截短新型冠状病毒N蛋白在荧光层析法上的应用

基于截短新型冠状病毒(Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2,SARS-CoV-2)N蛋白和全长N蛋白,采用荧光免疫层析技术,建立了一种高灵敏度快速评价新型冠状病毒肺炎患者体内SARS-CoV-2抗体水平的方法。以荧光微球为标记物制备试纸条,进行阴性和阳性检测并选出较优抗原配对组合。初步评价了其精密度与稳定性,并与已上市的检测方法进行对比。根据阴性和阳性检测结果优选截短N蛋白标记,全长N蛋白包被组合,所建立的方法可以在 15 min内完成SARS-CoV-2抗体水平的检测,能够有效区分阴阳性,批内精密度CV为3.48%~10.05%,批间精密度CV为4.77%~11.73%。试纸条在37 ℃条件下能够稳定保存21 d,与胶体金检测法一致性较好,总符合率为96.13%,阳性符合率为90.63%,阴性符合率为97.56%。该研究基于截短N蛋白初步建立的荧光免疫层析检测方法能有效评价患者体内的SARS-CoV-2抗体水平,具有良好的精密度和稳定性,便于在基层医疗单位推广,有较好的应用前景。     

虚拟和真实实验相融合的三维非完全数据层析

为了解决非完全数据条件下复杂流场的三维层析重建,结合计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)、计算流动显示技术(Computational flo wimaging,CFI)和光学层析技术(Optical computerized tomography,OCT),提出了应用于非完全数据流场重建的虚拟实验和真实实验相融合(即CFD,CFI与OCT融合)的三维层析。非对称双峰温度场实验结果表明,与完全数据重建结果相比,虚拟实验与真实实验相融合的三维层析的重建双峰误差小于5％。因此能够更好地实现非完全数据条件下流场的三维重建,极大地提高非完全数据条件下流场重建的真实性,较好地与实际结果相吻合,从而为解决有限角条件下的严重非完全数据流场的重建开拓了一条新途径。     

少数投影局部基函数展开层析重建

对6种常见的基函数展开通过计算机仿真分析、比较其重建效能.结果表明,对于少数投影计算机层析重建,采用连续可导的局部基函数展开比采用非连续可导的脉冲基函数展开具有更高的重建精度.而对于各种连续可导的基函数,其重建精度大致相当,基函数的选取应重点考虑其投影矩阵计算的难易程度.     

基于菲涅耳波带板扫描全息术的光学层析成像

基于光学扫描全息术原理和编码孔径层析成像技术,提出了一种三维物体层析成像技术——菲涅耳波带板扫描全息术。该技术通过将物体的光强分布函数与菲涅耳波带板的光强分布函数进行卷积运算来得到物体的扫描全息图,通过相关解卷积的方法来进行扫描全息图的数字重建。依据该技术原理设计了实验系统,系统结构简单紧凑,具有三维物体层析成像功能。提出用数字高通滤波器来减少重建图像的背景噪声。计算机仿真及对实物的扫描记录和重建实验结果表明,该技术原理正确,用于三维物体层析成像是可行的,用数字高通滤波的方法提高重建图像的对比度是有效的。     

扇束辐射层析技术重建三维流场

运用扇束扫描数据采集系统获得三维流场辐射谱强度数据,并采用重排算法及MART技术相结合作为扇形束辐射层析重建算法.通过数值模拟进行了算法检验并确定了系统旋转及扫描参数.最后,根据该扇束辐射层析技术进行了热等离子体三维流场重建实验.结果表明：用该方法重建的温度场与文献所得结果相近(重建温度范围都在4000～14000 K之间),重建三维等离子场电子(离子)数密度场范围在10×1015～70×1015个/cm3之间.     

基于SS-O CT的大范围眼轴长度测量系统

针对传统眼轴长度测量需要分段检测且测量误差较大的问题,设计了一种具有大探测范围的扫频光学相干层析系统,实现了对眼轴长度的单次完整测量.提出了自适应峰值点提取与自适应误差校正相结合的算法,实现了大深度干涉信号的重构;利用CPU-GPU协同加速技术实现了系统的实时测量,解决了大范围探测数据量大、处理速度慢的问题.对光学眼模型进行实验,结果表明:该系统对眼轴长度的测量误差为0.01mm,优于传统分段测量系统,系统单次测量时间为0.10s,满足实时测量要求.     

白斑综合症病毒超分支滚环检测试纸的构建及应用

依据白斑综合症病毒(white spot syndrome virus,WSSV)的囊膜蛋白VP28基因核苷酸序列设计特异的锁式探针,建立了WSSV超分支滚环扩增检测方法并构建试纸条.结果表明,WSSV超分支滚环扩增锁式探针在T4DNA连接酶作用下37℃连接30min,而后在Bst DNA聚合酶大片段作用下61℃反应50min,即能够实现病毒靶序列的有效检出.灵敏度实验表明,WSSV超分支滚环扩增试纸最低检出限为10拷贝/μL,是常规PCR(聚合酶链式反应)法灵敏度的100倍.特异性实验表明,该方法能够保证对WSSV的特异性检测.利用该试纸检测68份虾样本,与PCR方法检测结果基本一致,但更为灵敏和直观.     

一个课外化学探究实验的设计——食用加碘盐的简易识别方法

设计了一种能够在家庭条件下实现的检查食盐是否含碘的简易识别方法——KI-淀粉试纸法。食盐中的碘以碘酸钾形式存在, 利用碘酸根的氧化性及碘离子的还原性, 2者在酸性条件下生成碘单质, 遇淀粉变蓝来鉴定。此KI-淀粉试纸法也可以帮助消费者在家庭条件下对食盐中是否含碘进行检验, 为市民吃上合格的加碘食盐提供了一种简易识别方法。     

基于升阶谱有限条法的复合材料壁板结构稳定性分析

通过将升阶谱与有限条方法相结合,得到了以多项式级数为形函数的升阶谱有限条方法,并采用该方法对复合材料壁板结构在复杂边界条件下,受轴压、侧压及剪切载荷复合作用下的临界稳定性问题进行分析。数值算例结果表明,该方法综合了升阶谱和有限条的优点,可以快速稳定的精确求解复合材料壁板结构的临界失稳载荷。     

多裂纹扩展的数值流形法

数值流形法的求解体系建立在两套覆盖(包括数学覆盖和物理覆盖) 和接触环路的基础之上,实现了对连续和非连续问题的统一求解. 在处理裂纹问题时,数学覆盖无需与裂纹重合,方便岩体破坏过程的模拟. 通过在裂纹尖端影响区域内的物理片上增加用于模拟应力奇异性的增强位移函数,发展了扩展的数值流形法. 在此基础上,提出一种多裂纹扩展的控制算法,并给出了裂纹扩展过程中材料体的整体响应. 针对典型的线弹性断裂力学问题, 给出的数值算例表明所建议的方法是正确有效的.