光纤传感技术结合紫外光谱快速检验马来酸氯苯那敏片

建立一种光纤传感技术结合紫外-可见吸收光谱快速定性、定量分析药物的方法.将光纤探头浸入待测药物溶液中,氘灯光源发出的光通过光纤传输到探头,由探头感受经溶液吸收的光信号,并再次通过光纤反馈到检测器,最终通过计算机即时显示待测药物的光纤紫外-可见吸收光谱,并利用光谱中最大、最小吸收波长及吸光度与对比图谱比较获得定性、定量信...     

光纤药物在位溶出度/释放度监测仪实时监测甲硝唑维B6片体外溶出度

采用光纤化学传感技术,建立了实时、在位监测固体复方制剂体外溶出度的测定方法.分支光纤一端连接光源,公共端部探头浸入溶出液,另一端连接检测器,计算机记录并处理数据.实验显示,甲硝唑维B6片中甲硝唑的高、中、低浓度组回收率分别为100.8%,99.8%和100.6%;RSD分别为2.5,0.8,1.1;维生素B6的高、中、低浓度组回收率分别为98.8%,100.8%和98.8%;RSD分别为4.1,4.1,2.5.该法可监测药物溶出的全过程,显示药物实时溶出曲线图,直接提取相关溶出参数.表明,光纤化学溶出度过程监测法能够有效的测定固体药物的体外溶出度,并能真实地反映药物溶出的全过程.     

基于线性方程组数学分离模型建立光纤传感过程检测复方缬沙坦氢氯噻嗪片溶出度

基于线性方程组数学分离模型建立在线过程检测复方缬沙坦氢氯噻嗪片溶出度方法。分别扫描缬沙坦和氢氯噻嗪的紫外吸收光谱,两组分在最大吸收波长处完全重叠。根据朗伯比尔定律吸光度加和性原理,分别测定两组分在最大吸收波长处的吸光系数,建立线性方程组数学分离模型,采用光纤传感过程分析技术(FODT)检测缬沙坦氢氯噻嗪片的溶出度,并与HPLC法相比较。在规定的溶出介质中,两种成分同时实时测定,并且FODT累积溶出度与HPLC法相比较结果无显著性差异(p>0.05)。不同批次药物的溶出行为一致,说明制剂工艺稳定,均匀度好。溶出曲线显示缬沙坦溶出快于并高于氢氯噻嗪,且30 min时两组分的溶出度均大于80%符合美国药典规定。结果表明,应用线性方程组数学分离模型结合FODT法可实现复方缬沙坦氢氯噻嗪片中双组分溶出度的同时检测,并可提供双组分的溶出过程曲线和全部溶出数据,直观反映各组分在各溶出时段的快慢,为此药建立标准提供依据。与HPLC法单点数据相比优势明显,更有利于药品评价和抽验质量分析。     

光纤化学传感同步吸收-荧光法的建立

建立一种光纤化学传感同步测定吸收光谱和荧光光谱的新方法。自制同步吸收-荧光比色皿,结合光纤化学传感技术,建立同步吸收-荧光光谱法检测仪器,分别测定罗丹明B,维生素B₂,维生素B₆等溶液的同步吸收-荧光光谱,且与传统的紫外-可见吸光光度法和荧光法进行对比。同步吸收-荧光光谱法测得罗丹明B,维生素B₂,维生素B₆与传统吸光光度法和荧光光谱法检测的吸收光谱图和荧光光谱的图谱大体一致。最大荧光强度波长与传统的荧光方法比较准确度高,但最大吸收波长略有偏差。同步吸收-荧光光谱法等同于同步测定荧光物质的吸收光谱和荧光光谱,实现二光谱合二为一,测定最大发射波长时准确度高,但最大吸收波长略有偏差,值得深一步研究。     

紫外光纤化学传感原位过程监测青霉素V钾片溶出度

考察了光纤传感溶出度仪监测青霉素V钾片的溶出过程.结果表明方法的日内、日间精密度,回收率符合分析测试的要求,并与中国药典的方法比较,TD、T50及累积溶出率均无显著性差异(P＞0.05).光纤化学传感检测提高了测定的精密度和准确度,获得的数据信息完整,反映了药物在体外溶出的过程,替代了繁琐的传统测试方法.     

