基于流程管理的实验室经费管理信息系统研究

随着高校对实验室经费的投入增加,如何提高公共资金的使用效益及管理效率,降低管理风险,成为当前实验室建设管理领域的关注热点。从分析目前国内各高校实验室经费管理现状入手,提出了一种新的管理方法——流程管理,并初步探索了基于流程管理的实验室经费管理信息系统的构建方案。

基于荧光淬灭原理的光纤氧传感器的实验研究

基于荧光淬灭原理的光纤氧传感器一直是许多研究工作的重点。介绍了一种制作简单、成本低的光纤氧传感器制造方法。该方法基于荧光淬灭原理,在光纤末端涂覆荧光材料铂八乙基卟啉(PtOEP)实现的。传感器中荧光材料被395nm的紫光激发,并由Y形光纤引导,使用广州犀谱光电USB2000+光谱仪记录荧光的发光强度时序图。最后得到的PtOEP的( I 0/ I 100 )-1的值为0.78,即光纤氧传感器的灵敏度为0.78,而且,斯特恩-沃尔默(Stern-Volmer)图显示出很好的线性特性。从氧气到空气环境的响应时间为24 s,从空气环境到氧气的响应时间是5 s。结果表明,基于荧光淬灭原理的光纤氧传感器具有较高的灵敏度和更快的响应时间。

基于侧边抛磨光纤的传感技术研究综述

随着光纤微加工技术的发展,侧边抛磨光纤(side polished fiber,SPF)在光纤传感器领域开辟了一个新纪元。在普通通信光纤的基础上,通过完全或者部分去除一段长度的光纤包层形成传输光场的“泄漏窗口”,利用光场与物质相互作用来激发、控制、探测光纤纤芯中的传输光场,从而制备了各种基于倏逝场的传感器。优化光纤的抛磨参数和导模特性是实现高性能光纤传感器的关键。侧边抛磨光纤具有可靠的机械性能和极小的插入损耗、偏振相关损耗,使其成为研究“光纤上实验室”的优质平台。本文综述了基于侧边抛磨光纤传感器的原理、分类、研究进展和应用领域。

基于U型弯曲光纤模间干涉的折射率传感

研究了去包层U型弯曲光纤的折射率传感特性．首先根据模间干涉理论，分析了U型光纤传感器的传感原理，指出干涉谱损耗峰波长与环境折射率和弯曲半径有关．利用单模光纤（SM-28）实验制作不同曲率半径的U型光纤传感器，把传感器的U型部分浸入不同折射率的液体中，研究其折射率传感特性．当U型光纤曲率半径为2．5～5．0mm时，传输光谱中均能观察到明显的模间干涉现象；当液体折射率从1．30RIU变到1．43RIU时，光谱损耗峰波长发生红移，且弯曲半径越大，折射率传感灵敏度越高；在曲率半径为5mm时灵敏度为207nm／RIU（折射率1．30～1．40RIU）和1220nm／RIU（折射率1．40～1．42RIU）．干涉峰的波形参量（半高宽、对比度）决定于包层模和纤芯导模之间的比例，当曲率半径为4mm时，损耗峰半高宽最小达3．2nm．综合半高宽和灵敏度两个参量，得出曲率半径4．5mm的U型光纤传感器品质因素最高，分别为43．1RIU-1（折射率1．30～1．40RIU）和191．2RIU。（折射率1．40～1．42RIU），可直接由SM-28单模光纤制成，且制作工艺简单、成本低、机械强度高不需要任何特殊处理，具有很好的应用前景．

用于阵列样品检测的扫描式表面等离子体共振生物传感器

针对阵列样品的定量检测,构建了一种用于阵列样品检测的扫描式表面等离子体共振生物传感器。首先,基于平面棱镜耦合下的最佳旋转轴位置和双棱镜探测光路搭建了阵列扫描式表面等离子体共振生物传感器。然后,计算了可探测阵列样品的点密度。最后,以蒸馏水和浓度分别为5,10,15,20,25,30,35mg/mL的葡萄糖溶液作为待测阵列样品进行了多样品点的表面等离子体共振实验。实验测得阵列样品的共振角分别为73.745,73.919,74.052,74.185,74.306,74.408,74.549,74.660°,显示葡萄糖溶液浓度与共振角线性关系良好,证明了该方法和装置的可行性。该装置对提高阵列样品点密度,实现高精度定量检测具有重要意义。

