基于鼠精细胞的味觉阻抗传感器 用于苦味物质检测的研究

本文设计了一种基于雄鼠精细胞的细胞阻抗传感器用于苦味物质的特异性检测.雄鼠精细胞内含有大量T2Rs受体(G蛋白偶联受体)可以对苦味物质产生特异性响应,苦味受体被苦味物质激活后产生的响应会引起细胞形态骨架的变化,从而可以被细胞阻抗传感器检测.本文探索了实验的最佳细胞密度,检测了苯硫脲和奎宁两种常见的苦味物质的响应,苯硫脲检测范围为10μmol/L~200μmol/L,检出限为4μmol/L;奎宁检测范围为62.5μmol/L~1000μmol/L,检出限为40μmol/L.传感器阻抗值增量与苦味物质浓度呈一定的线性相关性.此外,论文对该味觉传感器的特异性进行了测试分析,表明了基于细胞传感器的检测方法为代替动物和人的苦味测试提供了一种可能的新的手段.     

后向散射光法血糖检测方法的研究

基于对细胞微观散射进行的理论仿真计算,推导出血糖浓度与细胞后向散射光之间的近似数值关系,在此基础上提出了一种新的血糖浓度光学无创测量方法--后向散射光血糖浓度测量方法,根据以此方法为基本思想,设计了一个测量系统又加以验证.在对一系列被测者进行的测量实验中,测量数据能很好地反映出被测者的血糖浓度变化.     

声表面波串联谐振器传感系统构建及初步应用研究

本文探索了一种声表面波串联谐振器传感系统及其初步应用。该传感器的敏感部件由丝网印刷碳电极和一个433MHz声表面波谐振器串联组成。采用真空包装的声表面波谐振器工作在较高的频率下,这有利于提高检测系统的稳定性和灵敏度。我们制备了不同浓度的小鼠肠道内分泌肿瘤细胞STC-1悬液用于检测实验,每种样品取100微升滴在丝网印刷碳电极上,实验记录了每种浓度细胞悬液的传感器响应。实验结果表明该传感器可以检测不同浓度的细胞悬液,并且具有较好的灵敏度。     

新型细胞微生理计的软件设计与实现

传统的微生理计是用于监测活细胞的功能性变化,检测参数单一,不能全面反映细胞的形态功能变化。我们实验室研发的新型细胞微生理计结合了多参数检测的细胞传感器集成芯片和自动分析控制仪器,可以多通道监测细胞代谢和形态变化,介绍针对该仪器的软件系统的设计和实现,并比较常用的自动检测LAPS工作点的算法后提出简单高效的工作点检测方法,研究了细胞酸化率和药物半数抑制浓度的计算方法。该软件系统可提供三种测量模式供用户检测细胞代谢,实时显示细胞各项参数值,可实时采集、记录、保存数据,自动控制流路通断,在线分析并实时向用户反馈细胞代谢和细胞形态变化。最后采用本软件系统进行了肾细胞酸化率测试实验和活化的肝星状细胞药物作用实验,通过对结果的分析讨论,验证了上述软件系统和算法的有效性。     

基于小波去噪的神经网络软测量在血糖浓度估计中的应用

由于皮下间隙液葡萄糖的易测性和测量过程中传感器感染血液的低风险性, 皮下间隙液一直是血糖监测的首选位置. 但皮下间隙液葡萄糖浓度的变化总是滞后于血糖浓度的变化, 而且测量过程中会引入噪声, 不能准确地估测血糖值, 针对这一问题提出了一种基于小波去噪的神经网络软测量方法. 该方法先对与血糖相关的一些辅助变量进行去噪处理, 然后用来训练神经网络, 建立血糖软测量模型. 通过对1号、2号成年人采集的仿真数据进行实验, 结果表明, 运用该方法得到的测量结果比皮下间隙液葡萄糖值具有更小的均方根误差、更好的信噪比、以及更小的测量延时.     

汽车油耗智能快速测试系统的开发

介绍了测试系统,阐述了碳平衡法的油耗计算模型.针对现有汽车综合性能检测站开展油耗检测存在的问题,建立了碳平衡法汽油车油耗测量模型及测量系统.运用模块化的理念设计了用于稀释排气流量智能刹量的锥形流量计和用于稀释排气成分浓度智能测量的气体分析仪.采用变频器调节电动机的转速来实现排气流量稀释系数的自动调节.使用Visual ...     

