可用于运动监测的双模态离子传感纤维

针对传统刚性导电材料柔韧性差、舒适性低及现有离子导电材料多为薄膜或块状而导致透气透湿性差等问题,提出一种湿法纺丝一步制得的一维离子传感纤维,并研究其物理性能及传感性能,阐述其未来的发展潜力。测试结果表明,离子传感纤维灵敏度高(规格因子GF=201)且可准确监测微小应变(~05%),具有宽应变监测范围;响应时间小于50 ms,与人体皮肤的响应时间接近,足以监测人体运动信号;表现出优异的循环耐久性,10000次循环拉伸后仍能保持电阻信号变化稳定;同时具有湿度传感性能,对环境中湿度的变化能做出及时且准确的信号反馈。该离子传感纤维制备方法简便,具有工业化大规模的潜力,在智能健康监测、运动训练与优化、智能人机交互等领域均具有较大的发展潜力。

喹吖啶酮衍生物/介孔分子筛MCM-41组装体的金属离子传感性能研究

将5,12-二[6(2氨基乙基氨基)己基]喹吖啶酮(BAEAHQA)组装到介孔分子筛MCM-41的孔道中,制备了金属离子传感材料BEDAHQA/MCM-41.荧光光谱显示组装体的发光避免了喹吖啶酮固体发光的浓度猝灭现象.引入不同的金属离子将使BAEAHQA/MCM41的荧光光谱强度发生不同程度的降低和峰位移动.尤其是金属钴离子可以使BAEAHQA/MCM-41的发光产生明显的猝灭,猝灭程度可达到92.63%.通过引入乙二氨基团BAEAHQA达到了发光基团与螯合基团之间的分离,有效地避免了pH值对发光的影响.实验结果表明,BAEAHQA/MCM4-1对于金属离子具有良好的传感特性.

钙离子传感针成膜方法研究

钙离子传感针是以针灸针为基体 ,将钙离子敏感材料的 PVC膜复合其上而制成的微电极 ,介绍了不同成膜方法对其性能的影响。

基于燃烧离子传感技术的发动机指示转矩实时估计

提出了一种基于缸内离子传感技术的发动机指示转矩估计方法。通过对发动机缸内燃烧生成离子电流的时域及频域分析,探讨了燃烧离子电流特征值与发动机指示转矩之间的关系。试验结果表明:在时域上,离子电流第二峰电压的大小和位置与发动机指示转矩具有良好的对应关系;在频域上,对离子电流信号进行了傅立叶变换后,其基频下的幅值与转矩对应关系更明显,因此,采用频域分析方法进行发动机转矩估计具有更高的精度,实时性也好。

一种基于钝顶螺旋藻藻蓝蛋白荧光猝灭法的汞离子传感新方法

采用反复冻融细胞破裂法、硫酸铵分级盐析以及羟基磷灰石柱层析,从钝顶螺旋藻中提取出高纯度的藻蓝蛋白样品,纯度(A620/A280)达4.1。该蛋白的紫外-可见吸收光谱表明其特征吸收峰为280、360、620nm,荧光光谱表明其最大发射波长为650 nm。以该藻蓝蛋白为荧光探针,发展了一种基于荧光猝灭法的Hg2+检测新方法。并考察了缓冲体系、缓冲液pH值、反应时间、温度以及藻蓝蛋白的浓度等因素对汞离子检测的影响,在0.05 mol/L、pH 7.5的磷酸二氢钾-磷酸氢二钠缓冲液中,当藻蓝蛋白浓度为3 mg/L、反应时间为30 min、反应温度为30℃时,该方法的线性范围为0.1～10μmol/L,检出限为0.056μmol/L。该方法表现出良好的汞离子传感选择性,而且当干扰离子与汞离子的浓度比为40∶1时,多种共存离子对汞离子的检测影响较小。该方法荧光探针提取容易,价格低且环境友好,具有较高的灵敏度和较好的重现性。

基于富勒烯的棉织物离子传感器及其潜在应用

将氧化石墨烯(GO)溶胶和富勒烯(C_(60))混合涂层整理到纯棉织物上制备柔性还原氧化石墨烯/富勒烯棉织物离子传感器(RGO/C_(60)-CF)。大量富勒烯球体可被嵌入到石墨烯片中,由于其缺电子特性,可对不同半径大小的阴离子或阳离子表现出不同的偶极—偶极相互作用,使得改性织物对不同的离子具有响应能力,即离子半径越大,改性织物的电阻率越大。该纺织基离子传感器还表现出对不同类型汗液的传感特性,这为其作为离子传感器的应用提供了依据。

