一种裸眼识别Cu~(2+)和Hg~(2+)传感器的合成与性质研究

设计合成了一种香豆素修饰的罗丹明类衍生物L,用作程序型Cu2+与Hg2+检测传感器。采用核磁共振谱、高分辨质谱、红外光谱对其结构进行了表征。利用紫外光谱考察L对不同金属离子的识别作用,研究发现L可以高选择性和高灵敏度识别Cu2+。向L溶液中加入不同的金属离子时(Zn2+,Hg2+,Cu2+,Fe3+,Cd2+,Co2+,Ni 2+,Mg2+,Ca2+,Al 3+,La3+,K+,Na+,Mn2+,Pb2+和Ag+),只有Cu2+的加入会使溶液由无色变为粉色,并且在534nm出现一个新的吸收峰,说明传感器L可以裸眼识别Cu2+。通过紫外滴定得到L可以识别Cu2+的最低检测限为1.9×10-8 mol·L-1。制备了基于L的Cu2+检测试纸,该试纸可以方便快捷的检测水中的Cu2+。通过Job’s曲线和高分辨质谱确定了配合物L-Cu2+之间的结合比为1∶1。另外,若向L-Cu2+的DMSO溶液中加入1equiv.EDTA,溶液瞬间由粉色变为无色,说明EDTA可以取代L并与Cu2+结合,因此传感器L识别Cu2+是可逆的。另外,向L-Cu2+的配合物中加入Hg2+,溶液会由粉色变为无色(而加入其他阳离子没有明显变化),这可顺序实现对Hg2+的裸眼识别。通过紫外滴定计算出L-Cu2+识别Hg2+的最低检测限为2.9×10-7 mol·L-1。因此该程序型传感器L可以有序的裸眼识别Cu2+和Hg2+。     

基于RFID的智能跟踪机器人的设计

针对国内各种智能机器人的智能跟踪难这一现状,设计出一种基于RFID技术的智能跟踪的机器人,能实现对携有特定电子标签的目标进行实时跟踪。该机器人以STC89C51单片机为核心,采用有源RFID读写器(HR6020C)和电子标签(WS-HT06)构建定位系统,采用单片机控制L298来驱动机器人的两个后轮,整个系统通过单片机进行整合、计算、处理数据,并发出指令,控制机器人对目标进行跟踪,进而达到机器人的智能跟踪的目的。实验结果表明,该机器人达到了智能跟踪的要求。     

山区智能视觉火情高空图像搜集系统的设计与实现

介绍了一种针对山区多样性突发火情事件中基于智能视觉的高空图像搜集系统,采用以ST意法半导体公司的STM32F107VCT6为处理核心的开发平台,地面控制平台通过高空无人机的高速照相机对目标区域火情图像数据进行搜集,并将图像数据带回到地面控制平台的PC处理器上进行综合分析。地面控制平台根据智能视觉信息采集模块采集的山区遥感图像的均值作为初始背景,并对背景图像进行实时更新,利用光谱特征与距离算法获取差分图像,并进行图像处理,从而获取山区发生火情区域的图像分析数据,以实现对山区森林突发火情事件的及时监测,在火情发生初始阶段就能扑灭。本文对山区智能视觉火情高空搜集系统的实现原理、核心硬件设计、系统软件设计等分别进行了研究,并通过系统实验进行了验证,测试结果表明,该系统在对山区的高空图像搜集实验中,对不同颜色物体的分别识别率为100%,对火灾与地形地貌的识别率为95.55%和81.12%,非常适用于各种山区环境下的智能视觉监控系统。     

一种新的珍珠层厚度测量方法

珍珠层厚度是是珍珠价值最主要的衡量指标之一,目前珍珠层厚度的无损测量方法主要采用光学相干层析成像技术和X射线技术。光学相干层析成像技术在实际测量时精度较低。在研究X射线测量原理的基础上,提出了一种新的珠层厚度测量方法。首先介绍了灰度图像的边缘识别算法和珍珠核、珍珠外圆度拟合算法,其次提出了一种引入对照机制的珍珠层测量算法,最后还对算法的误差进行了分析,算法的误差可以控制在0.02%以内。实际的测量也验证了本测量方法具有很高的精度。     

五分类血液分析仪的智能光学系统设计

目前国内血液分析仪的白细胞五分类大多以硬件方式实现,且存在硬件结构复杂,制作成本高和过度依赖某些精密部件等问题。为简化五分类仪器的系统结构,提出了一种用于白细胞五分类的智能光学系统,该系统以全光学技术作为白细胞检测方式,采用VC6.0作为软件开发平台,建立了RBF神经网络的白细胞五分类识别算法模型,整个细胞识别和分类过程完全由软件实现,从而降低硬件复杂程度,减小了外界干扰因素的影响。实验结果：样机对LYM、MON、NEU、EOS、BAS的测试相对偏差分别为1.43%、4.41%、3.92%、2.94%、11.1%,满足了国家标准中的性能要求,故仪器整体的分类结果比较理想。结论：本文提出的智能光学系统具有性能稳定可靠、抗干扰能力强的特点。     