复合式质量流量计的研究

针对纸浆液固两相流质量流量和浓度测量过程中存在的问题,研究开发了一种复合式质量流量计。该流量计一方面采用DSP和频域相关算法实时、高精度地获取体积流量信号;另一方面采用静刀式浓度变送器获取浓度信号,并通过C8051F005单片机间接得到纸浆质量流量。试验表明,该流量计能够同时输出体积流量、浓度和质量流量信号,在纸浆两相流测量领域具有良好的应用前景。     

微悬臂梁矩阵细胞牵引力测量传感器研制

提出一种采用聚碳酸酯核孔膜为模版来制作高深宽比聚二甲基硅氧烷微悬臂梁矩阵的新方法,用来作为生物微机电系统传感器探测细胞微纳力学及在体外研究细胞的机械特性,并对其制作工艺进行研究.通过选择不同的膜,可以便捷制作不同规格的微悬臂梁矩阵来满足不同精度的测量需求.细胞贴附在经表面处理后的微悬臂梁矩阵顶端生长并延展迁移,造成微悬臂梁弯曲形变.通过对形变共焦荧光显微图像处理,可以精确描绘出细胞牵引力分布.实验结果表明该制作方法有效,测量精度达到nN/μm.     

基于微处理器的数字超声波流量计

研究设计了一种以微计算机处理器为核心，根据时差法原理来测量流量的数字超声波流量计，该数字超声波流量计具有测量精度高、测量范围大、工作稳定可靠的特点。具体的实现过程是利用信号相关的数字处理方法计算出超声波在流体中的上行信号和下行信号的时间差，从而可换算出所测量的流量值。实验结果显示，这种数字超声波流量计能达到很高的精度。随着数字处理技术和处理器件的发展，数字超声波流量计将具有越来越大的优势。     

利用科氏流量计测量凝析天然气的气液流量

通过研究基于科氏流量计的气液两相流计量技术,提出了科氏流量计的凝析天然气测量模型.该模型较好地表征了科氏流量计的振动频率与阻尼系数的变化规律、振动管与两相流体之间的相对运动关系等.利用E+H公司的微弯科氏流量计开展了一系列试验研究,并结合试验结果对流量计的参数波动特性、安装形式、两相混合物密度测量和质量流量测量等问题进行了深入分析.分析结果为利用科氏流量计实现凝析天然气的高精度计量奠定了基础.     

A micro PDMS flow sensor based on time-of-flight measurement for conductive liquid

Transdermal extraction of interstitial fluid (ISF) offers an attractive method for non-invasive blood glucose monitoring. In order to calculate blood glucose concentration accurately, precise volume measurement of transdermally extracted ISF is required due to human skin’s varying permeability. In this paper, we presented a novel flow sensor fabricated from polydimethylsiloxane (PDMS), designed to measure the volume of conductive liquid. The flow sensor consists of two pairs of metal electrodes, which are fabricated in the PDMS channel. The volume of liquid is measured utilizing the time-of-flight of the two electrode pairs’ resistance while the liquid is flowing through the flow sensor. 1–14 μL normal saline solution was measured, the flow sensor measured volumes correlate very well (R ² = 0.9996 and R ² = 0.9975 for vacuum pump and syringe pump situations respectively) with the actual volumes. And the coefficient of variation for 10 times 10 μL normal saline solution measurement is 0.0077 (vacuum pump) and 0.0381 (syringe pump), respectively. The demonstrated flow sensor provides excellent functionality for conductive liquid.     

基于电流型生物传感器的手持式多参数生化检测仪

通过物理吸附的方法将酶或一定的电子媒介体固定在工作电极上,制作了能识别一系列生化参数的电流型生物传感器,利用微弱信号采集技术,结合高性能微转换器和微控制器,设计制作了配合该系列传感器使用的多通道检测微仪表,以葡萄糖、乳酸和血色素溶液检测进行示范,说明了该检测仪具有多参数测量的功能,并能很方便地通过改变测量程序,实现对传感器特性的研究,该系统对葡萄糖溶液的检测,测量范围为1～25 mmol/L, 线性相关系数为0.989;对乳酸溶液的检测,测量范围为1～15 mmol/L,线性相关系数达到0.988.对血色素的测量,在浓度0～20 g/dL范围内与仪表测量的电流值具有较好的线性相关性.     

