痕量样品高灵敏度快速测量方法与便携式系统研究

为了实现高灵敏度、快速、准确鉴定痕量病原菌核酸样品,介绍了一种痕量核酸样品高灵敏度快速测量方法,并发展了一种微流控芯片核酸等温扩增实时分子诊断技术,研制了新型微纳体系生化反应载体芯片。通过表面惰性处理降低芯片表面对生物分子的吸附影响,构建一种大数值孔径、长工作距离的便携式共焦光学检测系统,有效消除背景荧光的影响,提高了检测灵敏度。在微纳升(7μL～40nL)试剂消耗反应体系水平,实现检测灵敏度5个DNA分子拷贝数,并以呼吸道感染疾病的大肠埃希氏菌检测为例,开展临床应用研究,满足低成本临床医疗应用需要。     

基于便携式拉曼光谱的进口散装橄榄油品质现场快速无损鉴别方法

随着食品全球产业链的整合和大众生活水平提高,进口植物油在日常饮食中占比逐步增加,具有丰富营养价值的橄榄油在植物油产品中备受关注。在进口散装橄榄油的跨境运输和通关过程中,由于环境、温度和时间等因素的影响,分仓储运的橄榄油中不饱和脂肪酸可能发生氧化,以及初榨橄榄油中果肉碎渣沉淀在多次换仓时进行累积,导致橄榄油不同分仓和同一仓位不同位置的植物油品质出现较大差异,给橄榄油口岸现场的抽样监管和质量评价带来较大困扰。针对散装橄榄油现场快速品质评价的需求,在偏最小二乘法的基础上,将拉曼响应强度转换为向量空间角度值,建立橄榄油品质指标分析预测模型,针对不同抽样点样本进行橄榄油品质的快速现场预判,确保散装橄榄油在进出口环节的精准监管。首先采用传统方法分别测定经过220,240和260 ℃温度下,加热不同时长的橄榄油的酸价、过氧化值和亚麻酸的实测值,同时采用便携式拉曼光谱仪检测对应油样的拉曼光谱,通过平滑滤波求导等手段对光谱数据进行预处理,采用偏最小二乘法及角度度量法,对橄榄油的酸价、过氧化值、亚麻酸三种指标进行建模分析,两种方法建立的指标模型相关系数均达到0.99以上,其中角度度量法的相对误差范围不超过-5.43%。在进口散装橄榄油中随机抽取七个不同的样品进行验证,角度度量法建立的三种模型预测结果均方根误差分别为0.025 8,0.222 8和17.064 1,相对误差范围在-4.71%~5.98%之间,结果显示角度度量法建立的模型更准确,具有更好的预测性及稳定性。该方法可应用于进口散装橄榄油品质的现场快速品质鉴别,提升口岸现场监管环节质量评价的精准性,为进出口散装橄榄油质量综合评价提供技术保障。     

Electron beam density imaging system at Beam study using a portable slit the Shanghai Electron Ion Trap

In this work, a portable slit imaging system is developed to study both the electron beam diameter and the profile of the newly developed Shanghai Electron Beam Ion Trap （Shanghai EBIT）. Images are detected by a charge coupled device （CCD） sensitive to both X rays and longer wavelength photons （up to visible）. Large scale ray tracings were conducted for correcting the image broadening effects caused by the finite slit width and the finite width of the CCD pixels. A numerical de-convolution method was developed to analyse and reconstruct the electron beam density distribution in the EBIT. As an example of the measured beam diameter and current density, the FWHM （full width at half maximum） diameter of the electron beam at 81 keV and 120 mA is found to be 76.2 μm and the density 2.00 × 10^3 A.cm-2, under a magnetic field of 3 T, including all corrections.     

浅谈便携式余氯分析仪的校准

对便携式余氯分析仪提出了计量性能要求及校准方法,并验证了方法的可行性,对计量检定机构开展校准工作及今后规程的制定有一定的指导意义.     

基于X射线荧光光谱仪的儿童沙坑重金属污染特征调查研究

儿童沙坑是学龄前儿童重要的户外游乐场所,同时具有较好的雨水下渗性能,导致伴随周边地表径流而来的污染物容易在其中富集。因此儿童在沙坑内玩耍时,面临重金属类污染物进入体内的健康风险。研究利用X射线荧光光谱法（XRF）快速、无损的检测特点,对北京市儿童沙坑重金属污染特征进行调查。结果表明：（1）XRF对自制标准试样中Pb,Cu,As和Cd的测量值与理论值的准确度为-1.3%～7.5%,精确度在1.1%～5.3%范围内,均符合相关环境质量检测技术规范中规定的仪器检测准确度和精密度要求（均小于10%）;（2）4种重金属测量值与理论值之间均呈现极显著正相关关系（p<0.001）,其决定系数（R2）分别为0.999,0.999,0.996和0.998,基于结果建立了测量值和理论值的拟合方程;（3）应用XRF对北京市17家公园和13个居民小区内儿童沙坑重金属含量进行测定,两组样点中Pb和As含量差异显著,而Cu和Cd含量无显著差异。4种重金属标准差的变异系数范围在0.24～0.43,其中除Cd的变异系数小于0.3外,其余重金属均大于0.3,表明空间变异明显;（4）与北京市土壤元素背景值相比,样点儿童沙坑4种重金属平均含量除As外,Pb,Cu和Cd明显高于背景值,分别是背景值的1.87和1.53,1.79和2.23,12.02和11.68倍。由此可见,采样点儿童沙坑内Pb,Cu和Cd都有不同程度的富集,其健康风险不容忽视。XRF可以为儿童活动场所管理和维护提供准确、快速的数据支撑。     