水杨醛L-丝氨酸的酸碱性质及金属离子传感性能

利用紫外-可见吸收光谱研究了水杨醛L-丝氨酸的酸碱性质及其对金属离子的传感性能。研究结果表明水杨醛L-丝氨酸在p H=0~12.60之间发生三步质子化/去质子化反应;水杨醛L-丝氨酸对Zn2+、Pb2+、Cd2+离子具有较好的传感作用。

含有噻吩基团铕配合物Eu（DBM）3（PMS）的制备及其作为汞离子传感器的性质研究

稀土有机无机杂化物因为具有稀土离子强的荧光发射强度、长的荧光寿命、高的量子产率使其在传感材料方面得到了广泛的应用,对它的研究也日益受到关注.铕配合物就是一类优异的发光材料,而稀土配合物的发光性能和配体结构有很大关系,提高其发光性能的办法主要集中于分子设计.依据分子设计思想,将孔穴传输基团噻吩引入双齿含氮配体中,与铕配位形成一种三元配合物Eu(DBM)3PMS.以红外元素分析加以表征,并研究了化合物的光物理性质,以及对汞离子的传感性能.含铕化合物的发光溶液对Hg 2+极为敏感,极少量的Hg 2+都会导致发光溶液的荧光猝灭,做到紫外灯下可视分辨,可作为一种潜在的光化学传感材料.

基于水分散纳米无定形水杨酸甲酯铽配合物的三价铬离子高灵敏荧光传感器（英文）

为扩大稀土荧光配合物的应用范围,满足水溶液中微量铬的高灵敏高选择性探测要求,制备了一种基于水分散纳米无定形水杨酸甲酯铽配合物(A-MS-Tb)的高灵敏三价铬离子荧光传感器。结果表明:在水溶液中直接反应合成的配合物A-MS-Tb为无定形的纳米沉淀,其粒子尺度在50~100 nm之间,具有与报道的配合物晶体类似的组成。该配合物在494、549、591和625 nm处呈现出强的荧光发射,归属于铽离子的5D4→7FJ (J=6,5,4,3)能级跃迁。A-MS-Tb与晶体配合物的显著差别在于其在水中的悬浮稳定性和荧光稳定性更好,这对于其作为荧光材料和离子传感器非常重要。尤其突出的是,当将三价铬离子加入到它的水悬浮溶液中后,会减弱配体与铽离子之间的配位作用,导致其绿色荧光被淬灭。据此,构建了一种高灵敏测定溶液中铬离子浓度的荧光探针,并对其分析的选择性、灵敏度和抗干扰能力进行了评价。

G-四链体序列的微小变化对结构及钾离子传感的影响

人体端粒DNA重复单元GGGTTA在K^＋溶液中可以形成G-四链体结构,并已成功利用结构变化过程中的荧光改变进行K＋的检测。在此基础上研究了在寡聚核苷酸的GGG部分插入腺嘌呤碱基A对G-四链体结构及在K＋检测中的影响。借助圆二色光谱、质谱和荧光光谱的方法可以分别获得序列变化引起的G1四链体排列的平行或反平行结构,可以结合的K＋数目,以及在K^＋传感时所适用的K＋浓度范围。在GGG中插入A可以使K^＋更容易进入G-四链体分子空穴,但当在两个GGG中同时插入A时,G-四链体结构难以形成。基于K＋线性响应范围的变化（由0.02-1 mmol/L变为0.2-16 mmol/L）,可以改进基于DNA的K＋传感器,使直接测定人体血清中K＋的含量成为可能。

脉冲等离子弧焊穿孔熔池的等离子云传感

在探针法检测等离子云理论基础上,研制了实用化的多探针等离子云传感器,并利用尾焰传感器对比检验了所设计传感器的可靠性和检测精度。将等离子云传感器应用于脉冲等离子弧焊穿孔熔池小孔状态检测,并对检测信号的波形特征做了深入研究。分析表明,等离子云检测信号中负脉冲信号可以作为脉冲等离子弧焊穿孔熔池的状态变化的特征判据,负脉冲信号的频率则可以作为脉冲焊接是否保持“一脉一孔”焊接的特征判据。等离子云电压信号可以很好的反映穿孔熔池的状态。