基于碳纳米管固定葡萄糖氧化酶的ECL葡萄糖传感器的制备

将葡萄糖氧化酶(GOD)固定在多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰电极(ME)上,GOD催化氧化葡萄糖生成过氧化氢,并使鲁米诺产生电致化学发光(ECL),据此构建了一种新型ECL葡萄糖传感器.结果表明:CNTs修饰的电极对鲁米诺和H2O2反应具有显著的电催化活性和增敏效果.该传感器对葡萄糖检测的线性范围为0.01～10.0...     

用于血糖无创检测的葡萄糖传感器研究

研制一种新型葡萄糖传感器,初步实现用于反离子电渗透技术提取皮下组织液的葡萄糖的浓度测量。用铁氰化钾作为电子媒介体,固定在聚环氧乙烷凝胶里的葡萄糖氧化酶与溶液中的葡萄糖催化氧化生成葡萄糖酸和亚铁氰化钾,通过检测该反应产生的氧化还原电流的大小来计算葡萄糖溶液的浓度。新型葡萄糖传感器的检测浓度范围2～22 mmol/L内线性度较好,传感器的一致性测试表明:同一传感器多次测量的偏差不超过2%,反应时间较短,接近于1 s。     

酶注射式葡萄糖生物传感器的研制

葡萄糖是发酵过程中菌体生长和产物合成的主要碳源。为了稳定产物产量与质量,必须控制葡萄糖在发酵液中的浓度。为了解决现有"固定化酶式"葡萄糖生物传感器难以用于发酵过程葡萄糖在线测量的问题,提出了"酶液式"葡萄糖生物传感器,研制了适用于发酵过程的、在线使用的酶注射式葡萄糖生物传感器。实验结果表明:传感器线性范围为0～100mg/dL,且线性相关系数R2为0.9990,传感器灵敏度为2.59nA/(mg/dL),传感器检测限为0.07mg/dL;传感器重复性较好,对50mg/dL葡萄糖浓度,变异系数(CV)为2.02%。所研制传感器基本满足了发酵过程葡萄糖在线测量的要求。     

便携式无创血糖检测仪的研制

以能量代谢守恒法为基础,研制出以DSP(数字信号处理器)为主控芯片的便携式无创血糖检测仪器.仪器采用传感器集成器采集的多路湿度、温度和双波长光衰减量信号计算出血氧饱和度,血流量,脉率等,综合得出血糖浓度.介绍了仪器检测原理,硬软件结构和算法实现过程.采用仪器样机进行临床实验,测量所得血糖值与AUTOLAB18全自动生化...     

用于无创检测皮下葡萄糖的新型生物传感器研究

以无创检测人体血糖为应用需求,采用高灵敏度锇氧化还原聚合物修饰在薄膜电极上,并通过戊二醛交联法固定酶分子制备成新型生物传感器。实验结果表明:在0~700μmol/L的葡萄糖标准浓度范围内,传感器灵敏度为23.955 nA/(μmol.L-1),最低检测限为0.3μmol/L,相关系数为0.999;在标准皮下葡萄糖浓度0~19mmol/L浓度范围内,被抽取出的葡萄糖电流响应值与皮下葡萄糖的浓度成线性关系,线性相关系数为0.994,灵敏度为4.03 nA/(mmol.L-1);单只传感器对100μmol/L葡萄糖检测的精度为4.07%(n=10),不同传感器之间对100μmol/L葡萄糖测量的精度为3.22%(n=10),在4℃条件下,传感器的寿命可达450 d。     

能量代谢守恒法无创血糖检测算法研究

根据能量代谢守恒法无创血糖检测的基本原理,设计出无创血糖检测探头并推导出血糖检测的数学模型。采用了多元线性回归和主分量分析方法处理数据,得出了计算血糖值的多元线性表达式,获得了对血糖值贡献最大的两个分量。实验结果显示,采用上述算法计算得出的血糖值与血糖真实值之间的相关系数R=0.86,表明了采用主分量分析和多元线性回归求解无创血糖检测模型的方法是可行的。     

基于FPGA的高精度光子计数检测系统研究

为了实现微弱光信号的高精度检测,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的光子计数检测系统.采用高灵敏度的光电倍增管作为光电转换器件,有效地实现微弱光信号的获取与处理.基于FP-GA,设计了时序控制模块、光子计数模块、串口通信模块、存储模块和键盘扫描控制模块,完成信号的处理与存储.使用该系统对三磷酸腺苷(ATP)样品...