基于基体效应校正和对应分析的便携式X荧光光谱法对土壤重金属的研究

随着工业化和城市化的加深,城市土壤重金属污染状况愈发严重,而传统的实验室化学分析方法例如电感耦合等离子体质谱法分析周期较长,易产生废弃实验试剂二次污染环境。便携式X荧光光谱法是一种可以在野外现场直接进行快速、无损分析的测试手段,而基体效应是影响该方法测试准确度和精密度的最主要因素。当今较为常用的校正方法为传统线性回归法,该方法受离群值影响较大,处理后数据依然存在较大的偏差。本研究通过将常量元素的测试数据加入到待测元素的校正方程中,来减弱测试过程中基体效应的影响。利用便携式X荧光光谱仪对吉林大学各校区土壤样品的Cr,Ni,Cu,Zn和Pb重金属含量在原位条件下进行了快速测试,探究了对各重金属元素基体效应影响最大的常量元素,并结合偏最小二乘法及多元线性回归对原始谢尔曼方程进行调整,利用电感耦合等离子体质谱法作为参照,通过新方程对各重金属元素进行了基体效应校正,通过统计学参数对比该方法处理后的数据和经传统线性回归法处理后的数据的区别,并通过对应分析综合分析元素及样品间的相关性。结果表明常量元素是基体效应影响的重要元素,基于不同常量元素的基体效应校正方程效果较好,适用性Cr>Pb>Zn>Ni>Cu,校正后数据质量得到了明显提高,决定系数增大,回归图像更加集中,平均绝对误差、均方根误差等参数均进一步减小,校正效果优于传统的线性回归法。基体效应校正法主要是通过减小离群值的偏离程度来减小数据总体的平均误差和离散程度。处理后数据满足定量分析要求,可以推广至便携式X荧光光谱法对于土壤重金属快速的大面积扫面测试,检测环境质量。同时对应分析是一种多维数据维度与多维数据维度之间的分析方法,用于多种变量间的分类与相关性分析具有非常优秀的效果。     

便携式拉曼光谱仪在毒品和易制毒化学品快速检测中的应用

本文考察便携式拉曼光谱仪对毒品和易制毒化学品的检测识别能力,主要是利用RT3000便携式拉曼光谱仪对甲基安非他命、安眠酮等10种毒品进行测试,以及对黄樟脑、甲苯等10种易制毒化学品进行测试,同时测定白糖、淀粉等白色安全粉末的拉曼谱图。利用专门的建库软件建立以上标准物质的拉曼谱图库,并考察其识别能力。结果显示:此10种毒品和10种易制毒化学品都具有典型的特征拉曼峰,将此毒品和易制毒化学品谱图进行建库,可以对其进行分子层面的准确识别。通过对算法识别的优化以及阈值的调节,便携式拉曼光谱仪所测安全粉末的误报率为0。便携式拉曼光谱仪具有重量轻,便于携带的功能,可为毒品和易制毒化学品的现场快速判别提供一种新的手段,具有良好的应用前景。     

短波电台便携式ATS平台的设计与实现

设计了一种短波电台便携式ATS(自动测试系统)平台,该平台采用集成化测试模块,在测试终端上运行软件完成电台整机指标的自动测试,并给出测试结果和整体性能判断,极大地减少了测试时间及人工测试产生的误差。其中电台类型及测试指标的增加,可通过软件方式方便的注入,可移植性强。实际测试表明,系统误差为0.5% ,较之传统的测试系统,平均测试时间节省了45%,提高了测试效率。     

一种便携式多生理参数采集系统的设计

本文设计了一种便携式多生理参数采集系统。该系统可以实现对人体呼吸、指脉、动作、皮电、血压、心电等六个体征参数的采集;该系统利用串口转USB传输可以实现采集到的人体生理参数与PC间的相互传输,测量结果和分析报告可以在PC 机进行实时显示和存储或者可以通过Internet向远程医疗服务中心进行数据的上传、备份、分析与反馈。所以,利用该系统可以实现对人体体征参数实时、连续的采集与监测。     

便携式气相色谱–质谱法现场测定有组织排放废气中VOCs

建立便携式气相色谱-质谱仪现场测定有组织排放废气中VOCs的方法。针对固定污染源有组织废气排放的特点,对升温程序、扫描方式、采样方式、进样体积进行了讨论优化,提出了对高、低浓度废气样品测定的解决方案,分析了气袋本底的干扰和去除方式。用所建方法对TO-14标准气体进行测定,各组分的含量在0.02~1.00μL/L范围内线性关系良好,相关系数均大于0.990,各组分检出限为0.004~0.014μL/L。测定结果的相对标准偏差为2.4%~15.3%(n=6),加标回收率为73.3%~109%。该方法检测时间短,具有良好的精密度和准确度,适用于有组织排放废气中VOCs测定。