侧边抛磨光纤的光谱调制型表面等离子体共振传感研究

表面等离子体共振传感是基于光学消逝波与金属表面等离子体波共振的一种高灵敏度、快速、无标记的测量方式。光纤的表面等离子体共振传感具有在线测量、体积小、抗电磁干扰等优点。为提高折射率传感灵敏度，采用轮式侧边抛磨法抛磨掉多模光纤的全部包层和部分纤芯，并采用溅射法在光纤抛磨区先镀高折射率的铬层然后镀金膜，制作了侧边抛磨光纤表面等离子体共振传感器。研究结果表明：该传感器可实现液体折射率在1.333～1.431 RIU范围的测试，平均光谱灵敏度为4.11×103 nm · RIU -1，在1.417～1.431 RIU折射率范围内光谱灵敏度达1.09×104 nm · RIU -1，折射率测量范围和光谱灵敏度均优于已报道的结果。此外，该传感器具有良好的稳定性与重复性实验测试，最小分辨率约为3.6×10-5 RIU。该传感器光谱灵敏度高、检测范围大、尺寸小及良好的稳定性与重复性等优点，可被用于食品检测、环境监测、生物医学检测等相关领域。

一种提高角度扫描型SPR传感器免疫反应检测速度的方法

角度扫描型表面等离子体共振(SPR)生物传感器已广泛应用于生化检测,但是检测速度较慢。针对这一问题,提出一种快速的SPR检测方法,根据免疫反应预测模型动态调整扫描参数,使SPR扫描适应抗原与抗体结合引起的折射率变化,保证SPR传感器在相同反应时间内获得尽可能多的测量数据点。以蝇毒磷(一种常见的高毒性农药)为检测样品,在生物芯片上固定蝇毒磷衍生物,对浓度分别为100μg/L、500μg/L、1mg/L和2mg/L的蝇毒磷抗体进行免疫反应检测实验。实验结果表明,该方法可在保证高分辨率的前提下提高单次扫描速度,可有效降低检出限,直接检测蝇毒磷抗体的检出限可达20μg/L。

基于纳米粒子的光学细胞传感器在癌细胞研究中的应用

作为一种极为灵敏、快速的新型生物检测技术,光学细胞传感器在生物医学领域的研究应用备受关注,成为当今生物分析化学领域的研究前沿和热点。它是以细胞作为传感元件来研究信号识别、传导和指示的过程,在毒性物质、病原体等外界条件作用下,研究细胞中活性分子及其生理条件的变化,通过光学信号的变化定量分析细胞膜表面分子、胞内酶分子及微环境中活性氧、谷胱甘肽、pH值等的变化,从而获取细胞功能性信息,这对疾病的诊断和治疗具有重要的指导意义。该文主要介绍以纳米粒子作为光学探针的光学细胞传感器在癌细胞研究中的最新进展。

基于电聚合多巴胺-透明质酸复合膜界面构建过氧化氢电化学传感器

在玻碳电极上,通过电聚合方式修饰聚多巴胺,基于静电作用与透明质酸形成复合膜界面,利用活性氧H2O2对透明质酸的降解作用和电化学阻抗检测技术,实现对H2O2的检测。结果表明,在0.01 mol/L PBS(pH 7.0)介质中,加入H2O2作用30～40 min,此传感器可成功用于对H2O2的检测,线性范围为1.0×10"5～4.0×10"4mol/L,检出限为2.0×10"6mol/L。此电化学传感器具有灵敏、廉价、良好的稳定性和重现性等优点,建立了一种活性氧检测方法。

基于侧边抛磨光纤的表面布拉格光栅温度传感器

为了实现在侧边抛磨光纤(SPF)上制作布拉格光栅结构并提高器件设计灵活性,利用重铬酸盐明胶(DCG)作为光刻材料,提出一种新型的光纤表面布拉格光栅制作方法并对该器件温度传感特性进行研究。使用轮式抛磨系统制作SPF,并在SPF侧抛面上旋涂DCG,通过干涉光束曝光显影制作表面布拉格光栅。光谱测量表明:带有布拉格光栅的侧边抛磨光纤在1 480.2nm处有透射谷,在相应位置反射谱有明显反射峰,其调制幅度达到15.9dB,这是由于表面光栅的布拉格反射所致。温度传感实验表明,该布拉格反射峰的温度灵敏度为17.84pm/℃。这种器件已在光纤传感和光纤滤波器等方面获得应用。

