【摘 要】
:
葡萄糖和胆固醇浓度是人体血液中两个重要的生化指标,影响着人类健康问题,同时也最受医疗人员关注。因此对于葡萄糖和胆固醇浓度的测量具有十分重要的意义。传统的葡萄糖和胆固醇浓度的检测方法大多数依据的是物理与化学相结合的方法,存在诸多局限性,不满足现代检测的要求,逐渐被社会淘汰。光纤传感器具有灵敏度高、响应迅速、抗电磁干扰等特点,具有广泛的应用前景,其中光纤表面等离子共振传感器(Surface Plasm
论文部分内容阅读
葡萄糖和胆固醇浓度是人体血液中两个重要的生化指标,影响着人类健康问题,同时也最受医疗人员关注。因此对于葡萄糖和胆固醇浓度的测量具有十分重要的意义。传统的葡萄糖和胆固醇浓度的检测方法大多数依据的是物理与化学相结合的方法,存在诸多局限性,不满足现代检测的要求,逐渐被社会淘汰。光纤传感器具有灵敏度高、响应迅速、抗电磁干扰等特点,具有广泛的应用前景,其中光纤表面等离子共振传感器(Surface Plasmon Resonance,SPR)是一种具有极高应用前景的一种光纤传感器,这种传感器不仅灵敏度高,而且结构多样,备受研究人员的关注。本文围绕光纤SPR传感器的结构特点,主要对反射式光纤SPR传感器结构的传感特性进行研究,并将其与不同的生物敏感膜相结合,来实现对葡萄糖和胆固醇等生物量的测量。主要的研究工作包括以下几个方面:(1)使用传统的Kretschmann三层介质结构对SPR传感器理论进行分析,并通过Comsol软件对光纤SPR传感器特性进行仿真分析,依次从金属膜种类、金属膜厚度和传感器传感长度三个参数对传感器性能的影响进行模拟仿真。仿真结果表明,当金属膜膜厚为40nm-50nm、传感长度为10-20mm时,SPR传感器的性能最优。基于银膜的光纤SPR传感器折射率灵敏度达到了 2962.8nm/RIU,基于金膜的光纤SPR传感器的折射率灵敏度达到了 2108nm/RIU,通过对光纤SPR传感器的主要几个参数进行仿真模拟和对比分析,为后续的实验研究提供了一定的理论依据。(2)设计并优化了 葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,GOD)、胆固醇(cholesterol oxidase,Chox)与光纤SPR传感器金属表面的结合方式,搭建了完整的葡萄糖和胆固醇检测系统,对光纤SPR生物传感器进行性能测试。实验过程中采用600μm直径光纤(HPCF-600/630-750-37)制备反射式光纤SPR传感器,随后对葡萄糖氧化酶固定过程进行优化,得出了最佳镀膜的参数。实验结果表明葡萄糖氧化酶的最佳浓度为15mg/mL,最佳固定时间为10小时。葡萄糖的测量灵敏度可达85.4nm/(mg/mL),与传统方法相比,测量灵敏度有很大的提高,且具有较好的选择性和稳定性。(3)基于反射式光纤SPR传感器和胆固醇氧化酶,搭建了完整的胆固醇测量系统,实验结果表明,胆固醇的测量灵敏度可达85.7nm/μM。在此基础上,首次提出基于环糊精的光纤SPR胆固醇传感器,通过优化环糊精敏感膜的固定过程,使胆固醇的测量灵敏度提高到 156.18nm/μM。本文从理论和实验上对光纤SPR葡萄糖和胆固醇浓度测量传感器进行了研究。对传感器的制备过程进行了优化,实现了葡萄糖和胆固醇浓度的高灵敏度测量。同时在胆固醇测量时,创新性地提出了非酶敏感膜环糊精作为敏感膜,丰富了 SPR光纤传感器在生物量测量方面的多样性,而且降低了传感器的制作成本,进一步推动了光纤传感技术在生物医学方面的发展。
其他文献
演化计算广泛应用于多目标优化问题,在许多实际的多目标优化问题中,往往存在着多个等价的最优解集,这些解集能够映射到目标函数的最优前沿,这就是多模态多目标优化问题。在决策空间中搜寻多个等价的最优解集不仅能帮助分析问题性质,而且还能为决策者提供更加广泛的解决方案。因此,对多模态多目标优化方法的研究极为重要。本文针对多模态多目标优化问题采用粒子群算法开展研究,主要工作和研究成果如下:粒子群算法的算子选择过