基于复合纳米结构的局域表面等离子体光学传感器

局域表面等离子体光学传感器由于其体积小、灵敏度高、免标记等特点成为目前传感器研究热点之一。然而由于银纳米结构的生物兼容性以及氧化问题,成为该传感器发展的瓶颈。提出了利用金/银混合的金属纳米结构克服上述困难,并从有限时域差分数值计算方法入手,设计了银层50 nm,金层5 nm的六边形分布三角形复合传感结构,并利用纳米球自组装技术实现了该类型传感器。同时,与生物分子蛋白A的结合实验结果表明,该传感器在生物分子溶液浓度213.85 nM的条件下仍然具有较高的灵敏度。

石墨烯及其衍生物在离子传感中的应用

离子传感器的检测对象主要是在水中痕量存在的、但对人体健康或生态环境有重大影响的离子。石墨烯独特的热学、电学与机械性质使得其在离子传感领域受到广泛的关注。目前,人们通过对石墨烯进行修饰和功能化,得到了石墨烯的诸多衍生物和相关的复合材料,满足了不同条件下的传感要求。本文主要选取了石墨烯及其衍生物在Hg^(2+)、Pb^(2+)、Cu^(2+)、K^+等传感中的应用进行了简要介绍,对这些石墨烯及其衍生物基离子传感器的传感机理进行了概括性说明,并对石墨烯及其衍生物基离子传感器的发展趋势进行了展望。

集成波导型表面等离子体共振传感芯片及其理论分析

集成波导型表面等离子体共振传感芯片是表面等离子体共振传感技术和微电子制造技术相结合的产物。介绍了集成表面等离子体共振传感芯片的工作机理和基本结构,并通过基于传统波导模式的分析法结合表面等离子体波的色散方程,发展出简单实用的波导表面等离子体共振分析方法。利用该方法对波导型表面等离子体共振传感芯片的工作状态进行了理论建模,给出了各特性参数之间的关系。这证明该方法是分析等离子体共振传感芯片优化的有力工具。

NaCl浓度改变对人类神经元钙传感蛋白结构的影响:来自分子动力学模拟证据

背景:人类神经元钙传感蛋白是一个含有高电荷的蛋白,对溶液温度极其敏感,但溶液中离子浓度的变化是否能够改变蛋白结构,进而影响其正常功能的发挥,尚未发现相关研究。目的:探讨溶液中NaCl浓度的微小改变对人类神经元钙传感蛋白结构动力学影响的分子机制。方法:采用全原子计算机动力学模拟的方法,将蛋白质数据库中ID为2LCP的人类神经元钙传感蛋白前两个能量最低的结构作为初始结构,能量最小化后,将蛋白置于NaCl浓度分别为0.1,0.3和1 mol/L的水溶液中,以高速摄像速度(ps,10-12s)记录蛋白在模拟体系中的运行和变化情况。结果与结论:溶液中NaCl浓度升高,(1)人类神经元钙传感蛋白柔性增加,整体结构和局部的疏水口袋体积增大;(2)蛋白C端尾部L3蜷缩,首尾氨基酸D176和V190之间的次联系路径数量明显减少,导致两者之间的联系减弱;(3)蛋白N段和C段氨基酸之间的联系削弱,但两段段内氨基酸联系明显增强;(4)蛋白正负电荷间形成的盐桥数量和百分比均降低,尤其在0.3 mol/L NaCl水溶液中的减少更为明显。(5)结果说明,人类神经元钙传感蛋白对溶液NaCl浓度的改变非常敏感,NaCl浓度的微小变化能够引起蛋白关键结构的改变,从原子-分子的视角,为人类神经元钙传感蛋白在不同溶液环境中的结构变化提供理论参考。

