微纳传感技术在组织电生理研究中的进展

微纳传感技术在研究组织和细胞的电生理活动、揭示细胞网络属性、研究神经传导及药物安全性测试等方面展现了它独特优势。针对组织电生理检测的多种微纳传感技术及其特点进行了描述与评价,着重对多点实时监测的微阵列传感技术的研究和应用进展进行了详细介绍和讨论。最后结合本实验室的研究工作,介绍了微电极阵列技术在嗅觉组织研究中的进展。在探索细胞的离子通道、突触特性及细胞内信号转导时,玻璃微电极记录特别是膜片钳技术是目前比较理想的手段;在研究信号传导、突触传递时,多电极阵列具有明显的优势。微电极传感阵列技术是未来神经科学研究的主要方法之一,它将在提高信噪比及生物相容性、减少对组织的损伤、扩大应用等方面有新的发展。

基于微纳传感调控技术的细胞胞内电子学的研究进展

建立可靠的电生理记录平台对于心脏病学和神经科学的研究至关重要。近十年来,基于微纳传感调控技术的器件被开发用于电生理平台的搭建,其独特的形貌优势和新颖的加工方式,使得高通量、高保真的电信号记录有望被实现。本综述分别从微纳传感调控器件的材料、结构、加工和穿膜策略等方面进行了总结,并对其在心肌细胞和神经细胞电生理检测上的应用进行了分析。在微纳传感调控技术所面临的机遇挑战下,对其广阔的发展前景进行了展望,希望借助其快速发展来推动更高层次的电生理平台搭建,以满足实验研究以及临床应用的需求。

光子晶体微纳传感技术的理论与实验研究进展

光子晶体(PC)微纳传感器具有体积小、易集成、响应时间快、控光能力强、可实现无标签检测以及设计灵活等优点,在工业生产、海洋探测、生物医疗检测及环境监测等领域展现出巨大的应用前景。针对基于一维纳米束PC与二维平板PC的微纳光子传感技术,从传感器结构设计和传感性能提升方面,分析了当前国内外PC微纳传感的关键理论和实验技术进展,并通过对比分析,探讨了PC微纳传感技术在未来应用中所面临的挑战及未来发展的趋势。

贵金属纳米颗粒传感性质研究

利用时域有限差分法(FDTD,Finite-Difference Time-Domain)算法仿真分析了纯金,纯银的半球及球冠纳米颗粒的LSPR(Localized Surface Plasmon Resonance)消光光谱。发现纳米半球的材料和球冠尺寸会对光谱造成影响;消光峰位置的变化与环境折射率成线性关系;银纳米半球的折射率灵敏度大于金纳米半球的灵敏度;球冠与平面的接触角的改变会影响消光峰的位置。

基于微流控技术的体外多参数快速诊断POCT系统的设计

针对传统的体外快速诊断系统(POCT)精度低、参数单一等问题,设计了一种基于微纳传感结合微流控技术的多参数体外快速诊断POCT系统。本文研究了传感器与微流控芯片的制备工艺、传感器微弱信号的采集与提取、多通道参考电极的多维度抗干扰校正算法以及多参数POCT系统的优化设计,保证了POCT系统具有检测精度高、抗干扰性能好、多参数集成等特点。通过系统测试和临床实际样本的基本性能测试,实验结果表明,本文提出的多参数体外诊断快速检测POCT系统能够综合检测血糖、血酮等多项指标,具备快速,精确,多参数测量的特点,将为基层医疗机构的生化指标检测提供一种新型实用的技术和仪器。

PVA/明胶双网络热电水凝胶制备及自驱动呼吸监测应用

呼吸监测对于人体健康监测具有重要意义。人在呼吸过程中鼻腔呼出的气体温度明显高于环境温度,因此利用热电水凝胶的温度敏感特性研究了一种基于热电水凝胶的自驱动人体呼吸监测装置。通过在聚乙烯醇(PVA)/明胶双网络水凝胶中引入I-和I-3氧化还原电对,将人体呼吸过程产生的温差信号转化成电信号,且塞贝克系数可以达到0.71 mV/K。通过对该热电水凝胶力学性能和电学性能的测试和分析,证明了其不仅具有良好的柔性、可拉伸性,而且能够用于人体呼吸状态监测,及时发现人体呼吸异常情况。该研究可为基于水凝胶的可穿戴电子设备的应用研究提供理论参考和技术支持。

适老化智能冲峰衣设计与性能评价

为了提高老年人户外健康运动时压力舒适性和生理监测有效性,应用液态氨纶和微纳传感元件,采取多开口立体结构,设计研发老年人智能冲峰衣。基于三维虚拟仿真着装试验,通过人体皮肤压力测试评价服装舒适性,同时进行真人着装试验,采用视觉模拟评分法评价服装血压监测传感功效性。结果表明:在运动过程中,穿着该智能冲峰衣的压力舒适性显著优于普通老年人冲峰衣,血压监测智能元件输出电平功率在-21 dBW,血压监测智能传感灵敏度位移在1 mm时,血压监测信号频率(RSSI)达到了2400 MHz和2480 MHz,灵敏度佳,显著提高了老年人户外运动的安全监护性。

大数据背景下的供暖系统技术监控手段改革思考

本文针对目前集中供暖面积大、监控难得现状,分析了大数据背景下的最新技术在供暖行业中应用的可行性。重点探讨了物联网技术、微纳无线传感技术和WIFI热点等技术在供暖系统中的应用前景。

新型智能老年人冲锋衣的研制与性能评价

为了提高老年人户外运动时运动服的压力舒适性和生理监测的有效性,应用液态氨纶高性能材料和微纳传感元件,采取多开口立体结构,设计研发了老年人新型智能冲锋衣。基于三维虚拟仿真着装试验,通过人体皮肤压力测试服装的舒适性,同时,以真人进行着装试验,采用视觉模拟评分法评价服装血压监测传感工效。试验结果表明:运动过程中,穿着新型智能老年人冲锋衣的压力舒适性显著优于普通老年人冲锋衣,血压监测智能元件输出电平功率在-21 dB,灵敏度在位移1 mm时,血压监测信号频率(RSSI)达到2 400 MHz和2 480 MHz,灵敏度达到最佳,显著提高了老年人户外运动的安全监护性能。