呼气中痕量挥发性有机物的质子转移反应质谱在线检测研究

通过对自主研制的大气成分在线检测质子转移反应质谱的进样管路系统进行改造,建立了可在线检测呼气中痕量挥发性有机物的质子转移反应质谱装置。通过对呼气进样系统的旁路流量控制,实现对进样速度的调控,既可提高进样速度,以满足实时监测呼气中指定成分浓度变化;也可适时关闭旁路,以降低进样速度,从而对呼气成分进行全谱分析,避免采样袋采样和浓缩的复杂程序和潜在干扰。以作者呼出气体作为研究对象,对装置性能进行测试,结果表明:装置最快响应时间可达1s,对呼气中丙酮的探测灵敏度高达每10-9(V/V)浓度的信号强度为14.6counts/s,多次呼气测量重复性好,有望广泛应用于呼气疾病诊断研究。

LD端面抽运Nd∶GYSGG最佳增益长度分析与实验研究

激光二极管(LD)端面抽运激光器存在一个最佳增益介质长度,过长或者过短的晶体都会导致激光器输出性能的降低。为了研究热致衍射损耗对最佳增益介质长度的影响,采用理论分析与实验相结合的方法,通过对晶体增益与损耗平衡理论分析计算,求解得到了Nd∶GYSGG晶体的最佳增益长度为7.8mm。同时开展了对不同长度晶体的激光对比实验,证明了接近最佳增益长度的8mm晶体实验效果最佳,在脉冲抽运频率1kHz、能量约7.6mJ条件下,获得了约2.4mJ激光输出,相应的光光转化效率为31.6%。结果表明,该研究对LD端面抽运Nd∶GYSGG激光器的优化设计具有参考意义。

多路复用参数对哈达玛变换离子迁移谱的影响研究

哈达玛多路复用技术能有效改善离子迁移谱的信噪比,但在哈达玛还原谱中出现了假峰等失真现象,严重影响了离子迁移谱(IMS)的检测性能。通过改变多路复用参数来观察哈达玛变换离子迁移谱中的假峰变化情况,分析了各种多路复用参数与哈达玛变换离子迁移谱中假峰的关联性。实验结果表明:多路复用参数的变化可能会改变假峰的位置或峰型,但无法从根本上消除哈达玛离子迁移谱的假峰现象。结果进一步证明了哈达玛多路复用中固有的调制缺陷可能是哈达玛变换离子迁移谱中出现假峰的主要原因之一。

离子检测仪器中离子运动轨迹模拟研究

结合Simon 7.0程序编程,将最新而又最经典的离子与分子碰撞模型即Monte Carlo算法应用于离子运动轨迹模拟.本文以离子检测分析技术中的代表质子转移反应质谱(PTR-MS)检测技术为例,结合PTR-MS实验条件,实现了在1.0 Torr和298.15 K条件下对处于均匀电场漂移管中反应离子H3O+的运动轨迹模拟.根据离子运动轨迹模拟和统计分析,为离子检测分析技术性能优化进而提高离子的透过率提供理论支撑和参考,该理论模拟方法在提高离子检测分析技术及其同类检测仪器灵敏度方面显示出一定的应用优势和潜力.

肺癌的呼气诊断方法研究进展

在全球范围内,肺癌的死亡率居各种恶性肿瘤之首。目前诊断肺癌的常规方法难以诊断早期肺癌,不能有效提高5年存活率。呼气中挥发性有机物(VOCs)与人体新陈代谢过程密切相关,通过呼气检测肺癌以及其他疾病的研究已成为热点。由于呼气检测方法具有非侵入性、无痛苦、不昂贵等优点,有望成为检测早期肺癌的新方法。本文综述了呼气中的VOCs与人体新陈代谢的关系、影响人体呼气中VOCs浓度的因素、呼气采集方法以及呼气检测肺癌的分析技术研究进展。探讨了呼气诊断早期肺癌仍存在的问题和未来的应用前景。

两种电场结构下离子运动轨迹模拟与实验对比研究

结合最新的离子与分子碰撞模型,编写在Simon 7.0平台下的离子运动模拟程序,实现了在漂移管电场中离子运动轨迹的模拟,开展在两种漂移管电极结构即均匀电场和周期性聚焦电场下离子的运动轨迹模拟与质子转移反应质谱(PTR-MS)实验检测对比研究,得到了常见有机物的可探测灵敏度,发现周期性聚焦电场PTR-MS的性能总体上要比均匀电场PTR-MS好,可探测灵敏度增加了5～9倍,显示了通过对离子运动轨迹的理论模拟在仪器性能优化与改进上的优势,同时该方法具有用于提高其他质谱检测仪器灵敏度的巨大潜力.

