基于生物阻抗谱的细胞电学特性研究

生物阻抗谱是一种非侵入式、免标记、能够定量分析的检测技术,将其应用于生物细胞及组织的生理、病理分析中具有很大优势.本文采用数值仿真的方法研究了单细胞电学特性与其结构之间的关系,并通过实验进行了验证.根据细胞的生理特征,依据细胞的双壳模型与单壳模型理论分别建立了不同种类细胞的电学模型,研究了细胞种类、细胞膜、细胞核对细胞电学特性的影响.数值分析结果表明:1)细胞结构尺寸的变化引起细胞电学特性的改变,因此,依据细胞电学特性能够准确实现细胞分类; 2)柯尔-柯尔(Cole-Cole)图上高频与低频的两个半圆弧分别是由细胞质或细胞外液的离子极化、细胞膜与细胞外液之间的界面极化引起的;3)细胞核大小对测量阻抗的影响主要在低频段,是由细胞核与细胞内液的界面极化引起的,当存在细胞膜且当细胞核的核质比小于0.25时可忽略其影响.为验证仿真结果,对20%不同活性的酵母菌进行了实验.实验结果表明,运用本文建立的细胞电学模型,可以准确检测细胞的不同活性.该方法对实现细胞的精准电阻抗检测提供了理论依据,具有重要的应用价值.     

基于生物阻抗谱成像的生物组织检测方法

基于电阻抗成像技术和生物阻抗谱技术,提出一种面向生物组织检测的生物阻抗谱成像方法.该方法将目标区域可视化并精准识别目标种类,可用于肺癌早期检测,协助临床医生对早期肺癌进行精准检测,提高早期肺癌的治愈率.本文通过数值仿真的方法验证生物阻抗谱成像方法在肺癌早期检测中的可行性和有效性,仿真结果表明:1)生物阻抗谱成像方法可以实现早期肺癌区域的可视化,并精确判别出早期肺癌种类; 2)生物阻抗谱成像方法中阻抗谱的最佳采集模式是4次循环采集,最佳分类器是Linear-SVM, 5折交叉验证的平均分类准确率可以达到99.9%.为了验证仿真结果,本文选取3种具有不同电学特性的生物组织模拟癌变区域进行了检测.实验结果表明该方法可以对生物组织区域可视化,并判别出生物组织的种类.该方法可以兼顾电阻抗成像和生物阻抗谱方法的优点,有望用于肺癌早期检测.     

高温高压下钠长石的阻抗谱实验研究

 在压力为1.0、2.0 GPa和温度为673～973 K条件下,采用交流阻抗谱法在YJ-3000t紧装式六面顶高压设备上原位测量了钠长石的电导率。实验结果表明：在实验的温度和压力范围内,钠长石的电导率在10^-3.0～10^-5.5 S/m变化;钠长石复阻抗的模和相角对频率有很强的依赖性;随着温度T升高,钠长石的电阻率迅速减小,电导率σ增大,并且lg σ与T^-1之间符合Arrhenius关系;在实验压力范围内,随着压力升高,钠长石的电导率降低。采用离子导电机制,对高温高压下钠长石的导电行为进行了合理解释。     

RC并联电路的交流阻抗谱

交流阻抗谱技术在实际研究中具有广泛应用,利用交流阻抗谱分析了单时间常数和双时间常数RC并联电路的频率特性,给出了单时间常数和双时间常数的复平面阻抗谱特点。     

自组装双硫醇分子膜阻抗谱的研究

对交流电场下双巯基烷烃硫醇自组装分子膜的阻抗谱进行了研究.利用汞金属作为衬底,制备出双巯基烷烃硫醇自组装分子膜,并通过交流频谱仪对其进行频谱的扫描．明确了膜的作用范围为阻抗谱中频部分为了解释该阻抗谱,提出了一种串联的等效电路来进行了拟合,并与其他的模型进行比较.同时,观察到在损耗谱中损耗峰随硫醇碳链原子数的增加而向低频方向移动并得出双巯基硫醇(C6-C10)在交流电场下的激活能为23～39 meV．     

基于金刚石对顶砧的高压原位阻抗谱测量

借助薄膜集成技术,阻抗谱测量方法被应用到金刚石对顶砧压机上. 通过对电极构型的改进和组装方法的优化,实现了对ZnS样品高压下原位阻抗谱的测量,实验压力达到30 GPa. 实验结果显示,平行板构型的电极能够获得完整的阻抗谱. ZnS在压力作用下发生的结构相变,引起了电输运性质的变化,而这个变化,能够清晰地在阻抗谱测量中反映出来.     

