纳米碳管修饰铂结合溶胶-凝胶固定酶制备高性能胆碱生物传感器

为了提高胆碱传感器的灵敏度和抗干扰性,以纳米碳管修饰铂电极为基础电极,采用溶胶-凝胶法固定胆碱氧化酶(ChOx),构建了电流型胆碱检测生物传感器,对纳米碳管修饰电极的电化学特征进行分析,得知纳米碳管的引入不仅使电极对H2O2的催化电流增大,同时降低了电催化所需的恒定电位。讨论了缓冲液介质、pH值、酶负载量对传感器响应的影响。研究表明,所制备的传感器在pH 7.2、电位为0.15V条件下对氯化胆碱的线性响应范围为5.0×10-6~1.0×10-4mol/L;检出限为5.0×10-7mol/L;灵敏度为9.48μA/mmol/L。传感器的稳定性好,经过1个月,仍可保持初始电流的85%。抗干扰能力有很大提高。用于人体血清中的胆碱浓度测定,结果令人满意。     

基于Gm-APD的成像激光雷达目标探测特性

针对采用盖革模式雪崩光电二极管（Gm-APD）作为探测器的成像激光雷达,介绍了其测距原理及3D成像原理,并对如何提高其探测性能的方法进行了分析。以分析Gm-APD触发信号的统计特性为基础,对出现在距离门内不同位置目标的探测概率和虚警概率进行了研究与仿真,结果表明,目标处在距离门最前面时,探测概率受噪声水平影响最小,虚警概率受信号强度影响最大;目标靠近距离门中间位置时,探测概率随噪声水平增大下降缓慢,虚警概率随信号强度增大下降缓慢;目标处在距离门末尾时探测概率受噪声水平影响最大,而虚警概率几乎与回波信号强度无关。     

一种新的激光雷达距离像噪声抑制方法

主要针对激光雷达距离像的距离反常噪声抑制问题,阐述了激光雷达距离像的噪声原理,分析了应用传统中值滤波方法抑制距离反常噪声的缺陷,提出了基于包围准则的自适应中值滤波算法。该方法首先根据包围准则检测噪声,对5×5滤波窗口内的像素值进行排序差分;然后选择低于门限长度最长的连续差分值对应的像素值作为距离正常值;最后运用中值滤波和加权均值滤波进行噪声抑制。实验结果表明,该方法有效抑制了距离反常噪声,且较好地保护了距离图像中目标的边缘细节,均方根误差分别比3×3和5×5窗口中值滤波法减少了27.1%和9.1%。     

白细胞介素-1α与其Ⅰ型可溶性受体的相互作用及动力学特征

研究了基于亲和型生物传感器的白细胞介素-1α(IL-1α)与I型可溶性白细胞介素-1受体(sIL-1RⅠ)相互作用的实时监测,并应用FASTfit软件对数据进行拟合分析。采用共价交联法在样品池表面固定sIL-1RⅠ,其密度为2.13 ng/mm2,用于检测不同浓度IL-1α与sIL-1RⅠ的结合所引起响应信号变化。对浓度为2400 nmol/L IL-1α的响应信号为122.66弧度秒,并且响应信号同IL-1α浓度呈线性关系,相关系数为0.972。FASTfit拟合数据结果表明IL-1α与sIL-1RⅠ相互作用符合一级动力学方程,其误差值不超过0.5弧度秒,其解离平衡常数(KD)和结合平衡常数(KA)分别为4.15×10-6mol/L和2.41×105mol/L。验证了亲和型生物传感器研究IL-1α和sIL-1RⅡ相互作用及动力学分析的可行性,有助于阐明IL-1α和sIL-1RⅠ的重要生物学功能,并为快速筛选其拮抗剂研究提供了理论和实验数据。     

高维正交子空间映射的尺度点云配准算法

为了解决三维点云在无序、数据被遮挡以及噪声干扰情况下的配准问题,提出了一种高维正交子空间映射的尺度点云配准算法。根据能量-功率的比值,对待配准点云进行等比例放大,完成仿射配准。在点云无序、数据被遮挡、尺寸放缩以及噪声干扰的情况下,所提算法与经典ICP(Iterative Closest Point)算法的配准精度相当。与经典ICP算法相比,所提算法对Bunny点云数据的配准效率提高了98%,对Dragon点云数据的配准速度至少提高了20倍,且在对大尺度Dragon点云数据的配准中,所提算法的配准时间比经典ICP算法短6210.4 s,配准精度也高于其他算法。所提算法不会陷入局部最小值,在快速精确配准和稳定性方面有明显的优势。     

超磁性四氧化三铁纳米颗粒在大鼠脑积水模型磁共振及CT成像中的应用

目的旨在研究四氧化三铁纳米颗粒在大鼠脑积水模型中的磁共振及CT成像中的应用,为临床应用提供理论依据,为合理开发该纳米颗粒奠定实验基础。方法采用单纯随机分组法将60只分为空白对照组(20只,给予无菌生理盐水注入枕大池)和实验组(40只,利用高岭土制作大鼠脑积水模型,利用MR筛选大鼠脑积水模型,向模型蛛网膜下腔内注入四氧化三铁纳米颗粒,1h后行CT检查,并于1个月后在显微镜下观察空白对照组与实验组四氧化三铁纳米颗粒在脑、心、肝、脾肺、肾等器官蓄积情况。结果 (1)实验组手术和麻醉导致6只大鼠死亡,实验组死亡率15%。对照组死亡率10%。总死亡率为13.3%。(2)实验组32只大鼠形成脑积水,在存活大鼠中模型成功率为88.9%,模型总制作成功率80.0%。(3)四氧化三铁在大鼠椎管磁共振成像中显示欠佳,CT具有较好的对比效果;(4)蛛网膜下腔内注入四氧化三铁纳米颗粒1个月后在脑、肝、脾、肺、肾等器官无明显蓄积。结论椎管内注入超磁性四氧化三铁纳米颗粒是安全可靠的,可以作为脑积水颅脑CT检查的造影剂。     

大电流窄脉宽LD脉冲驱动电源研究

基于三维激光成像雷达成像性能的需求,设计了一款应用于其发射系统的半导体激光器脉冲驱动电源。在对驱动电路模型理论分析的基础上,选取了RF高速功率开关,并运用PSPICE工具对驱动电路进行了仿真分析,设计出了一款峰值电流可达30A,上升沿小于2ns,脉宽小于6ns,重复频率15kHz的LD脉冲驱动电源。该设计满足激光成像雷达发射系统的技术指标要求。