检索结果-内蒙古大学图书馆

传感器与微系统 2024年第3期43卷 47-51页

作者：杨洋春胡敬芳肖疏雨宋钰李延生高国伟北京信息科技大学自动化学院北京100192 北京信息科技大学传感器重点实验室北京100101 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感器联合国家重点实验室上海200050

重金属镉离子(Cd(Ⅱ))是水体质量评价的重要指标之一,本文提出一种基于纸基印迹预富集的痕量镉电化学传感器构建方法,将离子印迹技术、丝网印刷技术、蜡印法和电化学还原有机结合,合成纸基Cd(Ⅱ)印迹聚合物膜(Cd(Ⅱ)-IIP@paper),获得改... 详细信息

重金属镉离子(Cd(Ⅱ))是水体质量评价的重要指标之一,本文提出一种基于纸基印迹预富集的痕量镉电化学传感器构建方法,将离子印迹技术、丝网印刷技术、蜡印法和电化学还原有机结合,合成纸基Cd(Ⅱ)印迹聚合物膜(Cd(Ⅱ)-IIP@paper),获得改性后的纸基电极(rGO/SPCE@paper)。通过优化石墨烯沉积时间、预富集时间、模板离子洗脱时间等实验条件,发现在5~100μg/L浓度范围内Cd(Ⅱ)溶出峰电流与浓度表现出良好的线性关系,检出限为0.91μg/L(S/N=3)。结果表明:Cd(Ⅱ)-IIP@paper具有较好的重复性和稳定性,制备的电化学传感器表现出良好的选择性,将其应用于实际水样中Cd(Ⅱ)的检测,回收率在94.0%~104.4%之间,具有较强的实用价值。

关键词：纸基离子印迹聚合物预富集电化学传感器水质痕量镉离子检测

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纸基微流控芯片及其水环境检测方法研究进展

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中国造纸学报 2023年第3期38卷 133-143页

作者：王林哲胡敬芳杨洋春宋钰李延生高国伟北京信息科技大学自动化学院北京100192 北京信息科技大学传感器重点实验室北京100101 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感器联合国家重点实验室上海200050

我国水环境污染问题较为突出,发展水环境污染物快速检测方法,是目前及时有效治理水环境问题的迫切需要。近年来,纸基微流控芯片(Paper-based microfluidic analytical devices,µPAD)在环境监测领域得到快速发展,它具有成本低、制... 详细信息

我国水环境污染问题较为突出,发展水环境污染物快速检测方法,是目前及时有效治理水环境问题的迫切需要。近年来,纸基微流控芯片(Paper-based microfluidic analytical devices,µPAD)在环境监测领域得到快速发展,它具有成本低、制作简单、试剂消耗少、携带方便、环保等特点,符合世界卫生组织(WHO)制定的现场快速检测装置“ASSURED”标准。本文综述了µPAD及其水环境检测方法的研究进展,首先介绍了在提升纸基材料性能方面取得的研究成果,讨论了µPAD的制备方法及其改进方案,并总结了几种应用于µPAD流体运动控制技术,然后重点介绍了基于µPAD的水环境快速检测方法与传感器构建方法取得的研究进展,最后讨论了µPAD目前的局限性并展望了其发展前景。

关键词：纸基微流控芯片水环境污染快速检测

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写字机器人绘制纸基微流控芯片便携检测Ca^(2+)

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分析测试学报 2022年第11期41卷 1607-1613页

作者：刘旭高国伟胡敬芳张开宇李延生北京信息科技大学传感器实验室北京100101 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050

纸基微流控芯片是一种纸质基底芯片,具有性能优良、价格低廉的优势,然而其制备技术多依赖专业昂贵的设备,限制了纸基微流控芯片的发展。该文采用成本低廉的家用写字机器人,将具有敏感特性的智能水凝胶绘制在纸质基底材料上,得到具有水... 详细信息

纸基微流控芯片是一种纸质基底芯片,具有性能优良、价格低廉的优势,然而其制备技术多依赖专业昂贵的设备,限制了纸基微流控芯片的发展。该文采用成本低廉的家用写字机器人,将具有敏感特性的智能水凝胶绘制在纸质基底材料上,得到具有水凝胶阀门的纸基微流控芯片。以Ca^(2+)为模型靶标,该纸基微流控芯片能实现不同浓度(0.1~50 mmol/L)Ca^(2+)溶液的裸眼定量检测,并具有很好的易用性和重现性。同时采用ILX506 CCD传感器制作纸基微流控芯片的数字显示设备,以实现芯片测量结果的自动读取功能。该方法能快速便捷、低成本地制备多条纸基微流控芯片,为其普适化制备提供了新的研究思路,在发展中地区具有良好的推广前景。