离子检测仪器中新型直流—射频聚焦电场电极结构性能研究

基于直流—射频电极结构对离子的径向和轴向聚焦理论,以离子检测仪器中质子转移反应质谱检测技术为例,对该新型电极结构展开理论和实验研究,相比于静电场电极结构,直流—射频聚焦电场电极结构的性能更好,丙酮产物离子强度提高了近10倍,初步的实验结果表明该结构对于提高离子相对透过率具有较大潜力,同时,该新型直流—射频聚焦电场电极结构对于提高其他类型的离子检测仪器性能将具有一定的应用潜力和参考价值.

高血糖人群呼气标志物的质子转移反应质谱研究

利用自制的质子转移反应质谱(PTR-MS)探索了高血糖人群呼气特征挥发性有机物(VOCs),利用改进的呼气分析系统对70名血糖含量正常志愿者与22名高血糖志愿者的呼气进行实时在线分析,数据统计分析采用Mann-Whitney U非参数检验和线性判别分析法。实验结果表明两组受试者呼气存在5种差异VOCs,该5种VOCs的质荷比(m/z)分别为61、31、120、104、82。其线性判别模型的受试者工作曲线(Re-ceiver operating curve,ROC)下面积达到0.926,灵敏度和特异度分别为86.4%和84.3%,该模型有一定的诊断价值。考察了两组志愿者呼气中丙酮含量的分布情况,统计分析结果显示两组的丙酮含量无显著性差异,丙酮含量与血糖浓度间也无显著相关性。

计算机化神经认知评估系统研究综述

神经及精神类疾病、外科损伤、肿瘤以及衰老会导致人类神经认知功能减退。干预和康复需要专业的神经认知评估工具来确定认知受损情况、跟踪认知变化。为了推进适合中国人群的计算机化神经认知评估系统的研发,提高中国认知神经心理学的临床应用水平,首先,对神经认知评估的研究背景与发展历史进行了概述;其次,调查研究了国内外近10年间有论文或临床数据支撑其信效度的计算机化神经认知评估系统,对比了各自的特点;接着,论证了开发适用于中国人的计算机化神经认知评估系统的必要性,并初步介绍了其开发流程,提出将计算机自适应测试策略用于评估系统;然后,分析了目前计算机化的神经认知评估系统所面临的主要问题,并在此基础上,展望了虚拟现实、脑认知计算模型和在线评估等现代信息技术在未来计算机化神经认知评估系统中的应用;最后,提出了基于人工智能医疗、移动医疗和数字医疗等的计算机化神经认知评估系统的商业化模式。

合肥董铺水库大气VOCs成分变化特征及源解析

利用固相微萃取-气相色谱质谱法(SPME/GC-MS)对合肥市董铺水库监测站大气挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)进行了连续检测,研究了一定时间内该地区大气VOCs的组成及变化特征。研究结果表明该地区VOCs主要由苯系物、醛酮类和烷烃构成。并用PCA/APCS(principal component analysis/absolute principal component scores)受体模型对大气中VOCs的来源进行了分析。结果表明该地区大气中VOCs主要有4个来源,分别为机动车排放源、化学试剂源、工业生产源和医用酒精挥发源,其贡献率依次为38.9%、49.48%、8.13%和3.49%。

