基于氧化石墨烯微纳光纤的狂犬病毒免疫传感器

提出一种基于氧化石墨烯(GO)微纳光纤的生物传感器，将其用于狂犬病毒(RV)的免疫检测研究。首先，将标准单模光纤通过熔接机放电形成双锥形光纤，再对双锥形光纤进行熔融拉锥制作出高灵敏度的微纳光纤。然后，在微纳光纤表面修饰GO，并将RV抗原固定于该传感器表面，用于对RV抗体的特异性检测实验。实验结果表明：该生物传感器对RV抗体的检测范围为200 fg/mL～1 ng/mL，检测极限(LOD)约为225.56 fg/mL，其检测灵敏度约为1.099 nm/log(mg·mL^-1)，解离系数约为2.92×10^-11 M；当用于不同的抗体溶液样本和RV阳性血清的对照检测及临床检测时，该免疫传感器对前者的响应非常微弱，而对后者有明显的响应，说明其对RV抗体具有良好的特异性。基于GO修饰微纳光纤的免疫传感器具有制作简单、微纳尺寸、灵敏度高、成本低等优点。     

基于法布里-珀罗干涉的光纤倾角传感技术研究

提出一种基于法布里—珀罗(Fabry Perot,F P)干涉的光纤倾角传感器,该传感器由单模光纤和毛细管组成。首先,分析光纤干涉原理和倾角传感原理;然后,制作封装光纤倾角传感器;最后,完成光纤F P传感器倾斜实验,通过对采集得到的数据分析得到传感器倾角的响应特性,并进行温度实验探究温度对传感器波长漂移的影响。实验结果表明:在0°～10°测量范围内,测量角度和反射波长呈线性关系,倾角灵敏度为02031nm/°,线性度为099707;在45～49℃温度范围内,温度灵敏度为4777nm/℃,线性度为099934。该传感器具有结构简单、成本低、灵敏度高等特点,具有广阔的应用前景。     

基于极大倾角光纤光栅的降钙素原免疫传感器

降钙素原(Procalcitonin,PCT)对于反映患者炎症甚至败血症患病程度具有重要意义。为实现低浓度PCT的免标记检测,利用极大倾角光纤光栅(Excessively Tilted Fiber Grating,Ex-TFG)的低温度交叉敏感性和高折射率灵敏度的优点,在光纤的表面修饰金黄色葡萄球菌(Staphylococcus Aureus Protein A,SPA),再将PCT单克隆抗体固定在SPA分子层,从而构成对PCT具有特异性检测功能的免疫传感器。实验结果表明:降钙素原含量为0.5ng/mL时,谐振波长红移约13pm;PCT的浓度为200ng/mL时,Ex-TFG的红移量基达约125pm;浓度为1 000ng/mL时,红移量趋于饱和,最大红移量约150pm。通过对实验数据拟合,发现Ex-TFG谐振波长的红移量与PCT浓度之间的关系满足Langmuir模型,相关性系数为0.98。该方法为低浓度PCT的检测提供了一种免标记、快速的检测方法。     

金属环封装低频光纤布拉格光栅振动传感系统研制

研制了一种金属环封装的单柱体芯轴式光纤布拉格光栅(FBG)振动传感器,搭建了基于非平衡迈克耳逊干涉仪相位载波调制(PGC)解调技术的FBG振动传感器解调系统,实现了低频振动信号的高精度实时解调,并分析了各参数对传感器谐振频率和灵敏度等特性的影响。实验结果表明,研制的FBG振动传感器谐振频率为388Hz,在10～200Hz频率范围内,传感器的加速度灵敏度约为81pm/g,且加速度响应平坦,起伏小于1dB,与理论分析结果基本一致。研制的振动传感器可实现200Hz以下低频振动信号的实时检测,解调系统的波长检测精度为1.07×10-3 pm,最小可检测加速度为1.3×10-5 g。     

