熵最小算法解析中药挥发油GC-MS谱中同分异构体的研究

采用以熵最小算法为基本原理的化学计量学方法,结合气相色谱-质谱联用分析法,对玫瑰精油及茉莉花挥发油中的2对同分异构体重叠峰进行重建分析,并分别得到各组分的重建质谱,同时采用NIST数据库相似度检索、质谱碎片信息比对及程序升温指数对分析得到的各组分进行定性分析。通过分析,分别从玫瑰精油和茉莉花挥发油的GC-MS重叠峰中分离得到1对同分异构体。分析结果显示,采用熵最小算法可以成功地对重叠峰中的各组分进行定性分析。该研究为类似同分异构体混合物中各组分的测定提供了参考。     

边界形变混响室设计与性能评估

使用微扰理论分析了腔体形变对谐振频率漂移的影响规律,从理论上论证了边界形变混响室的可行性,计算得到了边界形变参数对混响室空间电场均匀性的影响规律;采用了一种由柔性屏蔽布作为腔体材料、步进电机控制腔体表面形变的边界形变混响室设计方法,并对研制的几何尺寸为2.5 m×1.8 m×1.5 m的混响室的内部电场统计特性进行了试验测试。结果表明:混响室内部电场服从Rician分布,且随频率升高与理论模型的一致性变好;当形变幅度达到400 mm时,腔体内部电场扰动比大于20 dB,空间电场标准偏差小于3 dB,满足电磁兼容对混响室平台均匀性的限制要求。     

基于非平衡电桥原理的太阳能双轴跟踪系统的设计

基于非平衡电桥原理,设计出一种可以自动跟踪光线的太阳能双轴跟踪设备。该设备利用光敏电阻阻值随着光照强度变化而改变这一特征,通过非平衡电桥输出大小和方向随光强变化而改变的电流。电流经过光电耦合器和三极管放大后,再通过继电器来控制两部相互独立的水平控制角和高度控制角电机的正反转,巧妙地实现了设备自动跟踪光信号的这一"智能化"功能,最终实现太阳能电池板始终垂直接收光线的目标。     

中华白海豚和东亚窄脊江豚回声定位信号分析与比较

为了增进珍稀齿鲸物种的了解和保护,对中华白海豚(Sousa chinensis)和东亚窄脊江豚(Neophocaena asiaeorientalis sunmeri)的回声定位信号特性进行了分析和比较。通过船只观测与声学监听的方式对厦门海域中华白海豚和东亚窄脊江豚的回声定位信号进行了调查,并对其声学参数进行了统计和对比。结果表明:中华白海豚回声定位信号具有持续时间短、高频、宽频带的特征;相较而言,东亚窄脊江豚则呈现时长较长、高频、窄频带的特点;声学参数统计上,两者在持续时间、中心频率、-10 dB带宽等指标上具有明显的差异性。      

超声平面波同相正交信号频域波束形成算法

针对频域平面波波束形成算法尚不能直接应用于采用正交解调的超声成像系统中的实际问题,提出一种平面波同相正交信号频域波束形成方法。以平面波射频信号频域波束形成算法为基础,根据射频信号与同相正交信号波数空间变量之间的关系,推导了平面波同相正交信号与对应图像的频谱映射表达式,从而实现对正交解调后信号的频域超声图像重建。采用2016年Plane Wave Imaging Challenge in Medical Ultrasound (PICMUS)发布的仿真、仿体及在体原始回波数据对这一方法进行验证,并评估图像的分辨率和对比噪声比。仿真和仿体实验结果表明,相对于射频信号的频域波束形成算法,该算法可获得与之相同的图像质量,并将成像速度提高了约4倍。在体实验数据的成像结果也验证了该算法在实际应用中的有效性。      

10～500 kHz水听器的激光外差干涉法原级校准

阐述了水听器在10~500 kHz频率范围的激光外差干涉法原级校准的原理和测量装置。利用激光外差干涉系统非接触测量水中反光薄膜在声波调制下引起的多普勒频移,经过零点信号解调算法得到水质点振速,准确复现水下声压量值,之后将水听器置于水中测量点完成对其自由场电压灵敏度的原级校准。对各误差因素进行了分析,详细给出了系统测量不确定度的评定方法,在所测频段的不确定度为0.6 dB (k=2)。将激光外差干涉法水听器校准结果与自由场互易法结果进行了对比,在整个测量频率范围内结果等效,且前者不确定度更小。为建立新的水声计量基准和实现水声量值的扁平化传递奠定了基础。      

