光纤倏逝波生物传感器在食品安全检测中 应用进展

光纤倏逝波生物传感主要是利用倏逝波场来激发光纤表面标记在生物分子(抗体或核酸片段)上的荧光染料, 从而检测通过特异性反应附着于纤芯表面倏逝波场范围内的生物分子的一项新兴免疫检测技术, 具有灵敏度高、特异性强、使用便捷、检测速度快等特点, 已被应用于食品安全快速检测过程中。本文对光纤倏逝波生物传感技术在食品安全检测领域的应用进行了综述, 介绍了光纤倏逝波生物传感器的原理, 通过分析光纤倏逝波生物传感器目前在食品检测项目的具体应用, 主要包括: 在食品微生物及其毒素检测中的应用, 在食品理化检测中的应用, 对其特点进行了讨论。我国在该领域的工作尚处于研发阶段, 还有大量的工作需要开展, 一旦获得成效势必给我国食品安全问题提供有力的保障, 为我国食品工业发展提供重要支撑。     

光纤倏逝波生物传感器在食品安全检测中应用进展

光纤倏逝波生物传感主要是利用倏逝波场来激发光纤表面标记在生物分子(抗体或核酸片段)上的荧光染料,从而检测通过特异性反应附着于纤芯表面倏逝波场范围内的生物分子的一项新兴免疫检测技术,具有灵敏度高、特异性强、使用便捷、检测速度快等特点,已被应用于食品安全快速检测过程中。本文对光纤倏逝波生物传感技术在食品安全检测领域的应用进行了综述,介绍了光纤倏逝波生物传感器的原理,通过分析光纤倏逝波生物传感器目前在食品检测项目的具体应用,主要包括:在食品微生物及其毒素检测中的应用,在食品理化检测中的应用,对其特点进行了讨论。我国在该领域的工作尚处于研发阶段,还有大量的工作需要开展,一旦获得成效势必给我国食品安全问题提供有力的保障,为我国食品工业发展提供重要支撑。     

利用光纤倏逝波生物传感器检测食品中大肠杆菌O157:H7

目的建立一种应用光纤倏逝波生物传感器快速检测食品中大肠杆菌O157:H7的方法。方法对光纤用大肠杆菌O157:H7抗体包被制备检测探针,用纳米量子点对抗体进行偶联制备检测抗体,并确定其检测的灵敏度和特异性,同时通过对人工污染样品的检测确认该方法检测实际样本的可行性。结果建立的光纤倏逝波生物传感器检测大肠杆菌O157:H7的灵敏度达到50 CFU/mL,并具有较强的特异性。结论利用光纤倏逝波生物传感器检测食品中污染的大肠杆菌O157:H7方法快速、准确,具有较强应用价值。     

利用光纤倏逝波生物传感器检测食品中 大肠杆菌O157:H7

目的 建立一种应用光纤倏逝波生物传感器快速检测食品中大肠杆菌O157:H7的方法。方法 对光纤用大肠杆菌O157:H7抗体包被制备检测探针,用纳米量子点对抗体进行偶联制备检测抗体,并确定其检测的灵敏度和特异性,同时通过对人工污染样品的检测确认该方法检测实际样本的可行性。结果 建立的光纤倏逝波生物传感器检测大肠杆菌O157:H7的灵敏度达到50 CFU/mL,并具有较强的特异性。结论 利用光纤倏逝波生物传感器检测食品中污染的大肠杆菌O157:H7方法快速、准确,具有较强应用价值。     

光子晶体光纤制备工艺的发展与现状

光子晶体光纤(photonic crystal fiber,PCF),也被称为微结构光纤或多孔光纤,以其独特的控制和传输光的方式突破了传统光纤的局限,带来了光纤光学及其应用领域的一场变革,为光纤技术及其应用领域发展提供了新的发展契机。文章首先简单地回顾了光子晶体光纤发展的历程、光子晶体光纤的分类和导光机制,然后对PCF的制备工艺和研究进展作了较全面的综述。     

基于二维光子晶体的偏振器研究

当二维光子晶体中TE/TM模式光子能带结构不同并且光子禁带的位置互相错开时,光子晶体就可以作为偏振器使用.将平面波展开法和传输矩阵法作为光子晶体研究的理论工具,计算了二维三角形晶格圆柱晶胞光子晶体的能带结构,并且研究了光子晶体在不同入射角度下的光学传输特性.这种基于光子晶体的偏振器有望在集成光路技术及相关器件中得到重要的应用.     

