早期香蕉枯萎病Foc4双探针核酸纸基检测传感器研制

为实现对早期香蕉枯萎病4号生理小种(fusarium oxysporum f.sp.cubense 4, Foc4)的准确检测,该研究提出一种基于胶体金的双探针纸基传感器。该传感器将2种不同粒径的胶体金分别与检测探针和信号增强探针结合,利用DNA探针代替抗原和抗体,形成双探针体系,通过增加信号增强探针降低检测限。基于目标序列与双探针体系的碱基互补配对形成“金标探针-目标序列-T线探针”复合物并在传感器的测试区被捕获,10 min内形成肉眼可见的目标产物,通过分析测试条带得到光强度峰面积并代入标准曲线中,实现Foc4定量检测。试验结果表明,双探针纸基传感器的检测限达到0.001 nmol/L,是传统纸基传感器的100倍,提高了检测灵敏度;在0.001~1 000.000 nmol/L范围内,Foc4浓度与测试线光强度峰面积呈线性关系;使用高浓度非互补探针进行试验干扰,发现非互补序列对检测效果基本无影响,表明该传感器具有较好的特异性;香蕉叶片Foc4检测的平均回收率为77.6%~102.3%,相对标准偏差为7.4%~7.7%。与传统形态学观察等检测方法相比,该研究提出的双探针核酸纸基检测传感器可以及时、快速、准确地判断早期Foc4的存在,具有良好的推广性和实际应用价值。

基于Eu^(3+)-生物质碳量子点探针的比率型荧光传感体系检测盐酸四环素

该文以橙皮为原料制备的碳量子点(CDs)与铕离子(Eu^(3+))构建双发射比率型荧光探针(Eu^(3+)-CDs)并用于抗生素盐酸四环素的检测。在370 nm激发波长下,Eu^(3+)-CDs荧光探针在425 nm处出现较强的蓝色荧光峰,在617 nm处出现较弱的红色荧光峰。随着盐酸四环素浓度的逐渐增大,Eu3+与盐酸四环素螯合形成的配合物增多,在425 nm处的CDs荧光(I_(F425))逐渐减弱,而617 nm处铕配合物的荧光(I_(F617))逐渐增强,可基于荧光强度比I_(F617)/I_(F425)的变化对盐酸四环素进行测定。考察了Eu^(3+)的浓度、pH值和反应时间对探针荧光强度的影响。在最佳条件下,该双发射比率型荧光探针对盐酸四环素具有特异性识别能力,荧光强度比(I_(F617)/I_(F425))与盐酸四环素浓度在10~100µmol/L范围内存在良好的线性关系,相关系数r^(2)=0.9926,检出限为5.09µmol/L。该方法成功用于猪肉中盐酸四环素含量的检测,加标回收率为102%~110%,相对标准偏差为0.20%~2.4%,具有较好的实用性。

炭疽杆菌双毒力因子荧光PCR检测方法的建立及应用

由炭疽杆菌(Bacillus anthracis)引起的炭疽(anthrax)是严重危害人类和家畜健康的重大传染病。为了提高出入境口岸对不明粉未快件样品的查验效率,防范通过包裹夹带生化武器,本研究使用TaqMan探针技术,建立了针对炭疽杆菌两种毒力质粒pOX1和pOX2的双重荧光PCR检测方法,并对该方法的特异性、灵敏性和稳定性进行了试验。结果显示:本研究建立的炭疽杆菌双重荧光PCR检测方法具有较强的特异性,只特异性检出炭疽杆菌pOX1和pOX2,而与金黄色葡萄球菌等19种对照病原菌均无交叉反应;灵敏度与单重荧光PCR方法相近,最低检测限可达10 copies/μL;稳定性好,反应体系低温保存2、4、6、8个月后,检测阳性质粒的Ct值和峰值相差不大。应用该方法检测600份猪牛羊组织样本,均未检出炭疽杆菌阳性核酸。本研究建立的双重荧光PCR检测方法为炭疽杆菌的快速检测提供了技术支撑。