基于超声RF信号的甲状腺结节智能诊断方法*

由于人口老龄化的原因,甲状腺癌的发病率增长率在所有癌症中是最为显著的。因此,对存在癌变可能的甲状腺结节进行预检查显得尤为重要,而超声智能诊断系统在甲状腺结节早期筛查方面已展现出巨大的应用前景。该文的工作旨在提出一种基于超声原始射频信号的组织参数定征和人工神经网络相结合的甲状腺结节智能诊断方法,以提高临床超声诊察效率及准确性。为达成上述目的,该文使用滑动窗口图像分析方法和多兴趣区覆盖的方法提取组织定征参数作为特征,使用人工神经网络进行良恶性分类,并对可能影响分类准确性的相关因素进行参数相关性分析。结果显示,基于临床样本,该文提出的智能诊断方法可达到93.2%敏感度、94.0%特异性和93.5%准确率。该方法一定程度上克服了传统方法无法充分利用图像局部细节信息的不足,有效提高了诊察效率和准确性;另一方面,与深度神经网络相比,本方法对计算资源和样本量的需求较少。因此有望在该文研究基础上最终建立一套可实际用于甲状腺结节的预筛查的临床智能诊断系统。     

基于旋转不变技术信号参数估计的激光扫频干涉测量方法

激光扫频干涉测量技术具有无测距盲区、非接触、单次测量多目标的能力.通过傅里叶变换可提取目标拍频频率,进而解算距离.然而受激光器调频带宽限制,通过傅里叶变换得到的目标分辨率受限于固有分辨率.为解决该问题,本文提出采用基于旋转不变技术的信号参数估计(ESPRIT)算法对测量信号进行频谱分析.实验通过插值拟合法校正测量信号拍频非线性,进而采用ESPRIT算法测量目标距离,结果表明在傅里叶变换算法无法区分临近目标频率的情况下,采用ESPRIT算法可以区分出目标的频率,通过计算可得被测目标的厚度为2.08 mm.从而为诸如光纤临近损伤点、薄台阶高度或小孔等测量提供了思路.     

基于核酸外切酶Ⅲ诱导的双重信号放大与MoS2纳米片荧光碎灭性质的核酸检测方法

将核酸外切酶Ⅲ诱导的双重信号放大技术与MoS2纳米片的荧光猝灭性质结合,构建了一种高灵敏高选择性的DNA检测方法.首先设计两条末端修饰荧光基团的探针核酸(HP1和HP2).由于两条探针核酸具有3'粘性末端,使其不会被核酸外切酶Ⅲ降解,因而被吸附于MoS2纳米片而猝灭其荧光.当目标DNA存在时,会促使核酸外切酶Ⅲ启动双重信号放大反应,并将探针核酸降解成大量的不能吸附于MoS2纳米片表面的荧光碎片.在优化条件下,目标DNA浓度在0.5~6.0 pmol/L范围内与荧光信号变化呈良好的线性关系,检出限为0.28 pmol/L.与单重信号放大技术相比,本方法极大改善了分析灵敏度和检出限,且具有良好的单碱基错配区分能力.     

纳米金信号探针/石墨烯修饰免疫传感器检测微囊藻毒素

利用石墨烯纳米片层(GS)偶联牛血清白蛋白(BSA)标记的微囊藻毒素(MCLR)(BSA-MCLR)构建了纳米金(Au NPs)为信号探针的电流型免疫传感器。分别用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见吸收光谱对合成纳米材料进行表征;用循环伏安法研究修饰电极表面的电化学特性。通过待测MCLR与固定的BSA-MCLR竞争结合抗体(anti-MCLR),之后恒电位将Au NPs氧化为Au Cl-4,再利用差分脉冲伏安法(DPV)进行阴极电位扫描,还原Au Cl-4为Au,以产生的峰电流值为检测信号,测定MCLR浓度。最佳实验条件下,用免疫传感器测定MCLR的线性范围为0.1~50μg/L,检出限为0.05μg/L。对传感器的重现性、稳定性和选择性进行了考察。相较于酶标探针,以Au NPs为信号探针标记抗体,可使检测过程更经济便捷,稳定性更强,检测效果良好。