空间光通信视音频同步无线传输技术研究

设计并演示一个可实现视音频信号同步无线传输的自由空间光通信系统。该系统包括信号发生、调制和接收模块。对由信号发生模块输出的视音频信号进行时分复用(TDM),复用信号以电信号形式作用于声光调制器(AOM)并将其加载于入射到AOM的激光束上,AOM输出调制光信号,最后接收模块还原出视音频信号。整个通信系统带宽为6.7 MHz,通过电-光-电转换过程,将时分复用和声光调制相结合实现了视音频信号同步无线传输。本系统针对具体工作环境,自建核心电路:时分复用/解复用电路和输出光端机电路,采用单片机调控输出信号质量。实验证明该系统具备成本低廉、实用性强和灵活性高等优点,为监控系统、应急通信等应用场合提供一种简易有效的视音频信号同步无线传输方案。

基于AuNPs/PANI-NF复合膜的电化学细胞传感器对姜黄素诱导HeLa细胞凋亡的抑制作用检测

以聚苯胺纳米纤维(PANI-NF)-纳米金(AuNPs)复合膜构建传感界面,在AuNPs/PANI-NF界面上修饰转铁蛋白(Tf),利用转铁蛋白与人宫颈癌细胞(HeLa)表面大量表达的转铁蛋白受体(TfR)之间的特异性识别作用,将细胞捕获到传感器界面,导致电化学阻抗值变化。利用电化学阻抗谱研究姜黄素对HeLa细胞的抑制作用。结果表明,随着药物浓度的增大和作用时间的延长,电化学阻抗值下降,表明姜黄素对细胞的抑制作用增强。电化学阻抗值的变化率与药物浓度和作用时间具有量效关系;电化学方法检测显示,姜黄素对HeLa细胞的抑制作用趋势与MTT法及倒置显微镜检测到的姜黄素对HeLa细胞的抑制作用结果相吻合,从而建立了一种检测药物对细胞抑制作用的新方法。该方法具有简便、灵敏度高、费用低廉等优点。

磁流体型光纤磁场传感研究进展:从标量到矢量

磁流体具有优异的磁光特性,为光纤磁场传感器的实现提供了一种新途径,经过十多年发展,已经成为光纤磁传感领域的一个重要研究方向。目前,已有大量的基于不同结构和原理的磁流体型光纤磁场传感器被相继提出,且总体上经历了从标量到矢量磁场传感的发展,文章以该发展脉络为主线,对磁流体的磁光特性、传感器的实现方法进行梳理和总结,最后指出当前仍存在的一些问题并进行展望。

基于近红外光谱技术成品汽油分类方法的研究

在研究成品汽油的分类方法过程中,首先采用判别式聚类分析方法比较了700~1 100和1 100~1 700 nm两个波段范围判别模型的准确性,然后在识别模型准确性较高的波段（1 100~1 700 nm）采用主成分分析法（PCA）结合自组织竞争神经网络方法,对90#,93#和97#成品汽油建立定性识别模型。在建立定性模型前先用PCA法对原始数据进行主成分压缩。主成分分析结果表明,前3个主成分的累积可信度已达97%,取前3个主成分的32个波长点的吸光度作为神经网络的输入,建立三层自组织竞争神经网络模型。神经网络模型的学习参数为0.01,网络训练迭代次数为500。结果表明,基于主成分分析结合自组织竞争神经网络方法建立的近红外光谱鉴别成品汽油的模型鉴别准确率高、方法可行。

用数字全息层析成像技术测量毛细管的内径及壁厚

研究了用数字全息层析成像技术测量微毛细管结构的可行性。考虑毛细管具有理想的柱对称结构,因此采用单幅全息图获取到的物光波复振幅数据来模拟不同角度下的投影数据。分别运用滤波反投影重建算法和傅里叶衍射重建算法对微毛细管进行折射率三维重构;根据重构的折射率切片图,进一步运用相关的边缘提取算法处理得到毛细管的内径及壁厚尺寸。实验结果表明,在合理的光路环境设置下,满足Rytov近似条件下的傅里叶衍射重建算法比滤波反投影重建算法更能够正确反映物体的结构尺寸,更适合用于微小弱散射物体的几何参数测量。实验结果验证了用数字全息方法实现衍射层析重建的可行性,从而为具有柱对称结构的弱散射物体的无损测量提供了一种新的途径。