关键词：纸基微流控芯片写字机器人水凝胶快速检测可视化定量检测

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散射系数对空间偏移拉曼探测深度的影响

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光散射学报 2024年第2期36卷 171-178页

作者：张仁杰余念张先彪胡春瑞陈昌上海大学微电子学院上海201800 上海近观科技有限责任公司上海200444 上海交通大学医学院附属瑞金医院医学芯片研究所上海200025 上海微技术工业研究院上海201800 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感器技术国家重点实验室上海200050

近些年来,空间偏移拉曼光谱(SORS)能够高效地检测深藏于强散射性干扰介质中的目标物,在各种无损检测领域被广泛应用,同时人们对空间偏移拉曼光谱的性能特征也进行了广泛而深入的研究。然而,迄今为止,还缺乏对SORS检测不同光学特性材料... 详细信息

近些年来,空间偏移拉曼光谱(SORS)能够高效地检测深藏于强散射性干扰介质中的目标物,在各种无损检测领域被广泛应用,同时人们对空间偏移拉曼光谱的性能特征也进行了广泛而深入的研究。然而,迄今为止,还缺乏对SORS检测不同光学特性材料的详细研究。本研究旨在通过构建一个简明的双层模型来填补这一空白。在该模型中,两种不同光学性质的干扰物质被覆盖在目标物质上,通过分析表层干扰物和底层目标材料的拉曼散射信号强度,我们研究了物质散射性质的不同对SORS检测结果的影响。结果表面,相同检测条件下,表层干扰物散射能力越强,需要的检测空间偏移量越大。我们的研究证明了SORS技术在穿透表层结构进行无损检测应用中的巨大潜力,并提供了对各种材料SORS特性的全面了解。

关键词：空间偏移拉曼散射系数蒙特卡罗方法

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基于STM32的水质重金属监测系统设计

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制造业自动化 2023年第7期45卷 15-21,30页

作者：刘耀辉胡敬芳宋钰李延生高国伟北京信息科技大学自动化学院北京100192 北京信息科技大学、传感器重点实验室北京100101 北京信息科技大学、现代测控技术教育部重点实验室北京100101 中国科学院上海微系统与信息技术研究所、传感器联合国家重点实验室上海200050

我国水质污染问题突出,严重影响了农作物的正常生长,尤其是重金属离子,会在农作物体内积累,进而影响人体健康。针对此问题,设计了一种基于STM32F103系列单片机的水质监测系统,该系统的硬件部分包括主控制器、前端数据采集模块和无线传... 详细信息

我国水质污染问题突出,严重影响了农作物的正常生长,尤其是重金属离子,会在农作物体内积累,进而影响人体健康。针对此问题,设计了一种基于STM32F103系列单片机的水质监测系统,该系统的硬件部分包括主控制器、前端数据采集模块和无线传输模块。主控制器选用STM32F103RCT6单片机,用于完成对各硬件模块的控制工作,前端数据采集模块用于数据的采集,无线传输模块选用的nRF24L01无线射频收发芯片,实现了数据传送到后端的作用。软件部分针对各硬件部分应用C语言完成了相应功能的程序设计,最终实现整个系统的数据采集、处理、传输。最后,对设计的检测系统进行了水质重金属Cr(VI)测试分析,检测结果与电化学分析仪CHI660E测试结果相比,平均相对误差小于12%,表明该系统的精度可以满足实际应用需求。

关键词：水质污染 STM32F103系列水质监测系统无线射频技术

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纸基微流控芯片技术及在水质检测中的应用

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传感器世界 2021年第8期27卷 19-29页

作者：杨洋春胡敬芳肖疏雨宋钰李延生高国伟北京信息科技大学自动化学院北京100192 北京信息科技大学传感器重点实验室北京100101 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100101 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感器联合国家重点实验室上海200050

纸基微流控芯片技术是一种以纸张为基底材料,通过喷墨、光刻等技术进行加工的新型微流控技术。纸张具有造价低廉、样品消耗少、简单便携和环境友好等优点,很大程度上促进了芯片实验室集成化和微型化的发展。近些年,随着社会经济的不断发... 详细信息