双路偏振结构的激光多普勒测速系统

为了消除光束倾角带来的不确定性,本文建立了一种双路偏振式激光多普勒测速系统。该系统使用双光束双探头结构来探测物体的运动信息。首先,通过转动实验精确获得双光束间的夹角大小,对于任意光束倾角,本文采用双探头装置收集运动物体表面的散射光束,结合双路偏振式光路结构,得到两路干涉信号的多普勒频移。然后,创新性采用了细化分帧算法对两路干涉信号进行实时解调,通过两路速度分量的合成得到物体真实速度。实验结果表明:速度在10 mm/min~1500 mm/min范围内,测量值与理论值之间的平均误差可以达到1%~5%。在非平稳运动过程中,通过细化分帧算法修正后的v-t图像RMSE均值为1.19 mm/min。该系统结构满足速度测量的稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等要求。

量子点修饰Ln-ZIF杂化材料的构筑及其对单宁酸的荧光检测

采用一步水热法制备了一种具有新型褶皱球结构的镧系金属Eu3+掺杂的金属有机骨架材料Eu/ZIF-67,并进一步通过配位键合的方式将ZnO量子点负载到Eu/ZIF-67的表面,形成了一种类沸石咪唑酯骨架的双发射荧光杂化材料Eu/ZIF-67@ZnO QDs。通过对材料的结构、形貌以及荧光传感性能表征分析,发现该荧光材料具有ZnO量子点和镧系红光铕离子的双重荧光发射。此外,进一步探究了Eu/ZIF-67@ZnO QDs对单宁酸的荧光传感性能。结果表明,单宁酸能够有效猝灭Eu/ZIF-67@ZnO QDs在ZnO QDs处的特征荧光发射,检出限为0.029 9μmol/L。同时,Eu/ZIF-67@ZnO QDs对单宁酸的荧光响应具有抗干扰能力,可作为一种经济高效的荧光传感器来特异性识别单宁酸。

基于双功能纳米探针的免疫层析技术在食品安全检测中的应用

免疫层析技术在基层食品安全监测中发挥着举足轻重的作用。探针材料是决定免疫层析试纸条检测性能的关键。大量研究表明,基于功能集成化策略的双功能纳米材料作为探针可极大地提升免疫层析方法的性能。基于双信号探针的免疫层析方法、基于磁性光学纳米探针的免疫层析方法和基于探针催化信号放大的多级比色免疫层析方法因优异的分析性能和巨大的应用潜力而备受关注。该文详细阐述了这三类免疫层析技术的原理、发展现状及其在食品安全检测方面的应用,并讨论了该领域的发展趋势和面临的主要挑战。

一种带外部锁场通道的小型化核磁共振射频探头设计

温度漂移是影响桌面式核磁共振波谱仪测量精度的一个重要因素,在探头中添加锁场线圈实现场频联锁是抑制温度漂移的常用手段.本文基于实验室紧凑型Halbach磁体,设计了一套带有外部锁场功能的双通道探头.针对目标区域,使用COMSOL仿真对比了螺线管线圈、鞍形线圈和亥姆霍兹线圈的磁场均匀性、信噪比和品质因数,发现螺线管线圈具有最佳综合性能.进一步针对螺线管线圈结构,对线圈直径、高度、匝数、匝间距以及漆包线半径进行了仿真优化,得到漆包线半径为0.4 mm、线圈直径和高度为8.2 mm、匝间距为1.6 mm、匝数为5是最优螺线管尺寸.基于仿真结果,制作了探头实物,并配合外围电路进行测试.结果表明,两个线圈通道之间串扰较小,信号检测通道信噪比达到50以上,锁场通道信噪比达到20以上.锁场实验结果表明,添加锁场后整体系统的频率漂移约为0.2 ppm/h(1 ppm=10^(-6)),验证了此探头设计可用于基于紧凑型Halbach磁体的磁共振设备.

基于磁性纳米颗粒伏马菌素B双探针竞争ELISA检测方法的建立

建立一种基于磁性纳米颗粒能同时检测样品中伏马菌素B_(1)(fumonisin B_(1),FB_(1))、FB_(2)和FB_(3)总量的双探针竞争酶联免疫吸附实验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测方法。采用通过活化酯法制备磁性纳米颗粒-FB_(1)捕获探针,利用改良过碘酸钠法合成McAb-HRP探针,对检测步骤进行优化,确定最佳反应条件。所建立检测方法对FB_(1)和FBs的检测范围分别为0.07~1.98 ng/mL和0.10~9.86 ng/mL。在玉米样品中加标回收率范围为86.2%~105.1%。所建立方法检测结果与液相色谱-串联质谱检测结果的相关系数(R^(2))为0.9966。双探针竞争ELISA检测法检测速度快、准确性高、重复性好,为玉米中伏FBs的快速筛选提供了新方法。

