某生物污染事件,对生物气溶胶的释放过程进行实验,采集释放点及监测点的浓度信息、位置信息和气象信息;最后,利用AlexNet、ResNet18和ResNet343种不同结构的人工神经网络搭建溯源模型,将CFD模拟产生的85%的模拟数据用于模型训练、15%的模拟数据用于模型测试,遴选出最优模型,并进行现地实验验证。结果:ResNet18模型相较于AlexNet、ResNet34模型在保证准确率的前提下运算简单、耗时更短。在自然扩散条件下,ResNet18模型可以有效地预测释放源的浓度、经度和纬度,相对误差率分别为3.46%、4.87%和4.98%。结论:基于神经网络的生物气溶胶溯源方法具有准确率高、用时短的优点,可以较准确地反演出小尺度环境下生物气溶胶的释放源位置信息和浓度信息。 展开更多
关键词 生物气溶胶 生物气溶胶溯源 神经网络 CFD 小尺度环境
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检测SARS-CoV-2的电化学生物传感器研究进展 被引量:3
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作者 窦雪晨 王冠 +3 位作者 张宁 程智 杜耀华 田丰 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1090-1101,共12页
电化学传感器因具有灵敏、便携、稳健性高、小型化、成本低、无需前处理、检测快速等优点,在严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)检测领域受到广泛关注。该文介绍了致病菌SARSCoV-2的组成部分,综述了基于病毒表面的刺突蛋白、病... 电化学传感器因具有灵敏、便携、稳健性高、小型化、成本低、无需前处理、检测快速等优点,在严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)检测领域受到广泛关注。该文介绍了致病菌SARSCoV-2的组成部分,综述了基于病毒表面的刺突蛋白、病毒内部核衣壳蛋白和核糖核酸(RNA)3种可特异性检测SARS-CoV-2的电化学生物传感器的研究进展,并对比了3种类型电化学生物传感器的检出限、检测时间、动态监测范围等关键参数。同时与其他检测SARS-CoV-2的方法进行对比,分析了电化学生物传感器的优劣势;最后指出了未来可通过优化检测电极材料及反应条件、修饰检测探针等方面提升电化学生物传感器性能,以实现对新型冠状病毒肺炎(COVID-19)患者的早发现、早隔离及早治疗,同时为设计现场快速诊断COVID-19设备提供有力支撑。 展开更多
关键词 严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2) 电化学生物传感器 刺突蛋白 核衣壳蛋白 核糖核酸(RNA) COVID-19
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一种双通道荧光扫描同步探测系统的设计 被引量:1
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作者 陈盟 祁建城 +3 位作者 李玲君 杜耀华 程智 李抄 《医疗卫生装备》 CAS 2020年第7期41-46,68,共7页
目的:设计一种双通道荧光扫描同步探测系统,以实现对活/死菌的快速检测。方法:基于双色荧光染色技术,针对检测对象的荧光特性设计双光源同步激发的荧光探测系统;采用空间错位的共焦设计方法,解决双光源同步激发探测中互相干扰的问题;通... 目的:设计一种双通道荧光扫描同步探测系统,以实现对活/死菌的快速检测。方法:基于双色荧光染色技术,针对检测对象的荧光特性设计双光源同步激发的荧光探测系统;采用空间错位的共焦设计方法,解决双光源同步激发探测中互相干扰的问题;通过MATLAB编程编写阈值分割结合边缘检测的目标提取算法实现对细菌荧光信号的准确提取与计数。采用荧光探测性能测试、荧光显微镜对照试验和活/死菌混合样本扫描检测对系统的性能进行验证。结果:该系统能实现红绿荧光信号的同步扫描探测;与荧光显微镜检测获得的图像特征完全匹配,且扫描检测视野远大于荧光显微镜检测视野;测得的活/死菌比例值与已知样本的活菌含量的相关程度高(R2=0.9708)。结论:该系统可快速完成对活/死菌的准确识别和定量分析,在微生物活性检测和定量分析领域具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 活/死菌区分检测 荧光染色技术 荧光探测 细菌检测
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活/死菌检测方法的研究进展 被引量:6
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作者 陈盟 祁建城 +2 位作者 杜耀华 程智 李抄 《军事医学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期715-720,共6页
细菌活性检测在细菌生物学研究、消毒灭菌评价、卫生安全监测、食品卫生控制等领域具有重要意义。实际研究中多表现为活/死菌区分检测,检测方法通常基于细菌的可培养性、可转录性、代谢活性以及细胞膜完整性这4个细菌活性评价标准。该... 细菌活性检测在细菌生物学研究、消毒灭菌评价、卫生安全监测、食品卫生控制等领域具有重要意义。实际研究中多表现为活/死菌区分检测,检测方法通常基于细菌的可培养性、可转录性、代谢活性以及细胞膜完整性这4个细菌活性评价标准。该文综述了目前常见的活/死菌检测方法的原理、特点及应用实例,并对比了各种方法的优缺点。 展开更多
关键词 细菌 存活率 活/死菌 活菌计数 检测方法
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Detection of Bacteria Based on Quantum Dots by Using a Laboratory-Made System
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作者 CHENG Zhi WU Tai-hu +4 位作者 CHEN Feng du yao-hua GU Biao LI Chao YANG Zi-jian 《Chinese Journal of Biomedical Engineering(English Edition)》 2018年第1期40-46,共7页
This study investigated a method that simultaneously detects three bacteria, Salmonella typhimurium, Escherichia coli, and Staphylococcus aureus via an approach that uses antibody-conjugated quantum dots(QDs) as fluor... This study investigated a method that simultaneously detects three bacteria, Salmonella typhimurium, Escherichia coli, and Staphylococcus aureus via an approach that uses antibody-conjugated quantum dots(QDs) as fluorescence markers,by using a laboratory-made system. QDs with different emission wavelenghs were immobilized with antibody. Antibody conjugated QDs capture the bacteria selectively and specifically so that "sandwich" complex were formed. The suspension of the labeled bacteria was trickled onto a microporous membrane. A 450 nm semiconductor laser was used as a part of the laboratory-made system to excite the QDs. Three PMT detectors were utilized to detect the fluorescence intensity. This method, of which the detection procedures are completed within 1 h, can be applied to the cost-effective and rapid detecting of bacterial contamination. 展开更多
关键词 quantum DOT FLUORESCENT DETECTION
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