一种高速插秧机作业面积自动测量系统设计

为实现对插秧机作业区域和作业边界的自动识别以及作业面积的实时自动测量,根据GPS定位信息采集、作业区域及边界的自动识别算法以及作业面积自动求算算法展开研究,并通过VisualBasic.NET2010设计了一种基于STC单片机和GPS定位技术的高速插秧机作业面积测量系统;同时系统设计中对各个硬件模块结构进行了优化,并完成了在C语言环境中驱动程序的编写工作,该系统在机械作业时,通过对GPS定位轨迹信息的分析处理后,能够自动计算机械动态作业面积;试验结果表明:该系统能够完成对工作时间、工作地点和作业面积等相关信息的实时记录的要求,并能完成不规则图形面积测量工作,数据共享度大,价格低廉,且相对误差可达1.25%左右,能适合其它各种农业机械完成对作业面积的测量,一定程度上为精细农业的发展提供了依据。     

基于单(6-巯基-6-去氧)-β-环糊精修饰金电极对L-半胱氨酸的快速灵敏检测

将单(6-巯基-6-去氧)-β-环糊精(HS-β-CD)通过金硫键自组装在金电极(GE)表面, 构建了一种简单、 快速、 灵敏的超分子识别L-半胱氨酸(L-Cys)的电位型电化学传感器. 通过循环伏安法和交流阻抗法研究了膜表面的电化学行为; 通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)表征了电极表面的膜组装效果, 其作用机制是固定在金电极表面的HS-β-CD空穴可通过分子间作用力吸附结合带负电的L-Cys, 使电极表面的膜电位发生改变, 导致对L-Cys的超分子选择性识别作用, 从而实现对L-Cys的定量分析. 在优化的实验条件下, 该电极在pH=6.0的磷酸盐缓冲溶液中对L-Cys有良好的电位响应性能, 线性范围为1.0×10 ^-7~1.0×10 ^-4 mol/L, 斜率为(-65.29±1.0) mV/pc(25 ℃), 检测下限达到6.0×10 ^-8 mol/L; 电极响应速度快、 稳定性和重现性好、 抗干扰能力强. 将该电极用于实际猪血清和猪尿液样品中L-Cys含量的测定, 回收率为95.0%~104.7%, 表明该新型电极在生命科学等领域具有良好的应用前景.     

含二茂铁基荧光探针对H2S的识别

以乙酰二茂铁和蒽醛为原料,合成了一种新的反应型荧光探针1-二茂铁基-3-(9-蒽基)丙烯酮,经1H NM R,13C NM R,IR,LC-M S等手段表征确证。基于Michael加成引起的电子转移机制,利用硫化氢的强亲核性,以荧光滴定法考察了该化合物在生理条件下对硫化氢的识别作用,得出其最佳识别时间为50 min,最佳识别浓度为50μmol/L,且多数离子不会对其识别作用产生干扰。这种能稳定检测的,具有高选择性、高灵敏度的反应型荧光探针化合物,可用于生物医药领域。     

烯醇-酮互变异构型亚胺衍生物对Co2+的高选择性识别

设计合成了新型烯醇-酮互变异构型亚胺衍生物R, 考察了受体R对18种阳离子的紫外光谱及裸眼识别性能. 结果表明, 该受体对Co²⁺, Fe²⁺和Ni²⁺表现出良好的紫外光谱识别能力, 且可实现对Co²⁺相对明显的裸眼单一识别. Job曲线表明, 受体R与Co²⁺形成了1:1型金属配合物, 且检出限可达4.14×10^-7 mol/L. 制备了受体R裸眼比色识别试纸; 根据理论计算及核磁滴定实验结果阐述了Co²⁺离子识别过程中烯醇-酮互变异构机理.     

含2,6-二甲酰胺基吡啶单元的大环合成、结构及其对四面体构型阴离子的络合性质

采用前体二胺N,N’-(3-胺基苯基)-2,6-二甲酰亚胺吡啶(1)和5,5’-亚甲基双水杨醛(2)进行缩合反应得到含酚羟基的 [1+1] 席夫碱大环L1, 将其中席夫碱C=N双键还原得到环状骨架更具柔性的饱和大环L2. 通过1H NMR、FABMS和元素分析等对大环组成进行了表征, 并通过X射线单晶衍射解析了两个大环的晶体结构. 采用UV-Vis 光谱滴定技术对大环与系列阴离子的络合作用进行了考察, 结果表明席夫碱大环L1对四面体构型的阴离子H2PO4-、 HP2O73-和H2P2O72-有明显的选择性识别作用, 进一步通过UV-Vis 光谱、核磁滴定等技术获得了识别反应的配位比及平衡常数(K), L1对3个磷酸阴离子的络合能力依H2PO4-、HP2O73-和H2P2O72-顺序递增。