太赫兹光子晶体波导传输特性研究

文章研究了含有缺陷的二维光子晶体TM模能带结构和太赫兹波的传输特性。研究发现,含有线缺陷的光子晶体波导能带结构发生了弯曲,具有非常优越的导波性能,THz波只能沿着线缺陷区域传播,几乎没有能量从波导的上下两侧泄露出去。此研究结果对高速率、超宽带THz通信系统的发展具有重要的指导意义,为太赫兹波器件的开发提供重要理论依据。     

分子印迹光子晶体传感器的制备及其对酒类食品中邻苯二甲酸二丁酯的快速检测

以邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)为目标分析物,结合分子印迹技术与光子晶体,构建基于分子印迹光子晶体凝胶膜(molecularly imprinted photonic hydrogels,MIPHs)的传感器用于酒类中的DBP快速检测。最佳条件下,构建的传感器对DBP的响应时间为3 min,当DBP质量浓度为0.01～0.1 mg/L时,MIPHs的衍射峰位移与DBP质量浓度呈良好的线性关系(R²=0.992 0),检出限为0.01 mg/L(R_SN=3)。采用制备的MIPHs对白酒中DBP分子进行检测,对DBP的加标回收率在95.60%～103.20%之间。研究表明,制备的DBP分子印迹光子晶体传感器具有操作简便、响应快速、选择性高和成本低的优点,在酒类中有害物的安全快速筛查检测具有广阔的应用前景。     

一维光子晶体传输特性的研究

针对一维光子晶体的光学特性,利用传输矩阵方法讨论了一维光子晶体传输特性,研究介质层厚度和入射角度对传输特性的影响,得到选取不同的介质层厚度和入射角,能够使光子晶体在相同位置得到相同的带宽的结论,该结论对设计光器件具有一定参考价值。     

基于光子晶体的结构色织物研究进展

针对传统印染行业污染高、能耗高的问题,综述了一种绿色环保的纺织着色印染方式,即结构生色的织物着色方法;分析了其光子晶体结构的生色原理,并将采用光子晶体结构的色织物制备方法总结为一步法和二步法。一步法为直接在织物表面涂覆结构色材料,其中重力沉降法和垂直沉积法制备方法简单,静电自组装法结构色织物的厚度可控,喷墨打印法可实现织物的局部精准着色,雾化沉积法适用于不规则织物表面的印染,磁控溅射法适用于各种材料织物的染色;二步法为从结构色纤维、纱线到织物的制备方法,制备步骤复杂,但制备织物的力学性能较一步法好,印染织物后其色牢度优。最后总结了结构色织物在发展中存在的问题。     

白藜芦醇分子印迹光子晶体水凝胶膜制备及性能研究

为能快速有效地检测样品中白藜芦醇的含量,以光子晶体为模板,白藜芦醇（RES）为印迹模板分子,甲基丙烯酸（MAA）为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）为交联剂,偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,在紫外光的作用下合成RES分子印迹水凝胶膜（MIPH）。利用扫描电镜（SEM）考察光子晶体和MIPH的形貌特征,结果表明光子晶体排布规整,形成了六方堆积结构,MIPH具有三维（3-D）相互贯通的大孔结构。用UV测定光子晶体和MIPH的布拉格衍射吸收峰,MIPH对RES响应性良好,在3min内达到吸附平衡状态。在RES的不同浓度中（10-9¹0-5mol/L）,MIPH的布拉格衍射吸收峰从440nm红移到463nm。由于MIPH灵敏度高、响应速度快和特异性的识别模板分子等特点,使得MIPH在食品检测领域中具有广阔的应用前景。      