质子转移反应飞行时间质谱的建立与性能研究

介绍了自主研制的质子转移反应飞行时间质谱的基本结构和性能。首先对数据采集卡甄别离子脉冲的阈值电压进行了优化,结果表明当阈值电压为0.33V时,H3^16O^+(m/z 19)与H3^18O^+(m/z 21)的离子计数比约500:1;然后考察了水团簇离子H3O^+H2O(n=0,1,2,3)的分布与漂移管约化电场的关系,结果表明,当约化电场(E/N)为139 Td(1 Td=10^-17 Vcm^2)时,团簇离子得到很好地抑制,质谱观察到的离子主要是H3O^+,其纯度可达99%以上;随后考察了质谱的分辨率,结果表明在m/z=124处,分辨率最好,达到2653;采用不同浓度的乙醇标样对仪器的线性范围和检测限性能进行了测试,结果表明该仪器的线性动态范围可达三个数量级,检测限可达3.8 ppb;最后用该质谱仪检测了实验室空气,得到了实验室空气的质谱图。自主研制的质子转移反应飞行时间质谱可实现对痕量挥发性有机物的实时在线测量,在环境、食品、医学等领域具有重要应用价值.

Er:YAG激光脉宽对牙硬组织消融特性影响的研究

研究了Er:YAG激光消融离体牙本质过程中激光脉宽对消融阈值、消融深度以及消融后牙硬组织微结构的影响。使用50μs到1 ms脉宽的Er:YAG激光对人牙本质在无喷水冷却下消融实验,通过体式光学显微镜观察样品消融切口进而测量消融坑洞深度,利用扫描电镜(SEM)观察消融后牙本质的形态。实验结果表明,随着激光脉宽的增加,Er:YAG激光对人牙本质的消融阈值、消融深度呈现逐渐增大的趋势,同时还观察到高能量密度消融实验中牙小管封闭以及牙本质熔融现象。该实验结果对了解Er:YAG激光消融牙硬组织的微观过程及牙科治疗应用具有参考价值。

三氧化钨超薄纳米片SERS活性基底的制备与性能研究

利用酸辅助一锅法合成了形貌均一的三氧化钨方形纳米片。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外漫反射吸收光谱(UV-DRS)对材料的形貌结构和均一性进行表征。由X射线光电子能谱分析(XPS)与X射线衍射(XRD)对材料中的元素和价态表征可知,成功制备了三氧化钨纳米片,并发现其表面具有一定的氧缺陷。将该材料作为表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)基底,对不同浓度结晶紫(CV)进行了检测,并经统计计算得到了917 cm^(-1)处特征峰的相对标准偏差(RSD)值为16.13%,表明该基底具有较高的重复性。

伊马替尼疗效相关血药浓度和基因多态性研究进展

伊马替尼是治疗慢性髓性白血病(CML)的一线药物,具有选择性高、疗效显著等特点。但临床上仍有30%~40%的患者服用伊马替尼后未获得理想的治疗效果。随着精准用药概念的提出,伊马替尼新型治疗模式——个体化用药逐渐受到重视。本文就采用伊马替尼治疗的CML患者血药浓度和相关基因多态性与临床疗效关系的研究进展做一综述,以期为临床采用伊马替尼治疗CML患者的个体化用药方案提供参考依据。

尿液中抗肿瘤药物6-巯基嘌呤的表面增强拉曼光谱检测研究

本文利用表面增强拉曼光谱(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy,SERS)技术实现了抗肿瘤药物6-巯基嘌呤(6-MP)的灵敏检测。利用种子生长法合成了粒径为62~68 nm,形貌均一的聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂的金纳米颗粒(PVP-AuNPs),采用扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见(UV-vis)吸收光谱对纳米单元形貌结构和均一性进行表征。PVP-AuNPs作为SERS活性基底,能够实现10-6 mol/L量级6-MP的灵敏检测,在经前处理后的尿液中6-MP的检测限可达10-4 mol/L。

GSDME在肿瘤检测及治疗中的研究进展

GSDME(Gasdermin E)系潜在抑癌基因,现有研究发现在几种常见癌症中由于其启动子甲基化导致表观遗传学沉默,因此蛋白表达水平较低或不表达,进而增强了肿瘤细胞增殖能力、克隆形成能力、侵袭能力。大规模乳腺癌样本分析显示GSDME启动子甲基化可作为乳腺癌早期检测和预后标志物。其结构功能分析表明GSDME可被活化的Caspase-3切割并释放具有造孔性的GSDME N-末端结构域进而诱发细胞焦亡。GSDME表达水平调控凋亡-焦亡之间的转换,在肺癌、黑色素瘤、食管鳞状细胞癌等多种肿瘤治疗中发挥关键作用。该文就GSDME与肿瘤的早期检测、发生发展、治疗预后的相关性,对其结构功能以及在肿瘤检测、治疗中的研究进展作一简要综述。