在我国践行新发展理念的背景下,创新驱动经济发展成为当前解决发展动力问题的方向和关键。医药制造企业与创新关系密切,是推动我国经济迈向高质量发展阶段的重要力量。但是,长久以来,我国医药制造业面临着研发投入不足、治理结构不完善等问题,这在一定程度上制约了企业的长远发展。企业成长性反映的是企业可持续发展的能力,而股权结构作为企业治理的产权基础,会对企业的治理和发展产生深远影响。现有文献也证实了研发投入和股
<正> 胡桃肉,性味甘温,有补肾固精,温肺定喘,润肠等诸多功用。用于治疗便秘,临床报道较多,用于泄泻则鲜矣。笔者用胡桃肉单味内服治疗慢性泄泻多例,收效满意。如患者,女,56岁。患慢性泄泻10年,屡
近年来,由于多智能体系统协同控制在实际工程领域的广泛应用,一致性作为协同中的一种典型集群行为也越来越受到研究者们的关注。同时,随着工业的不断发展,现实的多智能体系统日趋复杂,往往具有不确定性、非线性性、状态不可测、输出约束以及分数阶动态等特征。另外,分布式的一致控制需要通过网络获取邻居信息来完成复杂的任务,然而智能体配备的用于接收信息的微处理器常常具有有限的通信带宽和计算能力。因此,本文将利用事件
近年来,视频监控系统的广泛应用使其在灾难预警、安防、交通等领域发挥着越来越重要作用。然而视频监控中视频数据量大,依靠人工提取图像信息效率低。随着深度学习理论的发展和完善,将其应用到视频监控目标检测中可以提高视频中信息的检测效率,获取到更多有价值的信息。然而深度学习算法计算量大、参数多、依赖硬件性能。针对深度学习算法难以满足视频监控实时性和准确度要求,本文研究了 YOLO算法模型中聚类和网络压缩方法
近年来,随着工业的发展和经济的快速增长,挥发性有机化合物(VOCs)污染气体的年排放量急剧增加。从工业生产中和汽车尾气等散发出的VOCs具有恶臭、诱变和致癌性,还可以通过光化学反应形成有毒的光化学氧化剂和悬浮颗粒物,对人体健康造成严重威胁。甲苯是大气中代表性的挥发性有机化合物之一,已被列为主要污染物。为了有效去除甲苯,目前已经开发了多种技术,包括吸附、生物降解、膜分离、热焚烧、光催化和催化氧化等。
现代工业对钢材的品质要求不断提高,超低碳等纯净钢的需求量越来越大,钢铁行业向超纯净钢的方向发展,生产流程要求严格控制每一环节钢的杂质元素,周转钢包的残渣是夹杂元素的一个重要来源,它对产品质量性能有很大的影响。目前针对钢包内部粘附在包底及包壁上的残渣,通常采用人工目测的方法来大致评估,评价结果差异性较大。因此研究定量、自动地评估流转过程中钢包洁净度的方法具有重要的意义。本文立足钢厂实际情况,采用图像
人际适应是一种积极的社会行为,有助于个体的身心发展。大学生处于发展的特殊阶段,其心理健康和良好行为的培养应受到足够的重视。主动性人格是重要的人格特质,影响大学生的认知与行为。在某种程度上,大学生主动性人格对人际适应有一定的作用。自我表露是促进人际交往的一种方式,有助于个体积极情绪的产生,达到较好的人际适应。因此,具有主动性人格的大学生愿意借助自我表露来进行人际适应。本研究探讨自我表露与积极情绪在主
在互联网信息技术高度发达的背景下,社交网络极大地拓展和便利了人们的社交活动。然而,过度使用社交网络不仅会给个体带来一系列的消极影响,还会引发各种潜在的社会问题。大学生属于社交网络使用的活跃群体,由于执行控制力弱、情绪调节能力差等原因,他们很容易对社交网络进行过度使用,产生一定的依赖行为,影响了正常学习与生活,给大学生的身心健康发展带来了严重的不良影响。已有研究表明,上行社会比较是社交网络成瘾的重要
随着工农业的快速发展,大气污染问题日益严重,人们迫切地需要提高对常见有毒气体污染物的检测能力。目前商用传感器主要是基于金属氧化物的电阻式传感器,但是这类传感器通常工作温度高,灵敏度低,选择性差。有机共轭材料由于结构可设计性强,分子间相互作用力适中,骨架导电性易受调制等优势引起了研究人员的广泛关注。含有共轭双离子结构的克酮酸衍生物具有独特的D-A-D(A:电子受体,此处为缺电子的五元环中心,D:电子