双功能弯曲光纤探针的制作

探针是所有扫描探针显微镜的关键部件。本文提出了一种采用普通单模光纤制作在原子力和光子扫描隧道组合显微镜(AF/PSTM)上使用的弯曲光纤探针的方法。通过合理的选择实验参数,经过热拉伸与化学腐蚀两个过程,得到弯曲部分的角度为110°~120°、锥角约60°~80°的弯曲光纤探针。经扫描电镜观察,光纤探针的尖端直径小于100nm。此种方法加工光纤探针的成品率约70%左右。     

基于马赫-曾德干涉的保偏光纤扭曲传感器研究

实现了一种基于马赫曾德干涉原理的扭曲传感 器,其主要通过将一段15mm长的保偏光纤(PMF)两 端分别与单模光纤(SMF)错位熔接构成。PMF的扭曲会导致沿两个正交偏振态传输的 光强发生变化,从而 导致干涉光谱中共振峰的强度发生变化。通过测量慢轴共振峰在顺时针和逆时针两个方向扭 曲0～180°的强 度变化,得到传感器的最高灵敏度为0.624dB/°·m－1,是 已有类似扭曲传感器灵敏度的两倍。本文扭曲传感 器结构简单,得益于实验中采用的强度解调方法,相比于相位调制型光纤传感器,价格更 低廉,在实际应用中具有更好的前景。     

干涉型保偏光纤微振动矢量传感器研究

报道了干涉型保偏光纤微振动矢量传感器的理论与实验结果。传感器采用全保偏光纤结构 ,消除了偏振不稳定性 ,系统采用光频调制相位载波 (PGC)解调信号处理技术 ,消除了干涉仪初始相差的影响 ,从而实现了对传感信号的稳定检测。对三轴正交芯轴式干涉型全保偏推挽结构的光纤微振动矢量传感器进行了理论和实验研究。由理论得到了简化公式 ,并通过公式分析了各种参数对传感器谐振频率与灵敏度等特性的影响。由实验得到系统谐振频率约为 370Hz,与 375Hz的理论结果基本一致。在 5～ 2 0 0Hz频段系统灵敏度响应平坦 ,约为 340rad/g ,略低于 35 6rad/g的理论值。该传感器具有良好的矢量性 ,在 4 5°方向的灵敏度约为轴向灵敏度的 0 7倍 ,与理论结果一致 ,正交方向串扰小于 - 2 6dB。系统最小可测相位为 10 -5rad ,最小可测加速度为 3× 10 -8g。     

分子印迹膜SPR传感器检测氯磺隆的方法

研究使用了中国科学院电子学研究所自行研制的高灵敏度单通道SPR分析仪和进样装置,仪器为棱镜耦合型SPR传感器结构,其检测角度范围是40°～70°,折射率检测范围为1.04～1.47,谐振角的精度在0.001°。适用于SPR分析仪的分子印迹芯片采用PVC-MIP共聚膜法制备,SPR角度扫描结果表明,200nm以下厚度芯片具有较好的SPR吸收特性。以氯磺隆为模板的分子印迹膜与不加氯磺隆的分子印迹膜对比实验发现前者具有特异性结合的能力。实验对浓度0.1,0.2,0.5和1μg/mL的氯磺隆进行了SPR定点检测,这四种浓度氯磺隆的折射率响应信号满足线性关系,相关系数R=0.996 4。实验中对低浓度的氯磺隆进行反复检测,检测到50ng/mL的氯磺隆,满足农残检测的要求。     

基于锥形光栅反射带宽解调的应变测量方法

针对普通光纤布拉格光栅(FBG)传感器固有的交叉敏感问题,研究了采用锥形光纤光栅(TFG)实现的温度不敏感的应力/应变测量方法,提出了对TFG进行反射谱带宽解调以获得环境应力/应变的方法.实验表明,该方法可实现分布式测量,测量结果不受发源波动的影响,具有较高的精度和稳定性.     

