光纤生物传感器用于核酸的特异性检测

为了利用光纤传感器实现对细菌核酸分子的特异性和相对快速检测，我们使用直径1mm的石英光纤和635nm激光二极管，利用倏逝波原理制作了光纤生物传感器。光纤经过处理后产生醛基化基团，然后与核酸分子进行共价结合。通过3个实验来验证传感器的特异性和灵敏度。蒌光素溶液直接检测，使用互补模式寡核苷酸分子（25mer)进行核酸杂交模式实验和设计嗜肺军团菌一段特异性探针一 光标记嗜肺军团菌染色体DNA杂交。结果表明：光纤检测荧光素的灵敏度可达0.01mmol/L，而生物芯片扫描仪最低可检测到1nmol/L的荧光素；模式寡 核苷酸杂交表明：光纤传感器可以特异地检出目的核酸分子，灵敏度可达纳克级水平；染色体杂交结果显示在正常检测浓度下，光纤检测军团菌之信噪比达到了6：1，同时具有较好的特异性。检测时间约需要3－4h。我们构建的光纤生物传感器可以用于核酸分子的特异性检测，并且具有较好的灵敏度，对光纤表面修饰、样品处理和杂交过程的优化可望使之应用于实际标本的检测。     

光纤倏逝波生物传感器及其应用

以光纤倏逝波原理，研制成功一台光纤倏逝波生物传感器。该传感器对纯净的Cy5荧光染料溶液的检测灵敏度达0．01μmo1／1；对浓度为0．01μmo1／1的嗜肺军团菌核酸样品的测量信噪比为4．61。所有检测结果与商品化生物芯片扫描仪同时检测得到的结果具有很好的一致性。     

扫描型哈特曼检测装置研究

 在传统哈特曼检验法基础上研制成功一种扫描型哈特曼检测新装置，可对最大口径为300 mm的聚焦镜在全口径范围内进行采样测量。该检测装置由大口径标准平行光管、扫描式哈特曼光阑、被检聚焦镜、CCD摄像机及计算机组成，在水平和垂直两个径向上开有等间距排列且相互错开半个间距的小孔，并且在步进电机的驱动下绕光轴旋转，可对被检聚焦镜进行全口径连续采样。对有效口径为154 mm的斐索平面干涉仪非球面准直物镜的球差及焦斑能量集中度进行了测量，进而由球差计算得到了波像差,并用干涉法对该准直物镜进行了测量。球差的理论值与测量值最大偏差为14.6%;由新装置测量并计算得到的波像差PV值与干涉法测量并计算得到的PV值偏差为11.5%;实测的80％的能量集中在34 μm的范围内，而计算得到的８０％的能量集中在28 μm之内，最后对结果进行了分析并提出了进一步改进的意见。     

激光尘埃粒子计数器微型光学传感器的研究

研制成功便携式激光尘埃粒子计数器的核心部件———微型光学传感器。该传感器采用直角散射光收集形式,以高功率半导体激光器作为光源,同时采用高性能的PIN型光电二极管作为光电探测器。散射光收集系统为单一大数值孔径的球面反射镜,其对粒子散射光的收集角范围从20°到160°。粒子散射光信号是脉冲信号,其频谱成份主要在高频段,所以在PIN型光电二极管后用一个带通式前置放大器来消除外界的低频噪声,根据米氏散射理论计算了该光学传感器的光散射响应特性,并用聚苯乙烯标准粒子实测了该光学传感器的性能。结果表明,该系统具有高的信噪比、计数效率和尺寸分辨本领。     

Research on optical biosensor with up-converting phosphor marker

An optical biosensor with up-converting phosphor (UCP) marker is developed for the sensitive rapid immunoassay to the specific biomolecule. UCP can emit visible light when excited by infrared light. Through detecting and analyzing the content of UCP particles on the test strip after immunoreaction, the concentration of target analyte in the sample can be obtained. The detection sensitivity to plague IgG is better than 5 ng/ml; to plague FI-Ab is better than 100 pg/ml; to plague Yersinia pestis cell is better than 3×104 CFU/ml. Good linear response characteristics and an excellent correlation (R2≥0.95) have been verified by quantitative detection results. In the practical application, detection results to 167 analytic samples have an excellent consistency with those obtained by reverse hemagglutination test. The up-converting phosphor technology (UPT) based biosensor has stable, reliable, and sensitive performances. It can meet the need of various bioassay applications.     

Scanning Hartmann test method and its application to lens aberration measurement

A scanning Hartmann test method is proposed and its measurement principle is described. The scanning Hartmann test setup is formed by modifying the Hartmann screen of the conventional Hartmann test setup. With the rotation of the scanning Hartmann screen and the improved hole arrangement, the whole information of the lens to be tested in the full aperture can be obtained. The measurement accuracy of the aberration is improved and the local error of the lens can be got. In the method, no change of the Hartmann screen is needed for measuring the lenses of different aperture sizes. Experimental results of aberration measurements of two lenses are given to verify the usefulness of the setup.     

靶镜光学质量检测技术的研究

提出了一种利用扫描型哈特曼检测装置检验靶镜光学质量的技术.该装置对传统哈特曼检验装置的光阑进行了改进,通过扫描型哈特曼光阑的旋转扫描,可对被检靶镜全口径范围内连续采样.利用该扫描型哈特曼检测装置对一块口径为270 mm的非球面靶镜的能量集中度和波像差进行了检验,其结果与激光数字波面干涉仪的测量结果相吻合,其中能量集中度的相对测量误差为7.7%,波像差的相对测量误差为10.2%,验证了该检测技术的有效性.     

光学元件损伤在线检测装置及实验研究

 利用暗场成像原理，研制成功一套应用于大型激光装置的光学元件损伤在线检测装置，并在多程放大系统上进行了实验研究。与传统的检测手段相比，该检测装置可以实现对光学系统的在线检测，并可对损伤点的图像进行分析处理，最后提出通过减小像差和扩大检测范围的方法来改进该装置的检测效果。     

基于上转换发光技术的生物传感器及其应用

为实现对特定生物分子的高灵敏度快速检测与分析。采用上转换发光材料作为标记物,研制成功一台基于上转换发光技术的新型光学免疫生物传感器。该传感器利用上转换发光材料在红外光激发下发射可见磷光的特性,通过对免疫层析试纸条上经生物反应而结合上去的上转换发光材料颗粒的含量进行检测,计算出被测样品中特定生物分子的浓度。实验结果表明,该传感器具有较好的生物特异性,对兔抗鼠疫免疫球蛋白(IgG)标准样品的检测灵敏度达到ng／ml量级,并在200～6000ng／ml浓度范围内具有良好的线性响应特性,相关系数R^2≥0．95;对鼠疫耶尔森氏菌抗体的敏感性明显高于间接血凝实验,且与免疫印迹检测实验结果具有较好的一致性。该传感器具有稳定、可靠、灵敏的工作性能,符合实际检测与分析的要求。