羟基磷灰石在传感领域应用的研究进展

传感器具有使用便捷、快速、灵敏等优点,在多种检测领域都具有巨大的潜力。羟基磷灰石(Hydroxyapatite,Ca_(10)(PO_(4))_(6)(OH)_(2),HAp)是脊椎动物骨骼、牙齿的主要无机成分,被广泛应用于生物医用材料领域。近年来,羟基磷灰石凭借独特的三维网状结构、良好的稳定性、优异的吸附性与离子交换性,被广泛用作传感材料,展示出巨大的潜力。由于导电能力与力学性能的制约,纯羟基磷灰石单独使用时效果不佳,为了进一步提高其综合性能,研究者们主要尝试对其进行离子(如Ag^(+)、Fe^(2+)、Pb^(2+)等)掺杂改性,或与其他材料(如石墨烯、碳纳米管、导电高分子、生物酶等)制备成复合材料,在提高灵敏度与稳定性、降低检测限等方面取得了一定的进步。与其他气体相比,羟基磷灰石及其复合物对氨气和醇类气体具有更佳的传感性能,可以实现室温下对较低浓度有毒有害气体的准确检测。得益于良好的离子交换性,羟基磷灰石修饰的传感电极可用于检测Pb^(2+)、Cu^(2+)、Hg^(2+)、As^(3+)、Cd^(2+)等多种重金属离子,适用于环保、医疗等领域。羟基磷灰石还可用于检测生物质(包括尿酸、葡萄糖、左旋多巴等10余种),而若作为生物酶的载体,可以实现对特定物质的特异检测,具有良好的选择性。羟基磷灰石还可作为湿敏传感材料,通过掺杂金属离子改性提高导电性能,是改善其湿敏性能的有效途径。另外,羟基磷灰石在光、磁、热传感方面的研究也有报道。本文首先简单介绍了HAp的基本结构、性能和制备方法,然后重点综述了HAp及其复合材料在气体传感、离子传感、生物传感以及湿度传感领域的研究进展,并对其未来研究方向进行了展望。

基于二茂铁的多响应信号体系对不同类别客体的识别与传感

合成了一种通过脲基将喹啉基团连接到二茂铁上的双取代衍生物FcQL,采用1 HNMR和元素分析对其进行了表征,研究了其对常见阴离子和阳离子的传感性质。结果发现,该化合物能通过产生混合价吸收而传感Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅲ),通过氧化还原电位的变化传感高电负性的易形成氢键的阴离子。

针型化学传感器研制及其在体检测的应用及前景展望

针型化学传感器是以针状物(针刺针、不锈钢针头、钨丝、针型塑料和铂丝等)为基体的一类检测仪器,能够实现生命体内某些特定化学物质的微创、在体和实时监测。本文结合团队国家中医药管理局科研三级实验室——医用化学传感器实验室多年的工作,参考国内针型化学传感器研究,对针型化学传感器检测钙离子、氢离子、氧分压、多巴胺、5-羟色胺、乙酰胆碱、去甲肾上腺素和腺苷等化学量的基本原理和研究、应用进展特别是在中医研究中的应用进行介绍,以期推动针型化学传感器的研究,为中医针灸研究提供技术支撑。

SPR传感检测抗体结合蛋白与IgG相互作用的研究

将自研的基于波长扫描的表面等离子体共振传感系统与动力学分析方法相结合,研究葡萄球菌蛋白A、链球菌蛋白G与免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)的相互作用关系.实验测得,蛋白A和蛋白G与IgG的结合速率常数分别为1.3×10^5 L·mol^-1·s^-1和5.0×10^4 L·mol^-1·s^-1,说明蛋白A与IgG的结合效率更高.同时测得蛋白A和蛋白G与IgG的解离速率常数分别为2.1×10^-2 s^-1和5.0×10^-3 s^-1,说明蛋白G与IgG形成的复合物更稳定.此外,由解离速率常数与结合速率常数的比值得出蛋白G对IgG的亲和力较大.实验结果可为优化抗体固定方法提供必要参考和理论支撑.

一种对MnO4-和H_(2)PO_(4)^(-)具有选择性识别的基于Cd^(Ⅱ)配位聚合物的双功能荧光传感器

以4,7⁃二(1H⁃1,2,4⁃三氮唑⁃1⁃基)⁃2,1,3⁃苯并噻二唑(DDBD)为主配体,1,4⁃萘二甲酸(H_(2)NDC)为辅助配体,通过溶剂热法合成得到了一例三维Cd^(Ⅱ)配位聚合物[Cd_(2)(DDBD)(NDC)_(2)]_(n)(JXUST⁃16)。借助单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、热重分析等对其进行了结构表征。在JXUST⁃16中,相邻的Cd^(Ⅱ)离子通过羧酸配体NDC_(2)-桥联形成对称三核Cd^(Ⅱ)簇,由此延伸形成一维链,相邻的一维链进一步通过DDBD桥联形成三维结构。JXUST⁃16能稳定存在于有机溶剂和不同pH值水溶液中,且阴离子荧光传感实验表明:JXUST⁃16能够作为一种双功能荧光传感器识别MnO_(4)^(-)和H_(2)PO_(4)^(-)。此外,MnO_(4)^(-)因吸收竞争机制对JXUST⁃16表现出荧光猝灭效应;H_(2)PO_(4)^(-)对JXUST⁃16具有一定红移和荧光增强效应,其荧光增强可用吸收增强机制解释。