二维太赫兹光子晶体能带结构研究

文章应用平面波法和时域有限差分法研究了二维太赫兹光子晶体TM模能带结构。研究发现,当晶格常数a=100×10-6m,介质柱半径R=0.3a时,可以得到TM模式下THz波段的最佳能带结构。此研究结果对高速率、超宽带THz通信系统的发展具有重要的指导意义,为太赫兹波器件的开发提供重要理论依据。     

纺织基材上图案化光子晶体的数码喷印法制备及其光学性能研究

为解决光子晶体结构生色墨水在喷印过程中易造成喷头堵塞的问题,从喷印设备和光子晶体结构生色墨水2方面进行研究,以提高喷印流畅性,实现高质量图案化光子晶体结构生色纺织品的制备和工业化应用。结果表明：使用15%的PS纳米微球分散液作为喷印墨水,在墨水体系中引入分散剂,可以保证墨水的分散稳定性,当加入0.2%分散剂3B时,墨水分散性良好,放置24 h后无聚集;通过加入较高浓度的保湿剂丙三醇,并在喷印设备上附加水封装置,可以减缓墨水中的纳米微球在喷印间隙以及喷印结束后喷头处因为水分蒸发而自发结晶,避免出现因为微球结晶而引起喷头堵塞现象;当保湿剂用量为5%时,墨水具有优异的保湿性能,连续喷印2 h后喷嘴仍然无堵塞问题;以15%的纳米微球分散液作为墨水进行喷印时,所印制的光子晶体结构生色图案颜色鲜艳明亮,具有明显的虹彩效应;通过在纺织基材表面涂覆特殊高分子层,所制备的图案化光子晶体具有优异的结构稳定性,为结构生色技术在纺织染整领域的实际应用开辟了新途径。     

基于光纤光栅传感技术的斜拉索智能监测

斜拉索传统监测方法在长期使用中测试结果易失真,误差较大,设备耐久性较差,并且斜拉索内部的温度、湿度及锈蚀状况无法直接测量。将光纤光栅传感技术用于斜拉索监测,采用斜拉索智能应力传感器、温度传感器、湿度及腐蚀传感器,当斜拉索使用环境变化时,信息经光纤传送到光电信号处理器,数据经过处理后,传到控制系统,通过控制系统内设置的报警装置,实现斜拉索内部状况的动态监测及警报。指出光纤光栅传感技术用于斜拉索需要解决的问题:光纤光栅的强度要满足要求,冷铸锚、热铸锚最高使用温度约为250℃,500℃,寻找合理的光纤埋入工艺,以及开发可以同时测量温度和应力并消除两者相互影响的传感器。     

光导纤维及基于光纤的智能纺织品研究

随着智能服装领域相关研究的不断发展,光导纤维作为新型服装材料的研究也取得诸多突破,作为发光服装材料与精巧传感器材料在纺织服装领域的运用愈来愈多.但仅针对光导纤维在纺织服装领域应用的文献却为数不多.因此,研究综述了光纤的发展、分类、性能概况,国内外学者对于光导纤维发光织物的制造方法及其实际应用概况、光纤传感智能服装的基本...     

基于液态光子晶体固定化的柔性结构生色膜制备及其性能

针对光子晶体材料结构稳定性较差的问题,以光固化型单体取代常规组装介质水制备液态光子晶体,通过紫外光聚合固化构建纳米微球嵌入弹性体式的非密堆积阵列光子晶体,制备结构稳定的柔性光子晶体结构生色膜,并对其结构和性能进行分析。结果表明:液态光子晶体的光学性质可通过胶体体系中SiO₂纳米微球的体积分数及其粒径进行调控,随SiO₂体积分数由22%增大至40%,其微球间的平均间距逐渐减小,液态光子晶体结构色蓝移;固定SiO₂微球体积分数,当其粒径由123 nm增加至178 nm时,液态光子晶体结构色红移;液态光子晶体色彩鲜艳、饱和度高,经紫外光辐照后,所构建的固态光子晶体膜具有明显的虹彩效应和优异的柔韧性,并表现出显著的力致变色性能,展示了其在智能可穿戴纺织材料领域良好的应用潜能。