光源加热型高灵敏度光纤热式风速计

针对光纤热式风速计需要专门的泵浦激光或加热电阻所带来的成本增加和操作不便,提出了基于光源自加热效应的高灵敏度光纤热式风速计。首先在单模光纤端面用紫外光固化胶制作法布里-珀罗干涉仪并将其作为传感探头;然后利用传感探头对输入宽带光源的吸收所产生的热量,获得自身较高的初始温度;最后测量传感探头在气流作用下温度降低及应变所引起的干涉光谱的波长漂移量,根据波长漂移量与风速的特定关系来实现风速测量。在0～7 m/s的风速范围内对传感探头进行测量,结果表明传感探头获得高达-3.13 nm/(m·s^-1)的风速灵敏度,响应时间约为250 ms。     

阿莫西林分散片溶出度光纤化学传感在线过程检测

采用双波长法消除赋形剂的干扰,利用六通道光纤化学传感原位过程分析仪(FOCSDT)在线监测阿莫西林分散片溶出度。FOCSDT的平均校准曲线方程为y=188.38x+0.7607,回归系数r为0.9998。阿莫西林分散片的溶出数据与中国药典(Ch.P)方法对照无显著性差异。FOCSDT法无需取液、稀释等手工操作,能实时监测药物溶出全过程,为速释制剂内在质量的检测提供良好的手段。     

基于窄线宽扫频光源的高分辨率阵列式光纤光栅温度传感系统

高精度温度传感器在地球物理、海洋科学、石油化工等领域具有广泛应用。针对传统光纤光栅温度传感器分辨率较低的问题,提出一种基于光纤光栅的高精度多点复用温度传感系统,该系统采用封装好的不同中心波长的π相移光纤光栅作为温度敏感单元,以扫频激光器和波分复用技术检测各光纤光栅谐振波长,并引入氰化氢标准气体吸收室作为波长参考,用非平衡马赫-曾德尔干涉仪补偿光源扫频过程中的非线性,以提升波长测量精度。实验实现了对10个温度传感探头的同时探测,温度分辨率达到10^-4℃水平,测量范围达到0～100℃。该光纤光栅温度传感系统在高精度温度测量领域具有广阔的应用前景。     

光纤过程检测硫酸亚铁缓释片释放度

建立光纤药物溶出度实时测定仪（FODT）在线监测硫酸亚铁溶出度测定的新方法.研究发现通过络合反应检测Fe2＋是可行的,FODT测定硫酸亚铁缓释片释放度与AAS测定结果无统计学意义.利用FODT过程检测硫酸亚铁缓释片释放度,全面直观地反映了药品的释放过程和内在质量,较经典方法能提供更多信息,测定过程简便自动,测定结果准确可靠.     

基于单端探测温度和折射率的MZI光纤传感器

提出并演示了一种基于单端探测的光纤传感器,可同时测量温度和折射率。微结构光纤探头由两个玻璃光纤微球拼接在一起,并在该探头的末端利用真空电子束蒸镀一层铝膜以增加反射,从而形成微球结构的马赫-曾德尔型光纤传感头。实验结果表明,该器件的温度灵敏度和折射率可分别达到50.77 pm/℃和-21.94 nm/RIU。这项工作提出了一种低成本、高分辨率的基于光纤方法实现的多功能传感应用。单端探测的马赫曾德尔型光纤传感器小尺寸的优势可应用到小体积气体的测量,而它的全二氧化硅设计提供了高温或化学严酷环境的兼容性。     

