基于荧光光镊与机器学习的单细胞血液分类方法

利用物种间血液成分的差异来识别物种,对生物医学、医疗健康、海关、刑侦、食品安全、野生动物保护等工作十分重要。但目前的研究都是针对群体细胞展开,忽略了单细胞的异质性,开展基于单细胞的血液光谱分类方法研究非常迫切。在此提出了一种基于荧光光镊和机器学习的单细胞血液分类方法,利用光镊实现了单细胞捕获,通过荧光光谱检测系统获得了单细胞荧光光谱数据,并基于机器学习方法实现了准确分类。首先,设计并搭建了一套荧光光镊系统,实现了单细胞捕获和荧光光谱检测。然后,制备了马、猪、犬、鸡四种动物的红细胞稀释液,以440 nm激光作为荧光激发光源,获得了四个物种每种100条、共计400条荧光光谱数据,并进行了背景去除、平滑、归一化的预处理,消除了信号中的噪声干扰。随后,建立了随机森林分类模型,分析了当抽取特征数k=20时,模型中树的棵数与预测准确率之间的关系,当决策树m=500时,分类正确率趋于稳定,有很高的分类正确率和运行效率。进一步地,设定样本数据的30%作为测试集、70%为训练集,计算不同波长与特征重要性之间的关系,得到了10个分类准确率,并取平均值作为模型分类的准确率,测试集最终准确率达到93.1%,方差为0.31%。最后,计算了混淆矩阵,对模型预测精度进行了评价,鸡的分类正确率最高,马的分类正确率最低。分析表明,对分类有重要贡献的物质分别是卟啉类物质、血红素和黄素腺嘌呤二核苷酸。总之,研究表明,将荧光光镊与机器学习方法相结合,可实现单细胞水平的血液分类,较高的分类正确率验证了这种方法的可行性和有效性。同时,该方法不需要过多样品就能满足建模需求,避免了因浓度低带来的荧光自吸收强度过低等问题,具有快速、准确分类的优点,具有非常重要的潜在应用价值。

荧光光电化学法测定护肤品铅、汞等6种重金属含量

建立荧光光电化学分析法,同时测定护肤品中的As、Pb、Cr、Ag、Cd、Hg。样品经过消融,采用光电化学技术进行检测,6种重金属含量在线性范围内呈现良好的线性关系,相关系数达到0.999968,加标回收率为99.38%~104.86%,相对标准偏差(RSD)为0.055%~1.10%,方法的检出限在0.0035~0.007ug/mL。本方法对于护肤品多种重金属含量的检测分析结果准确率高,可靠性强,适合检测护肤品中的多种重金属含量的检测。

基于紫外荧光光导的增强型局部放电光电传感技术对比研究

本文从提升局部放电光电检测效率角度出发,采用Dy^(3+)和Ce^(3+)掺杂荧光玻璃作为前端耦合光导,提升了放电紫外光谱波段的检测效率,并通过荧光光导与单光子器件相配合的方式,实现了宽光谱、高灵敏度的局部放电光电探测。研究中,首先对两种荧光光导的激发光谱和荧光光谱特性进行了对比分析,计算了其与硅光电倍增管和光电倍增管的匹配效率,在此基础上对两种光导的光度衰减时间和荧光脉冲滞后时间进行了测定,最后通过局部放电的实测,对比分析了两种光导测试系统的灵敏度、线性度及其在放电统计特性上的差异。

稀土配合物分子内能量传递和弛豫过程的光声和荧光光谱研究

将光声光谱和荧光光谱两种互补的手段结合起来 ,从无辐射跃迁和辐射跃迁两个角度讨论了固态稀土配合物的激发 弛豫过程。测定了稀土配合物 (Tb(AA) 3·2H2 O、Tb(AA) 3bpy和Tb(AA) 3phen)固体粉末的光声光谱和荧光光谱。与荧光光谱相结合 ,光声光谱反映了不同配合物发光效率的变化 ,Tb(AA) 3phen、Tb(AA) 3·2H2 O和Tb(AA) 3bpy的发光效率依次增强。研究了配合物的分子内能量传递和弛豫过程 。