基于金刚石对顶砧的高压下原位阻抗谱测量

借助薄膜集成技术,阻抗谱测量方法被应用到金刚石对顶砧压机上.通过对电极构型的改进和组装方法的优化,实现了对ZnS样品高压下原位阻抗谱的测量,实验压力达到30 GPa.实验结果显示,平行板构型的电极能够获得完整的阻抗谱.ZnS在压力作用下发生的结构相变,引起了电输运性质的变化,而这个变化,能够清晰地在阻抗谱测量中反映出来.     

高温高压下二辉橄榄岩的阻抗谱实验研究

 在1.0～4.0 GPa压力、1 073～1 573 K温度和10^-1～10⁷ Hz频率条件下,利用SARLTON-1260阻抗-增益/相位分析仪,就位测定了二辉橄榄岩的阻抗谱。实验结果表明：二辉橄榄岩的阻抗谱对频率具有很强的依赖性,并从阻抗谱的测试原理（颗粒内部、颗粒边缘、样品与电极间的导电机制）上做出了解释;温度是决定二辉橄榄岩电导率的一个重要物理参数,电导率随着温度的升高而增大,lg σ与1/T之间符合Arrenhius关系式;在高压实验中第一次将压力作为测量二辉橄榄岩电导率重要的约束因素,随着压力的增大,电阻率升高、电导率降低。     

一种新的DEPT 谱编辑方法

提出一种新的基于多元线性回归计算的无畸变极化转移增益法(DEPT)谱编辑方法．该方法使用多元线性回归对谱图中的杂信号进行拟合,获得最佳拟合系数,然后将拟合系数代入拟合公式,通过该公式对DEPT 子谱进行计算,去除杂信号,最终分别得到纯净的CH₃、CH₂、CH 子谱图．实验结果证明,使用新方法对DEPT 谱进行编辑能够很好地减少杂信号的干扰,得到只含有CH_n 信号的子谱．新方法为碳谱的解析尤其是复杂和密集的谱线的解析提供了方便．     

硫酸卡那霉素颜色的谱识别方法

本文提出一种硫酸卡那霉素药液颜色的谱识别新方法。该方法突破了传统的三刺激值测色模式，提出了用光谱特征及非固定的背景模式代替三刺激值及ＣＩＥ测量模式，建立了良好的判别函数，适于药液颜色的客观检测与定级，结果令人满意     

基于X射线透射谱的铀浓度测量方法

在核燃料后处理流程中,需对工艺中的铀浓度进行准确测量。利用X射线管照射铀溶液,通过测量铀的L边界X射线透射谱确定铀浓度。文章设计了铀的L边界X射线透射谱测量系统。通过配制1~200 g·L-1铀标准溶液,建立铀浓度测量工作曲线,并对系统的精密度、准确度和稳定性进行测试。结果表明,铀浓度测量工作曲线线性拟合参数R2=0.999 9;系统对57.004 g·L-1铀溶液测量精密度为0.21%,对38.255 g·L-1铀溶液测量相对误差为0.32%;对2.236 g·L-1铀溶液进行连续测量,99.67%数据落在μ±3 s。     

基于多孔硅反射谱的农药浓度测量研究

根据多孔硅内浸入液体后其有效折射率发生变化,使其光致发光反射谱峰位发生变化的特性,提出了一种利用多孔硅Bragg反射镜的反射谱来测量克百威溶液浓度的新方法.阐述了多孔硅Bragg反射镜测量农药浓度的原理,利用脉冲腐蚀法制备了多孔硅Bragg反射镜,对多孔硅反射镜和它在不同浓度的克百威溶液中进行了实验,获取了它们的反射光...     

交流阻抗谱方法对钇稳定氧化锆晶界电性能的研究

采用交流阻抗谱技术测量了多晶钇稳定的氧化锆固体电解质的晶界离子电导率,并根据砖层模型估算了多晶陶瓷样品的晶界体积分数,分析了晶界体积分数与电性能的关系.     

基于改进谱聚类的重叠绿苹果识别方法

水果的可见光谱目标识别是实现农业自动化采摘至关重要的一步。在水果识别的过程中,由于重叠和遮挡的影响使得目标识别困难,识别率不高。本文针对自然环境中果实重叠的识别问题,利用谱聚类算法对图像进行分割,然后使用随机霍夫变换实现果实的识别和定位。针对传统算法运算复杂度高,运算速度慢的问题,本文提出了基于均值漂移和稀疏矩阵原理的改进谱聚类算法。首先使用均值漂移算法对图像进行预分割,均值漂移是一种用于密度梯度的无参估计法。该算法实质是一种迭代,先计算出偏移量,根据偏移量移动点,如此反复,直到偏移量为零即收敛到一点为止。利用均值漂移算法除去大多数的背景像素,为减少谱聚类算法的计算量做准备。然后提取预分割图像的有用信息即图像中像素对之间相似度的描述,将提取的图像特征信息映射到稀疏矩阵中,并使用K-means算法将其分类。得到最终的分类结果,实现对预处理图像的再次分割。然后恢复图像分割区域的颜色,使用彩色向量梯度提取边缘轮廓,对得到的轮廓图像使用随机霍夫变换,并在检测过程中设置半径参数的范围从而进一步加快算法的运行速度。经过检测可以得到目标的圆心坐标和半径,从而实现重叠绿苹果的识别。降低了谱聚类的数据处理量,提高了算法的运行速度。经过试验分析和算法对比,该算法得到较高的重合度95.41%,较低的误差率4.59%和误检率3.05%。     