双探头H-ADCP在线流量监测系统在西江黄金水道流量监测的应用初探——以梧州水文站为例

梧州水文站上游约2000 m是干流浔江与支流桂江交汇处,下游170 m为云龙大桥,水流形态复杂,实现流量在线监测是一大难题。尝试基于回波强度判断H-ADCP单元流速的有效性,通过建立双探头H-ADCP不同单元流速组合计算的指标流量与断面流量模型及水量计算分析来研究双探头H-ADCP在线流量监测系统在西江黄金水道梧州水文站河段的适用性。结果表明,水位在3.29~22.31 m,指标流量在3270~39500 m^(3)/s时双探头H-ADCP在线流量监测系统可在梧州水文站应用。

一种新型黏度和硫化氢荧光探针的制备及应用

黏度是一个重要的微环境参数,同时硫化氢(H_(2)S)也是一种重要的气体分子,这两者都会参与和影响许多生理和病理过程.因此,对细胞内黏度和H_(2)S浓度变化的检测具有实际意义.设计合成了荧光探针Mito-ANP,实现了同时检测体系内黏度和H_(2)S.当体系的黏度增加时,探针Mito-ANP的旋转被禁止,从而释放出红色的荧光.而加入H_(2)S后,探针Mito-ANP的双键与H_(2)S发生亲核加成反应释放出绿色荧光.探针Mito-ANP与硫化氢(H_(2)S)和黏度呈良好的线性关系,并且对H_(2)S具有专一的选择性.此外,探针Mito-ANP还能成功地用于神经细胞中硫化氢和黏度变化的荧光成像.

基于双荧光中心碳量子点的比率型荧光探针快速检测乐果

环境和农产品中乐果的残留,对人体和生态环境都造成了巨大的威胁。急需构建一种高效、简便及廉价的检测方法用于乐果的快速检测。通过对木糖和碳酸氢铵进行简单的水热处理,成功制备了掺杂氮型碳量子点(N-CQDs)。N-CQDs的激发光谱表明,其在238和330 nm处各有一个荧光中心,它们的荧光发射中心均位于402 nm左右。随着乐果的不断加入,238 nm激发的发射光谱能在1 min内被有效猝灭,而330 nm激发的发射光谱荧光变化不明显,基于此构建了比率型荧光探针用于乐果的快速检测。在最佳反应条件下,比率型荧光探针对乐果的检测范围为2~100和100~180 ng·mL^(-1),检出限为0.67 ng·mL^(-1)。常见的离子和农药对乐果的干扰不大,表明该比率型荧光探针无需特异性酶的标记即可对乐果显示出良好的选择性。该方法用于实际火龙果样品中乐果的检测,并与国家标准规定的气相色谱-质谱法(GC-MS)比较。所建立的方法在实际火龙果样品检测中回收率在92.55%~102.24%之间,其相对标准偏差(RSD)小于3.62%(n=3)。而国标规定的GC-MS法的回收率在84.22%~100.64%之间,RSD在2.95%~10.95%(n=3)之间。结果表明,与GC-MS法相比,所建立的比率型荧光探针显示出更高的准确度与精密度,实验结果令人满意。

梧州水文站水平式双探头ADCP在线测流系统比测分析

梧州是全国首批25个重点防洪城市之一,历年来防洪任务繁重,防汛形势极为严峻。梧州水文站使用测船在高洪水位进行流量测验时存在一定安全风险。为确保测验安全,减少工作强度,提高信息采集自动化和测报能力,在梧州水文站开展水平式双探头ADCP流速与断面平均流速(走航式ADCP)进行同步比测率定分析,精度符合规范要求,在线测量数据满足现实使用要求。