氢化物发生原子荧光光谱法测定西红花柱头中的硒

应用AFS - 2 30型双道原子荧光光谱计进行了氢化物发生原子荧光光谱法测定西红花柱头中硒的研究 ,方法中采用硝酸做介质 ,并对各种最佳分析条件进行了测定。线性范围为 1.5～ 15 μg/L ,相关系数R =0 .9999,回收率为 90 %～ 97%。采用标准曲线法对 4种不同产地的西红花干燥柱头中硒进行了测定。该方法操作简单、快速 ,精密度好 ,准确性高 ,检出限较低 ,经济 ,便于推广应用。

乌拉地尔的荧光光谱研究及测定

建立了一种测定制剂中乌拉地尔的荧光分光光度法。用荧光分光光度法研究了不同溶剂和pH下乌拉地尔的荧光光谱性质。在pH5.0缓冲溶液中,在3.30×10-7～1.65×10-5mol/L浓度范围内,285nm紫外光的激发下,乌拉地尔在365nm处的荧光强度与浓度呈良好的线性关系。线性相关系数为0 9975,测定片剂和针剂的平均回收率分别为99.0%和99.8%,相对标准偏差小于3 0%。

金纳米薄膜的荧光光谱特性

采用电化学方法制备了胶体金纳米球状颗粒 ,并利用自组装方法在石英玻璃衬底上镀制了金纳米薄膜。在室温下测得其紫外 可见吸收光谱和荧光发射光谱。在吸收光谱中观察到两个吸收峰 ,其中 6 10nm处的吸收峰来源于凝聚金纳米颗粒纵向的表面等离子体共振。在荧光发射光谱中也观察到与纵向表面等离子体共振有关的长波段的发射峰。增加激励光强度或增加薄膜中金粒子数密度都将导致新荧光发射峰的产生 ,这表明金纳米薄膜中存在循环多重散射 ,并由此引发了荧光发射峰数目和强度的变化。

诺氟沙星的荧光光谱研究及其应用

采用荧光光谱法研究了诺氟沙星在不同 pH条件下的光谱行为 ,发现诺氟沙星在pH 3 0 4的水溶液中具有较强的荧光发射 ,与中性介质相比荧光发射光谱红移了 30nm。据此分别建立了药物制剂中和人体尿液中诺氟沙星的荧光光谱法和同步 导数荧光光谱法。经样品测定 ,其线性范围为 0 0 16～ 0 96 μg·mL-1,检出限为 0 0 16 μg·mL-1,回收率为 99 7%～ 10 0 94 % ,相对标准偏差为 1 6 5 %～ 2 86 %。

牙齿组织自体荧光光场仿真分析

利用有限元数值方法对扩散方程进行求解,将激发光场作为荧光传输扩散方程的光源,获得了二维牙齿模型内部自体荧光光场的分布。讨论了牙釉质和牙本质不同散射系数时牙齿上表面的荧光能量分布。发现牙齿上表面荧光能量随牙釉质散射系数的增大而降低,随牙本质散射系数的增大而增大。并对牙釉质和牙本质的散射系数的改变量对荧光能量的影响进行了定量分析,结果表明βe=2.62,βd=0.0502,牙釉质散射系数的改变对荧光能量的影响远远大于牙本质。利用Monte Carlo随机统计方法对牙齿组织自体荧光进行仿真,发现与有限元结果吻合较好,验证了有限元求解组织体荧光光场分布的正确性。

动力学荧光光度法测定痕量碘的研究

通过研究三价铈在稀酸溶液的荧光性质,得知最大激发光波长258nm,最大发射光波长354nm,而四价铈在相同条件下无此特性。根据四价铈与三价砷在碘催化下速度发生变化使四价铈还原成三价铈,而建立动力学荧光法测定痕量碘的分析方法。本法灵敏度高,检出限可达0.042μg/mL,线性范围0.1～0.5μg/mL,用此方法测定食物中痕量碘获得满意结果。