用于细胞及组织培养的中等强度LED生物光源

研制出可用于细胞及组织培养的中等强度发光二极管光源,介绍了光源的光路原理和简要结构,测试了该光源的辐射照度及其强度分布,使用统计分析软件SPSS拟合得到该光源的辐射照度经验公式。     

基于谱线线型函数的气体浓度检测技术

快速、精确地测量微量气体浓度的技术在大气质量分析、环境污染检测等领域具有广泛的用途。在红外光谱检测技术中,气体吸收光谱的谱线线型函数是定量测量气体浓度的一个重要参量,而如何准确和快速地得到气体谱线线型函数值是气体浓度测量中的一个关键问题。首先从理论上分析了谱线线型函数,得出计算谱线线型函数的一般方法及探讨了气体浓度与谱线线型函数峰值之间的关系。然后,利用可调激光器及光谱仪检测系统测量了乙炔在1 515～1 545 nm波长范围内的吸收光谱,再通过Lambert-Beer定律计算得到在不同频率下的谱线线型函数峰值,最后利用程序拟合出该波段内气体的谱线线型函数峰值分布曲线,并与Voigt线型函数理论计算值进行了比较,发现理论计算的谱线线型函数峰值仍存在一定的偏差。相比理论计算结果,所提出的检测方法得到的乙炔浓度与真实的乙炔浓度值更加吻合,表明了通过实验确定的谱线线型函数的经验公式可以更好地用于气体浓度的检测。由于利用实验测量值获得了谱线线型函数峰值分布的拟合曲线,因此可以快速准确地计算出所对应的谱线线型函数峰值,从而大大地简化了线型函数的计算过程。实验所获得的数据可应用于光学遥测乙炔气体浓度,且提供的方法也可以应用到其他气体的谱线线型函数峰值的测量中。     

MgO悬浮液的切变波共振吸收谱研究

利用切变波共振吸收谱仪研究了氧化镁悬浮液的切变波共振吸收谱，发现它对切变波的振幅有很强烈的依赖关系。根据系统共振频率的变化以及，氧化镁悬浮液的共振吸收峰，可以算出，氧化镁悬浮液表现出的熵力矩。     

MgO悬浮液的切变波共振吸收谱研究

利用切变波共振吸收谱仪研究了氧化镁悬浮液的切变波共振吸收谱,发现它对切变波的振幅有很强烈的依赖关系.根据系统共振频率的变化以及,氧化镁悬浮液的共振吸收峰,可以算出,氧化镁悬浮液表现出的熵力矩.     

不同浓度稀土溶液的反射波谱特征研究

波谱吸收特征一般和物质成分具有密切联系,其中描述波谱吸收特征的参数——波谱吸收深度可以作为一种定量评估样品化学组成的参数。 波谱吸收特征及化学特征之间的相关性研究已经在土壤学、 矿物学及植被科学等领域得到了证实,但是针对稀土元素及其化学特征之间的相关性研究目前还未开展相关工作。 为开展此方面的研究,针对赣南稀土矿区采集的10个不同浓度的稀土溶液样品,运用便携式地物波谱仪和等离子质谱仪分别获取了其波谱特征和稀土总浓度,研究结果表明稀土溶液呈现出水体和稀土氧化物的混合波谱特性,在可见光-近红外波段有6个明显的稀土特征吸收谷。 针对这6个特征吸收谷,运用原始波谱与纯水波谱比值的方法计算得出的波谱吸收深度和稀土总浓度进行线性回归分析,表明两者高度线性相关,由此建立了稀土浓度定量评估模型。 这一研究提供了一种间接评估溶液中稀土浓度的新方法,并且为稀土元素高光谱信息提取研究提供了理论基础。     

一种可能的简并谱NNS分布

利用随机矩阵理论,通过对一特殊情形的简并谱展开研究,得到了简并谱一种可能的最小相邻间距NNS分布函数．研究表明,由于简并的存在,简并谱不仅可分解成随机谱和规则谱两个子谱,同时还影响其规则谱,使规则谱的能级斥力减少．