纸基微流控芯片技术是一种以纸张为基底材料,通过喷墨、光刻等技术进行加工的新型微流控技术。纸张具有造价低廉、样品消耗少、简单便携和环境友好等优点,很大程度上促进了芯片实验室集成化和微型化的发展。近些年,随着社会经济的不断发展,水环境污染问题日渐严重,对水环境的污染分析研究备受关注,传统的检测和分析技术不适用于现场快速测定,纸基微流控芯片技术凭借着材料来源广泛、成本低、便携性等优点在水质检测领域受到了广泛关注。文章介绍了微流控基底材料的选择,芯片2D和3D的制作方法,比色法、荧光法和电化学分析法等用于纸基微流控芯片的检测方法,以及纸基微流控芯片技术在水质检测领域中重金属、富营养化元素和有机污染物检测方面的应用,最后对该技术在未来可持续发展中朝着集成化、低成本、高灵敏的智能化检测方向发展进行了展望。

关键词：纸基微流控芯片水质检测重金属富营养化元素有机污染物

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基于无线射频技术的环境监测系统研究与应用综述

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传感器世界 2021年第8期27卷 1-7页

作者：刘耀辉胡敬芳宋钰李延生高国伟北京信息科技大学自动化学院北京100192 北京信息科技大学传感器重点实验室北京100101 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100101 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感器联合国家重点实验室上海200050

射频识别(radio frequency identification,RFID)技术是实现目标自动识别的关键技术,在物联网技术中发挥着重要作用。文章对无线射频技术的构成、原理及特点等进行介绍,并结合传感器的使用,综合论述了无线射频技术在环境监测领域的研究... 详细信息

射频识别(radio frequency identification,RFID)技术是实现目标自动识别的关键技术,在物联网技术中发挥着重要作用。文章对无线射频技术的构成、原理及特点等进行介绍,并结合传感器的使用,综合论述了无线射频技术在环境监测领域的研究与应用,最后对RFID技术在环境监测领域的应用前景进行了分析与总结。

关键词：无线射频技术物联网传感器环境监测

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纸基微流控电化学传感器芯片的研究进展

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传感器世界 2020年第12期26卷 1-11页

作者：肖疏雨胡敬芳王继阳宋钰李延生高国伟北京信息科技大学自动化学院北京100192 北京信息科技大学传感器重点实验室北京100101 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室北京200050

由于纸基微流控芯片的自驱动性、易制备、集成度高、低试剂消耗以及成本低等特点,近年来,在分析检测领域得到高度关注,然而,其最大不足是选择性和灵敏度难以满足实际需求。电化学传感器是一类以电极为信号转换器,通过敏感元件的构筑,将... 详细信息

由于纸基微流控芯片的自驱动性、易制备、集成度高、低试剂消耗以及成本低等特点,近年来,在分析检测领域得到高度关注,然而,其最大不足是选择性和灵敏度难以满足实际需求。电化学传感器是一类以电极为信号转换器,通过敏感元件的构筑,将电极表面物质化学反应的选择性和高灵敏相结合,并且由于电化学传感器结构简单,极易与纸基微流控芯片实现高度集成化,因此,电化学传感器与纸基微流控芯片的结合很好地解决了当前纸基微流控芯片在分析检测方面的不足。该文对纸基微流控电化学传感器芯片进行了研究综述,首先介绍纸基在微流控芯片制备方面的特点和优势,以及纸基微流控芯片的加工制备方法,然后阐述了电化学传感器原理和电化学电极的制备方法,最后介绍了近几年纸基微流控电化学传感器芯片在环境、医学和食品检测方面的应用实例,并展望了纸基微流控电化学传感器未来研究趋势。

关键词：纸基微流控芯片电化学传感器电极制备

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基于改进LDPC码的短距离跳频无线通信系统

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通信学报 2017年第12期38卷 34-47页

作者：房卫东张武雄胡明明陈伟杨旸中国科学院上海微系统与信息技术研究所无线传感器网络与通信重点实验室上海200051 上海无线通信研究中心上海201210 电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室河南洛阳471003 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116

复杂应用场景决定短距离无线通信系统面对多种干扰、较低硬件资源配置导致其抗干扰能力有限,为实现可靠传输,设计基于改进LDPC码的短距离跳频无线通信系统。其中,提出低复杂度校验和更新(LCU,low-complexity check sum updating)算法,... 详细信息