血清中盐酸洛美沙星的测定及荧光光谱特性

用荧光分光光度法研究了盐酸洛美沙星在血清中的荧光光谱特性 ,并对其在血清样品中的含量进行了测定 .用乙腈沉淀蛋白对血清进行预处理 ,在硼酸盐缓冲溶液中 ,用硫酸调节酸度 ,并使其 p H值为 3.0 ,以β-环糊精为荧光增敏剂 .通过扫描其激发光谱和发射光谱 ,可知盐酸洛美沙星在血清中有以下荧光特性 :盐酸洛美沙星血清提取液和盐酸洛美沙星的标准溶液具有相同特征的激发光谱和发射光谱 ,其激发波长为 2 88nm ,发射波长为 45 0 nm ,也即药物光谱不受血清成分干扰 ,但血清样品对盐酸洛美沙星的荧光强度造成强烈的荧光猝灭 .测定血清中盐酸洛美沙星的线性范围为 :0 .0 0 5～ 5 .0 μg· ml- 1 ,其回归方程为 :Y=- 0 .2 370 + 4.80 9X(R=0 .996 8) ,血清中盐酸洛美沙星的平均回收率为 :99.5 % ,方法的相对标准偏差为 :0 .82 % (n=5 ) .

超声波辅助消解-氢化物发生-原子荧光光谱法测定土壤中全硒

作为对NY／T1104-2006中所列方法的改进，土壤样品经硝酸-高氯酸消化，超声波辅助消解20min后，在铁氰化钾-盐酸体系中，选用最佳测定条件，用氢化物发生-原子荧光光谱法测定土壤中全硒。方法的线性范围在20μg·L^-1以内，检出限（3s／k）为0．01μg·L^-1。按此改进的方法测定了土壤标准物质（GBW07419）中硒量，测定结果的平均值（0．13μg·g^-1）与证书值（0．14±0．04μg·g^-1）一致。用标准加入法在3个不同浓度水平上对方法的回收率及精密度作了试验，测得回收率在90％～112％之间，相对标准偏差（n=11）在1．8％～3．7％之间。

非色散原子荧光光度计计量检定规程中相关问题的探讨

探讨了非色散原子荧光光度计检定中部分技术指标与检测方法对高灵敏度、智能化新型仪器的适应性,提出了相关修改补充建议.经实际计量检定证明行之有效,较好的解决了实际工作中遇到的无法实施或检定指标与具体检测要求不相适应的问题,保证了计量检定后仪器分析结果的准确程度与公正性.

InGaN/GaN多量子阱热退火的拉曼光谱和荧光光谱

通过拉曼光谱及荧光光谱测量研究了采用低压金属有机化学沉积(MOCVD)方法生长的InGaNGaN多量子阱高温快速热退火处理对量子阱光学性质的影响。观测到退火后InGaNGaN量子阱的拉曼光谱E2,A1(LO)模式的峰位置出现了红移,而且该振动峰的半高宽也有微小变化。温度升高退火效果更明显。退火使量子阱内应力部分消除,同时In,Ga原子扩散出现相分离使拉曼谱表现出变化。在常温和低温下的光荧光谱表明,退火处理的量子阱发光主峰都出现了红移;而且低温退火出现红移,退火温度升高相对低温退火出现蓝移;同时在低温荧光光谱里看到经过退火处理后原发光峰中主峰旁边弱的峰消失了。讨论了退火对多量子阱光学性质的影响。

以UV胶为纤芯本底的CdSe/ZnS量子点光纤光致荧光光谱的传光特性

制备了一种以紫外(UV)固化胶为纤芯本底的CdSe/ZnS量子点掺杂光纤.通过测量不同掺杂浓度和光纤长度下的量子点光致荧光光谱,得到了荧光峰值强度与量子点掺杂光纤浓度和长度的关系,确定了UV胶纤芯本底下的量子点的吸收系数、合适的掺杂浓度和光纤长度.结果表明:UV胶在光纤中具有吸收小、收缩率低、与石英光纤包层折射率匹配、性能稳定等特点,是一种比较理想的实验室制备量子点光纤纤芯本底的材料.

