设计合成新型有机硒化合物用于金属阳离子识别性能研究

设计合成了有机硒化合物1,4-二(2-苄硒基)乙氧基蒽,利用1H NMR、13C NMR、红外光谱和质谱对化合物进行了结构表征,采用荧光光谱技术研究了其对金属阳离子的识别。结果表明,其对汞离子有较强的识别能力,且对汞离子表现出开关性能。最后,初步讨论了其的识别机理和应用。     

多角度探测的不同材质表面偏振特性实验分析

相比于强度探测,使用偏振探测的方法能有效增强地物目标(如伪装目标)识别的准确性。设计并搭建偏振特性测试系统,对铁板、玻璃板、绿漆涂层铁板、绿漆涂层玻璃板、草皮这5种目标进行多角度偏振成像实验。首先,通过旋转偏振片将入射光源设置为完全线偏振光。其次,在偏振相机镜头前加滤光片,来获取同一中心波段下5种材质在各个探测天顶角、探测方位角下的图像。最后,将获得的偏振图像进行偏振度计算。结果表明,不同材质的保偏特性不同,且物体偏振度只与材质表面涂层有关,与内部组成成分无关;在镜面反射方向,目标的偏振度最大。这说明偏振光探测能作为材料分类的依据,可应用于遥感探测、物证搜寻等方面,还对反偏振侦察的特殊伪装材料制作有一定指导意义。     

基于卷积神经网络与特征融合的天气识别方法

在太阳能热水器及太阳能电池等太阳能发电领域,下雨、下雪、阴天等气候因素将严重影响发电效果,而太阳能随动系统工作也必须消耗能量,所以迅速判断当前的天气状况,并设计自适应的开关随动系统极其重要。当天气状况为阴雨或者雪天时,系统应当关闭从而减少能耗。鉴于传统的天气识别方法效率低、准确度差、计算量大的问题,在公开的天气图像基础上创建了一个具有多种类别的天气分类集,并提供了一种基于卷积神经网络与特征融合的天气图像识别技术。通过采用传统方式获取图像的颜色、纹理、形状3种特征作为整个模型的底层特征,在原本的VGG16(visual geometry group-16)模型基础上进行了改进,从而提取图像的深层特征,最后将底层特征与深层特征融合起来在Softmax上进行输出,总识别率达到94%。     

基于分子识别的农药残留快速检测研究进展

为了提高农作物的产量和质量,农药的使用量逐年增加,导致土壤、水和农作物等的污染加剧,对环境和人类健康造成了严重的威胁。因此,对于农药残留进行快速、灵敏的检测至关重要。近年来,多种用于农药残留快速检测的技术和产品被开发。该综述对多种识别方式在农药检测中的进展进行了介绍,包括以蛋白质和适配体为代表的生物识别、以纳米材料和大环化合物为代表的非生物识别以及基于农药独特的光学性质和化学性质实现的直接识别。最后对农药残留的快速检测进行了展望,以期为农药的即时监测（POCT）提供研究思路和方向。     

反应型次氯酸荧光探针

生物体内的次氯酸是氯离子和过氧化氢(H₂O₂)由髓过氧化物酶(MPO)催化生成的,是生物体内最重要的活性氧(ROS)之一,在生理过程中发挥了至关重要的作用。但是,过量的次氯酸会导致一系列生理疾病,因此有效的识别和检测次氯酸备受研究者们的青睐。与传统检测方法相比,荧光探针具有选择性好、灵敏度高、可实时监测等诸多优势,因此在近年来得到了快速发展。本文主要基于不同的荧光团,综述了近三年次氯酸荧光探针的研究进展及生物应用。     

荧光纳米材料在病原微生物检测中的应用

病原菌污染给人类的健康带来极大的安全隐患,对病原菌快速、准确和灵敏的检测是减少污染的重要手段。传统检测病原菌的方法存在耗时长和操作繁琐等缺点。荧光纳米材料具有荧光强度高、稳定性好以及良好的生物相容性等优势,为应用其构造传感器用于病原菌检测提供了新的研究途径。本文对近年来常见荧光纳米材料,包括半导体量子点、金属纳米簇、碳纳米材料、上转换纳米粒子和荧光硅纳米颗粒,在病原菌检测方面的应用进行了概述,着重将不同类别荧光纳米材料的光学性质和检测机理进行了分析和比较。纳米材料的生物修饰是实现病原菌特异性识别的重要环节,本文对抗体、适配体、噬菌体和抗生素等病原菌识别方式的特点及其与纳米材料的连接方式进行了介绍。最后对不同荧光纳米材料在检测病原菌中具有的优势和局限性进行了总结,并对其在未来的应用与研究重点进行了展望。     