环境水样中S^(2-)的CQDs双发射比率荧光测定

以葡萄糖为碳源、对苯二胺为氮源,一步水热法合成了新型双发射荧光碳量子点(GP-CQDs),对该GPCQDs的形貌及光谱特性进行了研究。实验发现,在单一波长λ_(ex)=300 nm激发下,该GP-CQDs于348 nm和452nm处有双发射荧光信号。将MnO_(4)^(-)加入GP-CQDs溶液,GP-CQDs于452 nm处的荧光信号完全猝灭,而348 nm处的信号基本不变。于上述猝灭体系中继续加入S^(2-),其于425 nm处产生新的荧光发射峰,相较于GP-CQDs原452 nm处的荧光信号,发射峰位置发生蓝移,且发射峰强度随S^(2-)的浓度增加线性增强,而348 nm处的信号无增敏现象。根据该现象,以425 nm处的荧光峰为响应信号、348 nm荧光峰为参比信号,可直接构建基于S^(2-)测定的比率荧光传感探针。实验对该探针的构建条件及分析性能进行了优化,当S^(2-)浓度在3.1×10^(-8)~8.0×10^(-6)mol/L范围内时,与348 nm和425 nm两处的荧光强度比值(I_(425)/I_(348))呈现良好的线性关系,检出限为9.41×10^(-9)mol/L(3σ/k)。对MnO4-及S^(2-)与GP-CQDs的作用机理进行了探讨。该方法简单、快速、灵敏度高,用于环境水样中S^(2-)的测定,结果满意。

可逆型荧光探针的合成及对Cu^(2+)和Pd^(2+)的双重检测

以6-肼基-8,9-二(萘-1-基)-9H-嘌呤、4-羟基-3-甲氧基苯甲醛为原料,通过简单的席夫碱反应合成了一种用于检测溶液中Cu^(2+)和Pd^(2+)的可逆型荧光探针(E)-4-({2-[8,9-二(1-萘基)-9H-嘌呤-6-基]肼亚基}甲基)-2-甲氧基苯酚(PHM)。并通过^(1)HNMR、^(13)CNMR、MS对其结构进行了表征。荧光光谱表明,PHM可以快速识别4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)缓冲溶液中的Pd^(2+)和Cu^(2+),并且不受其他金属离子的干扰。其在V(二甲基亚砜)∶V(H_(2)O)=9∶1(pH 7.4,用0.2 mmol/L HEPES缓冲液调节)溶液中对Cu^(2+)和Pd^(2+)的检出限分别为72.97和839.00 nmol/L。PHM对Cu^(2+)和Pd^(2+)的响应时间在1 min内,PHM与Cu^(2+)和Pd^(2+)以物质的量比1∶1和1∶2形成配合物。同时,肉眼可以察觉到视觉色调的明显变化。向配合物PHM-Cu^(2+)溶液中加入乙二胺四乙酸(EDTA)后,探针PHM呈现出明显荧光恢复响应,证实了PHM的可逆性。Job’s曲线和密度泛函理论均验证了探针PHM与Pd^(2+)和Cu^(2+)可能的络合机制。

双探针型海底热流计的结构优化

本文在现有海底热流探针制作技术条件下,首先建立了脉冲式双探针海底测量单元的有限元数值模型,模拟获得多组参数F的温度-时间数据,作为"实测"数据,再用脉冲加热有限长线热源(PFLS)模型求解待测介质热导率及其相对误差上限(RE_(λ-UL)),并以RE_(λ-UL)最小为原则,对双探针热流计的结构进行优化.结果表明:(1)在不同探针脉冲强度(q)、温度测量误差(ΔT_m)和探针长度(L)组合下,都存在最佳探针间距(Best_r),使得RE_(λ-UL)降到最低;(2)随着q增大或ΔT_m减小,Best_r逐渐增大;(3)当q、ΔT_m及探针半径(a)都给定时,Best_r与探针长度(L)呈线性正相关;(4)当a=1.0 mm,且q、ΔT_m分别取为628.0～1100.0 J·m^(-1)、0.5～1.0 mK,若L在20.0～42.0 mm之间时,则Best_r在18.0～30.0 mm之间,此时介质热导率相对误差上限可控制在5.5%以内,同时测量温度可在6 min内达到最大值,即脉冲加热开始后,温度测量只需约7 min,便可满足介质热导率的求解,这比目前常用的Lister型热流计所需海底测量时间缩短8 min左右.