基于光学相干层析成像技术的强散射介质光学特性测量

利用光学相干层析成像技术对强散射介质的光学特性进行了测量研究.通过理论模拟分析了镜面反射条件下散射系数及各向异性因子对外差效应因子的影响.提出镜面反射情况下利用广义惠更斯菲涅尔模型提取材料光学特性的算法.通过对不同浓度的IntralipidTM溶液的测量,获得了可靠的光学散射特性实验结果,并研究了散射系数与其浓度之间的关系,拟合结果显示散射系数与IntralipidTM溶液浓度近似呈线性关系.

全光纤电流互感器中光纤λ/4波片容差分析

根据0.2级的全光纤电流互感器系统测量精度要求,在方波和正弦波两种常用的调制解调模式下,文中分析了光纤λ/4波片制作或应用中容许的误差范围。发现最大熔接角允许误差与最大相位延迟允许误差近似成二次曲线的关系。在方波和正弦波调制模式下,当相位延迟误差或熔接角度误差为零时,光纤λ/4波片的最大熔接角允许误差和最大相位延迟允许误差分别为1.816°和1.806°;3.637°和3.618°;在方波调制模式下,光纤λ/4波片的最大熔接角允许误差和最大相位延迟允许误差分别随传感电流i的增大而增大,其变化率较小,分别为1.32×10-6(o/A)、2.54×10-6 o/A;而在正弦波调制模式下,光纤λ/4波片的最大熔接角允许误差和最大相位延迟允许误差分别随传感电流的增大而减小,其变化率较小,分别-4×10-6(o/A)、-7.6×10-6(o/A).

旋转部件切向位移偏差实时监测系统及其关键技术研究

控制套印误差是现代印刷技术的重要课题,而印刷机滚筒在旋转过程中表面各点的切向位移偏差是套印误差产生的主要原因。为此,论文设计并实现了旋转部件切向位移偏差实时监测系统,该系统利用光电检测以及模/数混合信号处理方法实现了对印刷机套印误差的实时监测,可用于高精度印刷机械的研发与制造过程。系统采用了条形码编码技术、虚拟标尺技术、动态切向位移偏差实时测量技术以及自适应动平衡技术4项关键技术,测量精度可达到±10μm。

基于相移结构光照明的浮雕成像技术研究

详细介绍了一种基于相移结构光照明的浮雕成像技术,对该成像技术的原理和成像特性进行了实验研究,并采用相移结构光照明的方法实现彩色浮雕成像。实验中,将多幅相移正弦条纹光场斜投射到被拍摄物体上,数码相机依次拍摄被照明的物体,再利用拍摄到的多幅相移图像,通过计算的方法重建出所需要的图像。理论分析和实验结果表明,相移结构光照明成像技术能有效地消去环境不均匀光照的影响,获取的反射率分布图像只与结构光照明有关,突显了斜投射照明所形成的阴影,图像的明暗变化反映出物体表面的法线变化,因而在视觉上形成了明显的浮雕效果。

数字全息成像技术测量侧边抛磨光纤包层剩余厚度

测量侧边抛磨光纤(side-polished fiber,SPF)的包层剩余厚度对其应用有重要的指导意义,现今的测量方法均有所不足,现提出一种基于数字全息技术的测量方法。利用单模光纤纤芯折射率比包层折射率高的特点,基于数字全息成像技术,通过角谱传播法对二维全息图进行相位重构,并通过精确最小二乘法解相位包裹,得到侧边抛磨光纤的相位分布图。根据重构的相位分布图,进一步运用相关的边缘提取算法处理得到侧边抛磨光纤包层剩余厚度。实验测量结果与电子扫描电镜(SEM)测量结果相比,测量相对误差小于0.5%。这种测量方法是一种直接测量方法,减小了间接测量法中由于光纤不对称以及SPF轮廓边缘衍射所带来的测量误差,为侧边抛磨光纤包层剩余厚度的无损、在线测量提供了一种新的途径。同时,此方法还可应用于测量其他特种光纤,例如光子晶体光纤、微纳光纤等。