基于多肽识别的电化学生物传感技术

多肽具有分子量小、易于合成、生物兼容性好、稳定性高及序列灵活多样等优点。因此,多肽作为新型生物识别元件,已被广泛应用于生物传感器的构建。电化学分析灵敏度高、准确度好、设备简单、检测范围广且易于操作。本文介绍了基于多肽识别的电化学生物传感器技术,包括多肽的修饰与固定化、多肽与待测物的识别及检测原理;综述了近五年多肽电化学生物传感器对重金属离子、小分子、蛋白质、细菌和病毒的检测;展望了肽基电化学生物传感器的发展趋势。     

壳聚糖/多壁碳纳米管复合膜电化学手性识别色氨酸对映异构体

采用滴涂方式将羧酸化多壁碳纳米管(f-MWCNTs)修饰于玻碳电极(GCE)表面成膜,然后恒电位法在上述修饰电极表面电沉积壳聚糖(CS)膜,形成CS和f-MWCNTs复合膜修饰电极(CS/f-MWCNTs/GCE),并用于色氨酸(Trp)对映异构体的手性识别。采用扫描电子显微镜(SEM)表征了修饰电极表面形貌的差异,电化学阻抗(EIS)和循环伏安法(CV)研究修饰电极的电化学行为差异。差分脉冲伏安法(DPV)用于区别色氨酸(Trp)对映异构体,分离系数可达2.38。研究发现该修饰电极对L-Trp的DPV响应信号强于D-Trp,检测的线性范围为8.0×10~(-6)~4.0×10~(-3)mol/L,检出限(S/N=3)为5.0×10~(-6)mol/L。该方法简单、经济、快速,对发展其它手性化合物的检测方法提供了参考。     

双酚F分子印迹聚合物的制备及其对水相中双酚F吸附性能的研究

以双酚F(4,4′-BPF)为模板分子,α-甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用沉淀聚合法合成4,4′-BPF分子印迹聚合物(MIPs)。运用傅里叶红外(FT-IR)光谱对产物的结构进行表征,并对其吸附等温线、吸附动力学、吸附热力学及选择性识别性能进行研究。结果表明:MIPs对水相中4,4′-BPF具有特异性吸附,最大吸附容量为82.8 mg/g;Freundlich模型拟合吸附等温线的相关系数R2=0.995;热力学参数ΔG、ΔS、ΔH均小于0,表明此吸附过程是自发进行的、熵减的、放热的。     

聚多巴胺修饰棉花固定金属离子用于磷酸化多肽的富集

本文通过多巴胺自聚合在天然的棉花纤维表面,构建了仿生聚多巴胺(PDA)膜层,然后利用儿茶酚羟基固定Ti~(4+),设计并合成了一种固定金属亲合色谱(Immobilized Metal Ion Affinity Chromatography,IMAC)材料Cotton@PDA-Ti~(4+),并将其用于磷酸化多肽的富集。该材料机械性能好,化学性能稳定和生物相容性好,且制备过程简单,通过简易的In-pipet-tip固相萃取(SPE)装置使整个富集操作过程简便快速。实验结果表明,Cotton@PDA-Ti~(4+)不仅可以从简单的蛋白酶解物(β-casein)中富集磷酸化多肽,并且在含有大量非磷酸化多肽的复杂体系样品中对磷酸化多肽也表现出良好的选择性。另外,利用Cotton@PDA-Ti~(4+)对磷酸化多肽进行富集也有较高的效率。我们将该材料应用于实际样品,如人体血清以及脱脂牛奶酶解物中磷酸化多肽的富集,均表现出了较好的选择性。说明该方法有可能用于磷酸化蛋白质组的全分析。