基于光纤的溶解氧浓度荧光测定法

针对溶解氧浓度微量探测的现实需求,提出了一种基于荧光猝灭原理、利用多孔光纤实现的溶解氧浓度测定新方法。该方法将钌联吡啶[Ru（dpp）₃]Cl₂掺杂的凝胶薄膜修饰在多孔光纤的内壁上,制备了一种溶解氧测定探头并对其测试性能进行表征。光纤贯穿整个长度的孔洞结构既可以作为敏感膜的载体,也可以作为待测物流过的通道和反应场所。与传统测试方法相比,该测试探头的多孔道结构显著提高了比表面积,指示剂可以与溶解氧直接反应,提高了探头的敏感性并且具有微量探测的潜力。实验结果表明,在0~20 mg/L的浓度范围内,Stern-Volmer曲线近似线性,响应敏感度I₀/I为3.6,响应时间为200 ms。该测试方法在溶解氧微量探测领域具有重要用途。     

CdSe/ZnS量子点在倏逝波光纤pH传感中的应用

将新型量子点荧光传感技术与光纤倏逝波传感技术相结合,发展了一种基于量子点荧光效应并结合倏逝波传导进行溶液酸碱度检测的新型传感技术,具有灵敏度高、检测速度快、便于微环境检测、可实现远程探测、实时监测和原位分析等特点。详细介绍了用于倏逝波传感的锥柱组合型光纤荧光探头的制备方法,量子点在光纤探头表面的修饰流程,光谱与强度两种光纤pH传感平台的建立,并分别从响应范围、线性度、重复性和稳定性等方面对CdSe/ZnS量子点应用于光纤pH传感进行了评价。结果表明,在pH值为2~12的范围内,CdSe/ZnS量子点的荧光光谱信号的峰位在强酸和强碱的情况下都会产生红移,且红移量随pH值的变化呈线性关系,其量子点荧光强度信号随pH值的减小呈线性降低关系,通过在强酸和强碱下交替测试的实验表明其具有较好的重复性,利用荧光强度传感平台进行实时监测的实验表明其具有较好的稳定性。因此,将CdSe/ZnS量子点用于倏逝波光纤pH传感具有可行性,在生物化学、环境监测、医学临床、食品安全等领域的pH值测量方面有着广泛的应用前景。     

泵浦蓝宝石光纤荧光温度传感器

采用激光加热基座法制备端部Cr3＋离子掺杂的蓝宝石单晶光纤,得到一体型蓝宝石单晶光纤荧光温度传感头.对所制备的荧光温度传感头的荧光温度特性进行了实验研究.结果表明,随着温度升高Cr3＋∶Al2O3单晶光纤荧光寿命单调下降,从温度为0 ℃的4.0 ms下降到450 ℃的0.2 ms.利用所制备的荧光温度传感头,用波长405 nm紫色LED作为泵浦光源,采用相关检测技术在线实时测量荧光寿命,研制成测温范围0 ℃～450 ℃一体型蓝宝石光纤荧光温度传感器.     

分立式与分布式光纤传感关键技术研究进展

光纤传感技术已广泛应用于航空航天、石油化工、电子电力、土木工程、生物医药等领域,其技术形式主要体现为分立式和分布式.分立式光纤传感技术利用光纤敏感器件作为传感器来感知被测参量的变化,光纤作为光信号的传输通道连接光纤传感器及后端的解调装置;分布式光纤传感系统基于光纤瑞利散射、拉曼散射或布里渊散射等光学效应,利用光纤本身作为传感器,可对沿途的光信号进行大范围、长距离传感.本文介绍了分立式与分布式光纤传感中主要关键技术的研究进展,并对未来的研究和发展方向进行了探讨.     