聚苯胺功能化的塑料光纤传感器用于黄曲霉毒素B1浓度检测

为开发低成本高灵敏度黄曲霉毒素B₁(AFB₁)检测设备,研制了一种将聚苯胺(PAni)与塑料光纤(POF)相结合的增敏光纤免疫传感器。传感器功能化设计采用两步法,首先将PAni涂层修饰至光纤传感区,然后通过戊二醛的交联作用,将AFB₁抗体分子固定于传感区。由于测量过程中抗原和抗体的免疫反应会导致POF表面折射率发生变化,从而引起探测光子数的波动,以此实现对AFB₁浓度的检测。实验研究了PAni涂层对传感器的增敏效果,结果表明PAni功能化的POF传感器增敏效果明显,且在0.01～10μg/L AFB₁浓度范围内,传感器的光子数变化量与AFB₁浓度间具有线性关系,检测限为0.53μg/L,加标回收率为95.97%～113.13%,且传感器对AFB₁的特异性和抗干扰性良好,满足AFB₁精量化检测的需要。     

一种基于锥形石英毛细管的光纤法珀应变传感器

利用一种新型光纤法布里-珀罗干涉仪,制作出一种光纤应变传感器。通过将一段石英毛细管与单模光纤熔接在一起,并将石英毛细管熔接部位熔为锥形制作而成。理论分析了传感器的工作原理与灵敏度,搭建了传感器应变测试系统。实验表明：在常温（20°C）下,采用波峰（谷）追踪法解调,传感器对应变有良好的线性响应,且灵敏度为1.34 pm/με,最小应变分辨率为3.73με,传感器的温度敏感系数约为5.66 pm/°C。因此,该传感器在应变测试中存在一定的潜在应用价值。     

基于磁弹性生物传感器检测癌胚抗原

基于磁致伸缩材料将巯基十一烷酸自组装于磁弹性芯片,经N-羟基丁二酰亚胺(NHS)和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)活化后固载癌胚抗原抗体(AntiCEA),设计构建了一种新型且低成本的磁弹性生物传感器,基于抗原-抗体特异性识别以及传感器质量增加其共振频率降低的机理,实现对癌胚抗原(CEA)的检测。采用荧光显微镜对异硫氰酸荧光素标记的癌胚抗原抗体(FITC/Anti-CEA)功能化浓度进行了优化,采用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)对裸金层、自组装膜(SAM)、Anti-CEA负载以及CEA检测进行了表征。实验结果表明,Anti-CEA最佳修饰质量浓度为50μg/mL,CEA线性响应范围为200～1 000 ng/mL,检测下限为200 ng/mL。该磁弹性生物传感器有望实现高灵敏快速癌症标志物CEA的检测。     

大肠杆菌O157:H7压电免疫传感器研究及表征

构建了一种可以快速检测大肠杆菌O157:H7的石英微天平(QCM)压电免疫传感器,并用原子力显微镜(AFM)和电化学方法分别对传感的各个步骤进行了表征,整个检测系统均由实验室自己构建。利用QCM的金电极自组装膜特性、抗原抗体的特异性结合和结合后的频差改变(Δf)来检测溶液中O157:H7含量,最后对传感器的再生性进行了初步探索。结果显示,该检测系统可以在1.5h内检测2.0×102~2.0×108CFU/mL的目标菌,并可重复再生使用。     

光纤光栅型平面冲击信号方向识别的小波包分析

介绍了光纤光栅传感器检测平面冲击信号的方向识别技术的重要性;构建了基于小波包分解的能量谱特征向量,说明了能量谱特征向量用于诊断系统参数改变或损伤故障的原理;搭建了基于非平衡M-Z干涉仪和PGC相位解调技术的光纤光栅平面冲击信号检测系统;测试了与光纤光栅传感器轴向夹角为0°,30°,45°,60°,90°等方向的平面冲击信号;通过Fourier分析表明不同方向的冲击信号频谱的能量随冲击方向变化而改变;描绘了基于小波包分解构造的能量谱特征向量与冲击信号方向的关系,结果显示两者具有理想的余弦关系;实验表明基于小波包分解的能量谱特征向量能很好的识别平面冲击信号的方向。     