复杂应用场景决定短距离无线通信系统面对多种干扰、较低硬件资源配置导致其抗干扰能力有限,为实现可靠传输,设计基于改进LDPC码的短距离跳频无线通信系统。其中,提出低复杂度校验和更新(LCU,low-complexity check sum updating)算法,降低计算复杂度;提出基于MTBF(multi-threshold bit flipping)的LCU-MTBF算法,提高译码性能,降低译码复杂度。仿真结果表明,LCU算法适用于多种硬判决译码算法,在不影响原有算法性能的基础上降低译码算法的计算复杂度;LCU-MTBF在误码率(bit error rate)为10^(-5)、迭代次数为5时,获得0.15 d B性能增益,将MTBF算法中加法次数降低约40%;当误码率为10^(-4)、信噪比为15 d B时,在部分频带干扰和全频带干扰下,基于改进LDPC码的短距离跳频无线通信系统均获得7 d B左右的性能增益,有效改善其干扰性能。

关键词：短距离无线通信低密度奇偶校验硬判决译码跳频系统

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离心式气相扩散型蛋白质结晶芯片

离心式气相扩散型蛋白质结晶芯片

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：王丽李刚赵建龙中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感器技术联合国家重点实验室上海200050

目前蛋白质结晶是限制结构生物学研究的一个重要瓶颈。近年来，为了降低样品消耗、提高结晶筛选的通量和效率，人们将微流控技术引入了蛋白质结晶领域[1]，但是从结晶筛选模式来说，现有的微流控蛋白质结晶芯片大多是围绕液-液扩散结晶... 详细信息

目前蛋白质结晶是限制结构生物学研究的一个重要瓶颈。近年来，为了降低样品消耗、提高结晶筛选的通量和效率，人们将微流控技术引入了蛋白质结晶领域[1]，但是从结晶筛选模式来说，现有的微流控蛋白质结晶芯片大多是围绕液-液扩散结晶方法和批量结晶方法来设计制作的，而目前结构生物学实验室中应用最广泛的气相扩散结晶筛选方法还未在微流控平台上真正实现，因此导致现有的微流控结晶芯片并未得到广泛接纳和应用。针对现有蛋白质结晶芯片的局限，本文研究了一种可实现气相扩散结晶模式的微流控蛋白质结晶芯片。图1显示了该气相扩散型蛋白质结晶芯片的结构示意图。该芯片由含管道结构的疏水性PDMS片和亲水性玻璃基片可逆键合而成，包括24个结晶单元，每个单元均包含结晶剂定容管道、蛋白质定容管道、结晶反应腔、隔离腔及结晶剂储液管道等关键功能结构，其中隔离腔两侧通过连接管道分别与结晶反应腔和结晶剂储液管道相连，使得反应腔中的结晶液和储液管道中的结晶剂处于一个共通的空间，彼此之间可以发生气相物质交换，从而可以实现基于气相扩散模式的结晶实验。该芯片中的流体操控类似于我们以前研制的圆盘式批量型蛋白质结晶芯片，是通过毛细作用和离心力的协同作用来实现的[2]，首先加入进样口的样品和结晶剂在毛细力的作用下自动充满进样管道和定容管道，在定容管道与结晶反应腔结合处，由于毛细微阀的作用，流体自动停止于此处;然后，将完成充样的结晶芯片放置于离心机上，通过旋转离心，使得定容管道中的样品和结晶剂克服毛细微阀的阻力进入结晶反应腔中，实现定量分配和混合。由于连接管道与隔离腔结合处截面很小，所形成的毛细微阀阻力极大，因此可保证离心过程中结晶反应腔中的液体不会因离心力的作用而进入隔离腔中。图2a和图2b分别显示了结晶芯片中毛细自动充样后和离心分配后的照片。为了评估本文所提出的气相扩散型蛋白质结晶芯片的实用性，我们以结晶模式蛋白溶菌酶为实验对象，进行了芯片上的蛋白质结晶实验。实验结果初步证明了该芯片可以实现基于气相扩散结晶模式的蛋白质结晶条件筛选(如图3所示)。本文所提出的气相扩散型蛋白质结晶芯片将结构生物学实验人员最熟悉和偏爱的气相扩散结晶方法移植到微流控芯片上，有可能提高微流控技术在结构生物学实验室的接纳度，充分发挥微流控技术低耗样、高通量、快速的优势，为提高蛋白质结晶效率服务，同时气相扩散型蛋白质结晶芯片也更有利于传统结晶方法积累的大量宝贵经验有效地转移至微流控结晶芯片上，实现传统方法与新技术的充分融合，促进结构生物学的快速发展。

关键词：微流控气相扩散离心式蛋白质结晶

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