PbSe量子点硅酸盐玻璃光纤的制备及光纤光致荧光光谱特性

对钠硼铝硅酸盐玻璃熔体进行拉丝,再经过退火热处理,制备得到光纤直径80~130μm的PbSe量子点玻璃裸光纤.透射电镜分析发现光纤中PbSe量子点的晶粒尺寸为4.2~5.5nm,掺杂体积比约1%.对量子点光纤的柔性进行了初步测试.以980nm泵浦激光作为激励源,用荧光光谱仪观测了量子点光纤的荧光发射谱.结果表明:合适的量子点光纤的退火条件跟块玻璃不同.当退火温度为500~600℃、热处理时间为5~10h时,观测到量子点光纤有强烈的荧光辐射,峰值波长位于1 300~1 450nm,半高全宽达200~330nm.光纤最佳退火温度为600℃、时间7.5h.本文得到的量子点玻璃光纤可进一步制备成玻璃基底的量子点光纤型增益器件光纤放大器、光纤激光器等.

低浓度掺杂CdSe/ZnS量子点光纤光致荧光光谱特性研究

制备了一种半导体量子点CdSe/ZnS低浓度掺杂的光纤,测量了不同掺杂浓度和不同光纤长度下光纤出射端的光致荧光光谱,分析了掺杂光纤长度和浓度对量子点光纤荧光光谱特性的影响.结果表明,与掺入光纤前相比,光纤中的量子点荧光发射峰值波长出现红移.在掺杂光纤长度为1～20cm和掺杂浓度为(0.33～2.5)×10-2mg/mL的实验范围内,红移量随着掺杂光纤长度的增加和掺杂浓度的提高而增大.对给定的激励功率,荧光发射峰值强度对应有一个最佳的量子点光纤长度.对于给定的量子点光纤长度,荧光发射峰值强度对应有一个最佳的量子点掺杂浓度.

原子荧光光度法测定水中汞的不确定度分析

用原子荧光光度法对测定水中汞的不确定度进行分析 ,找出影响不确定的因素 ,对测量不确定度进行计算和评定 ,结果表明影响其测量不确定度主要因素是原子荧光光强度值带来的不确定度 。

荧光光谱法鉴别棉纤维上的染料

棉纤维是法庭科学实验室中常见的微量物证之一。由于常用于棉纤维染色的染料种类较多,有直接染料、硫化染料、还原染料、冰染染料、活性染料等,所以在对棉纤维进行检验时,为了得到准确、可靠的结论,除应检验纤维的种类、形态外,还必须对棉纤维上的染料进行检验。曾有人用荧光光谱法对毛腈纤维上的染料和棉纤维上的还原染料进行了分析。本文采用荧光光谱法测定了红色、蓝色共30种棉纤维上的染料提取液,为纤维上染料的分析测定建立了一种灵敏度高,操作简便,快速的方法。

胃癌荧光光谱特性初步研究

目的 应用激光荧光光谱解析法研究胃肿瘤组织中的荧光组成变化 ,从而分析胃肿瘤组织中荧光成分相对于正常组织中含量的变化 ,深入探讨诊断胃肿瘤的依据。方法 用氮分子激光器及OMA系统组成激光诱导荧光检测系统 ,检测并对照分析 7例离体正常胃组织和肿瘤组织标本的荧光谱。采用 1组高斯 (gauss)函数作为基函数进行荧光谱线拟和 ,对离体正常和肿瘤胃组织荧光光谱进行解析。结果 在荧光 35 0～ 6 5 0nm的特定光谱波段 ,胃肿瘤组织荧光光谱在 4 2 0nm处与正常胃组织荧光光谱有较大差异 ,分析在胃癌组织中 ,该荧光峰所对应的成分含量低于正常组织中该成分的含量。这种差异为利用激光诱导荧光光谱分析方法诊断人体组织中的肿瘤提供了新的可能性。结论 胃肿瘤组织中缺少荧光峰在 4 2 0nm附近的正常胃组织荧光成分。