AuNP-rGO@NF电化学免疫传感器的制备及其HBsAg性能检测

采用浸渍和电化学沉积的方法合成了金纳米颗粒负载还原氧化石墨烯/泡沫镍(AuNPrGO@NF)复合纳米结构。利用扫描电子显微镜(SEM)对其微观形貌进行分析与表征。制备了基于AuNP-rGO@NF复合结构的电化学免疫传感器,用于乙型肝炎表面抗原(HBsAg)的性能检测。通过循环伏安(CV)法和差分脉冲伏安(DPV)法对制备的免疫传感器的电化学性能进行检测。实验结果表明:制备的基于AuNP-rGO@NF复合结构的电化学免疫传感器对HBsAg的检测有较宽的检测范围(500 fg/mL^50 ng/mL)、较低的检测限(0.185 pg/mL)和较好的重现性。     

现场检测用谷丙转氨酶光学生物传感器研究

研制了一种新型现场检测谷丙转氨酶(ALT)的光学生物传感器。该生物传感器基于目标检测物ALT与底物的专一性反应,促使敏感膜发生颜色变化,该变化在可见光范围内660nm处发生特异性的吸收,利用自行开发的ALT光学传感器系统,基于光的吸收/反射原理从而达到检测目的。利用该生物传感器进行血清学研究,在20~150U/L时具有较好的线性关系,线性相关系数0.987,检测时间60s,可以满足现场检测需要。     

聚合物微腔的探针型光纤法布里-珀罗干涉仪传感器

设计了一种在单模光纤末端涂覆聚二甲基硅氧烷(PDMS)形成聚合物微腔的探针型光纤法布里-珀罗干涉仪传感器(PFFPI),并对其折射率(RI)和温度传感特性进行了研究。其折射率和温度测量分别是基于消光比变化和波长漂移进行的,同时着重对这个器件的与众不同的折射率传感特性进行了理论分析,该理论分析可用于传感器的设计。传感器同时具有比较高的折射率灵敏度和温度灵敏度,在折射率为1.3625~1.4206的范围内折射率灵敏度为-180.359 dB/RIU(RIU表示折射率单元),在温度为25℃~60℃的范围内温度灵敏度为355.28 pm/℃。该传感器具有体积小巧和生物兼容性良好等优点,与传统光纤传感器相比其更具优势的应用就是生化活动的检测,如组织培养等。     

法国TH.D.2503-Ⅱ型雷达性能简介

一、技术性能 1.天线座谐振频率约10赫天线仰角转动范围机械制动范围 -12°+185°电气制动范围 -8°～+181°天线方位转动范围 360°无限制俯仰轴和方位轴不正交误差(峯—峯值) ±0.05毫弧方位轴和安装面不正交誤差(峯—峯值) ±0.05毫弧瞄准望远鏡: 放大倍数约40倍鉴別率 3×10~(-5)弧孔径 75毫米有效视场 8毫弧光轴对安装面的稳定度小于±10~(-5)弧天线座总重约6300公斤     

补偿光纤Michelson弱磁传感器相位漂移的新方法

提出了基于谐波分析的相位补偿法,用以解决光纤Michelson弱磁传感器中由于环境因素如温度变化等引起相位漂移带来的输出信号衰落问题。该方法对正交工作点附近相位变化非常敏感,利用干涉仪参考臂压电陶瓷(PZT)的反馈电压可有效地控制相位漂移。实验表明:干涉仪相位变化小于1°;将高频调制磁场Hmcosωmt加于干涉仪信号臂换能器上探测直流弱磁信号,传感器输出信号稳定性好,线性度优于1%,灵敏度达3.5×10-6rad/nT(Hm=4 000 nT)。     

基于倾斜光纤Bragg光栅的横向压力传感器研究

设计了一种基于4°倾斜光纤Bragg光栅(TFBG)和弹 性 材料的横向压力传感器。利用TFBG光谱对周围介质折射率响应的特性,实现了 对较低压力范围(0~7N)的线性测量。采 用快速傅里叶变换(FFT)方法对光谱进行解调,测量灵敏度可达1920 a.u./(N/mm),线性拟 合度为0.998。研究了不同弹性材料对测量灵敏度的影响,实现对测 量范围和测量灵 敏度的调谐。本文传感器工作在反射光谱方式,易于集成(光栅区长度仅5mm),可以植入弹 性材料内部用于协调接触压力的测量。