影像组学在头颈部肿瘤诊疗中的研究进展

因头颈部解剖结构复杂,头颈部肿瘤的精准诊断及治疗对改善患者病情及延长生存时间十分重要。影像组学作为一种影像信息处理方式,具有无创、定量等特点,可用于头颈部肿瘤精准诊疗过程中的肿瘤分期、预测人乳头状病毒(human papilloma vi-rus,HPV)感染状态、预测放疗相关不良反应、靶区勾画、放疗剂量雕刻、预测肿瘤预后、评估颈部淋巴结等方面。本文就影像组学在头颈部肿瘤诊疗中的研究进展进行综述,旨在为临床医师制定精准的医疗决策提供依据。

基于功能性试验预测抗肿瘤药物敏感性研究进展

随着肿瘤发病率的逐年升高,其治疗手段包括手术、放疗、传统化学治疗及分子靶向治疗等也逐步得到完善和发展.其中,抗肿瘤药物在治疗过程中发挥着重要作用.抗肿瘤药物包括传统的广谱性的化疗药物及特异性的分子靶向药物.然而,利用抗肿瘤药物进行治疗并不一定能达到预期的治疗效果,某些肿瘤化疗手段的响应率低于25%.因此,有必要对抗肿瘤药物的敏感性进行准确地预测,以提高抗肿瘤药物的响应率.肿瘤患者对药物的敏感性差异主要是由基因表达水平、基因突变、表观遗传、机体微环境等众多因素引起的.除了常用的肿瘤基因检测方法外,目前针对肿瘤药物的敏感性预测还包括利用功能性试验进行预测的方法:包括体外的基于能量代谢和基于细胞增殖与生存等的传统研究方法,基于动物模型的人源肿瘤组织异种移植的方法,也有最新发展的BH3 profiling等方法.本文将对这些基于功能性试验进行抗肿瘤药物敏感性预测的方法进行归纳,并总结这些检测方法的优势和不足,探索未来的抗肿瘤药物敏感性预测的研究趋势.

Hadamard变换离子迁移谱的理论模拟初步研究

通过改变采样点数,理论优化了Hadamard变换离子迁移谱(Hadamard transform ion mobility spectrometry,HT-IMS)谱图的采样速率;通过增加模拟的白噪声,分析了该方法提高谱图信噪比的效果和对分辨率的影响。初步结果表明,在单次离子门门宽0.4 ms内,采集8个及以上数据点可以完整地反演IMS谱图;Hadamard变换方法得到的谱图的信噪比是传统IMS谱图信噪比的15.8倍,是相同时间内多次传统IMS谱图平均后信噪比的4.6倍;变换过程对IMS谱图分辨率无明显影响。Hadamard变换IMS的模拟不仅为采样速率等参数的选择和优化提供理论依据,而且为下一步实验控制和反演奠定软件基础。

香味荧光笔挥发物的质谱分析及安全性研究

香味荧光笔在中小学生中应用很普遍,但尚不确定香味荧光笔是否有毒.为此,首次开展国产香味荧光笔挥发物检测实验研究.采用固相微萃取-气相色谱-质谱(SPME-GC-MS)分析方法,对整支荧光笔及各拆解部件逐个进行挥发物检测,结果表明荧光笔气味来自笔内墨水;在带香味的四种品牌迷你型荧光笔中,共计检测出了15种挥发物,各品牌均含有高毒物质丙烯腈以及禁止人为添加物质乙苯.利用质子转移反应质谱在线监测方法,测量了荧光笔书写时纸张上方不同高度处的丙烯腈浓度,结果表明只要与纸张保持20 cm以上距离,可以有效降低有毒成分对使用者的侵害。