B超引导下经皮肾镜双导管碎石术与气压弹道联合超声碎石术治疗鹿角形肾结石的疗效比较

目的:评价B超引导下经皮肾镜Cyberward双导管碎石术和气压弹道联合超声碎石术对于鹿角形肾结石的疗效。方法:前瞻性地将138例鹿角形肾结石患者随机分成双导管组(A组,n=71)和弹道联合超声组(B组,n=67)。比较两组间术前资料、手术时间、出血量、住院时间、住院费用、并发症。结果:两组均成功建立通道并且行一期碎石,术前两组间结石大小、年龄构成、合并症等均未见差别。术中碎石时间A组明显短于B组[(77.14±21.39)vs(84.25±20.62)mL,P=0.049],术中出血量以及术后诸指标差异无统计学意义。两组一期结石清除率分别为67.6%和70.1%,差别无统计学意义(P=0.854)。结论:两种碎石方法对于鹿角形肾结石均安全有效。双导管碎石术更加高效,操作更简单。

双探针原子力显微镜视觉对准系统

传统的原子力显微镜(AFM)受针尖形状和放置方式的影响很难测量线条的宽度和两个侧壁的形状,故本文提出采用双探针对顶测量方案来消除AFM针尖形状对测量结果的影响。介绍了一种基于机器视觉的双探针原子力显微镜对准系统,该系统将两个探针接触到一起,实现了双探针在三维方向上的对准。系统采用具有亚微米级分辨率的镜头,配合高分辨率的CCD来获得探针的清晰图像,用于在水平和垂直两个方向实时监控双探针的运动情况。采用基于石英音叉式的自传感自调节的原子力探针,无需外加光学探测系统,缩小了系统体积,避免了杂散光对视觉对准系统的干扰。最后对针尖进行了亚像素边缘提取,精确地获取了探针之间的相对位置,实现了亚微米级的双探针对准(1μm以内)。该结论由探针之间距离与幅度/相位曲线得到了验证。

基于Overhauser效应的磁场梯度探测器

为提高单探头磁力仪在自然环境中的抗干扰能力,设计了一种基于Overhauser效应的双探头磁场梯度探测器。文中介绍了Overhauser效应的基本原理,对仪器的射频激发系统、信号调理系统和频率计做了详细的描述。论文分析了射频系统的不稳定因素,并给出解决方案。针对拉莫尔旋进信号,提出一种基于FPGA的多通道测频算法,并对比测试使用该算法前后的结果,分析了实验数据。同时对仪器双探头的数据一致性进行比对,给出了测试方法和测试结果。最后将该仪器和商用仪器进行室内、室外以及磁异常探测等对比试验,结果表明,其性能接近商用仪器水平,具有野外操作便捷、测量磁场精度高、抗干扰能力强等优点,证明了所研制的基于Overhauser效应的磁场梯度探测器在梯度测量中的有效性。

基于短时能量的声发射源定位方法研究

通过分析语音信号端点检测的原理,提出将语音信号的短时能量端点检测方法应用于声发射信号到达时间的测定,并采用光纤F-P双探头传感器进行定位实验。首先,运用经验模态分解(EMD)对传感器接收到的声发射信号进行滤波预处理;其次,通过计算声发射信号的短时能量来确定声发射信号的到达时间;最后,根据各传感器检测到的声发射信号的到达时间差进行声发射源定位。实验结果显示,绝对定位精度达到4.9 mm,相对精度达到4.67%,证明此方法可行,并达到精度要求。

咽喉反流与声带息肉之间的相关性研究

目的探讨咽喉反流与声带息肉之间的关系。方法选取2010年3月～2011年3月手术后经病理确诊的声带息肉患者15例,术后经患者同意行24 h双探头pH监测观察咽喉反流及胃食管反流与声带息肉的关系。结果 15例患者进行监测,咽喉部反流阳性6例(40%),食管反流阳性1 3例(8 6.6 7%),两者均阳性6例(4 0%)。在6例咽喉部反流阳性患者中,5例(8 3.3 3%)反流症状数量表阳性,4例(66.67%)反流检查计分阳性;13例食管反流阳性的患者中9例(69.23%)反流症状数量表阳性,11例(84.62%)反流检查计分阳性。结论上消化道及咽喉反流在声带息肉的发生、发展中可能起到一定的作用,胃反流物刺激可能是声带息肉发生的直接病因或是诱因之一。