激光光源-在线荧光光谱检测中的光强度比较研究

基于激光光源和氙灯光源在线荧光光谱法测定罗丹明B、维生素B₂、荧光素和异硫氰酸荧光素含量比较研究激光光源产生的荧光强度和氙灯光源产生的荧光强度。罗丹明B、维生素B₂、荧光素和异硫氰酸荧光素浓度均为10 μg·mL-1,积分时间100 ms,测定3次得其平均值。在线荧光光谱法最大吸收波长分别为580,450,488和510 nm;最大发射波长依次为594,530,525和524 nm。紫外-可见分光光度法测得其最大吸收波长为557,441,481和490 nm;荧光分光光度法测得其最大发射波长为586,520,519和520 nm。通过测定药物,发现激光光源产生的荧光光强度较强于氙灯光源产生的荧光光强度,原因不仅跟光源有关,而且与药物分子的共轭体系大小、共轭大π键的共平面性及其刚性程度、分子母体上取代基的种类有关,分子所处的外界环境如温度、溶剂、溶液酸碱度、激发光的照射等因素也会影响荧光效率。激光光源和氙灯光源产生的荧光光强度大小顺序为罗丹明B>荧光素>异硫氰酸荧光素>维生素B₂。激光光源在线荧光光谱法在一定程度上填补了在线荧光光谱仪在食品、药品痕量检测方面应用的空白。     

Intensity modulated silver coated glass optical fiber refractive index sensor

Miniature optical fiber sensors with thin films as sensitive elements could open new fields for optical fiber sensor applications. Thin films work as sensitive elements and a transducer to get response and feedback from environments, in which optical fibers act as a signal carrier. A novel Ag coated intensity modulated optical fiber sensor based on refractive index changes using IR and UV-Vis(UV-visible) light sources is proposed. The sensor with an IR light source has higher sensitivity compared to a UV-Vis source. When the refractive index is enhanced to 1.38, the normalized intensity of IR and UV-Vis light diminishes to 0.2 and 0.8, respectively.     

基于微波电光调制的布里渊光时域分析传感器

针对布里渊光时域分析分布式传感原理和受激布里渊散射的特点,应用微波电光调制分布反馈式半导体激光器产生频移可调的探测光,和传感光纤中相反方向传输的脉冲激励光进行受激布里渊散射作用,当探测光和激励光的频率差在布里渊频移附近时,频移探测光和激励光产生受激布里渊散射,通过改变探测光的频移值,检测探测光功率信号,可得到沿光纤各处的布里渊频移,再利用布里渊频移和应变（或温度）的关系,计算得到沿光纤分布的传感量。设计了基于微波电光调制的布里渊光时域分析传感器实验系统,实现了25km的分布式温度传感,达到5m的空间分辨力和3℃的温度分辨力。     

新型矿灯二次配光系统的仿真研究

将光纤照明技术运用到矿灯领域中,需要根据光纤照明的特点设计相应的二次配光系统,以满足实际配光的需求。利用光学仿真软件TracePro开展了对新型光纤LED矿灯系统的二次配光问题的仿真研究。配光器件主要采用单个反光腔、透镜及其组合。从反光腔形状、深度和口径、透镜类型和尺寸等方面入手,探讨了各个因素对配光效率、光斑大小、光照均匀度的影响。通过对仿真结果的比较和分析发现,反光腔主要影响配光效率,而透镜主要影响光照均匀度和光斑大小。得到了合适的新型光纤-矿灯的二次配光系统,即锥形腔配合菲涅尔透镜。结果表明,该组合具有配光效率高、光照度均匀、光斑大小适中、实际尺寸小、方便井下作业等优点。     

Hollow-core photonic crystal fiber based multifunctional optical system for trapping, position sensing, and detection of fluorescent particles

We demonstrate a novel multifunctional optical system that is capable of trapping, imaging, position sensing, and fluorescence detection of micrometer-sized fluorescent test particles using hollow-core photonic crystal fiber (HC-PCF). This multifunctional optical system for trapping, position sensing, and fluorescent detection is designed such that a near-IR laser light is used to create an optical trap across a liquid-filled HC-PCF, and a 473 nm laser is employed as a source for fluorescence excitation. This proposed system and the obtained results are expected to significantly enable an efficient integrated trapping platform employing HC-PCF for diagnostic biomedical applications.