基于智能手机定量测定蛋白质的方法研究

利用智能手机完成了蛋白质浓度的检测,确定了用于图像比色的参数,方法适用于有颜色反应的分析物浓度检测。利用该法检测的相关系数大于0. 99,检出限为0. 21 g/L。考察了不同品牌手机的检测效果,结果表明,检测效果与手机硬件的配置无明显关联。考察了该方法的重复性,对单个样本检测时,3种质量浓度样本的相对标准偏差(RSD)分别为2. 0%、4. 6%、11. 9%;对4个样本进行同时检测,RSD分别为2. 2%、3. 8%、3. 5%、11. 5%。考察了亮度、色温、拍摄距离的影响,结果显示,亮度与色温对检测结果无影响,而拍摄距离有影响。手机APP与分光光度计对样本检测结果的相关系数(r2)为0. 969。该方法准确、重复性高、便携、操作方便,可实现多种分析物实时现场的快速检测。     

智能手机微孔板分析仪的开发与HSA的定量检测

研究开发了基于智能手机的便携式96微孔板检测技术与仪器,并利用所开发仪器实现了人血清白蛋白(HSA)的高通量快速定量检测。该文首次通过设计大孔径聚焦透镜和均匀面光源,利用智能手机实现了对通用96微孔板的全范围准确成像,结合开发的手机应用程序可实现对检测样本的自动分析。所开发分析仪对HSA标准样品的检测结果与酶标仪检测结果具有高度的线性关系,相关系数为0.989 3,证明其具有良好的准确性与可靠性。开发的分析仪的检测范围为21.45～60.06 g/L,对病人血清样品中HSA的检测结果与医院使用的生化分析仪检测结果一致,证明分析仪可用于临床中HSA的检测。该仪器具有成本低和体积小的特点,可推广至经济不发达地区、基层医疗机构和普通用户家中,对疾病的现场快速诊断具有重要意义。     

智能手机光学检测技术用于检测水体中污染物的研究

数字图像比色法(Digital Image Colorimetry,DIC)作为一种传感器方法具有简易、灵敏、成本低廉的优点,广泛应用于环境监测、化学及生物化学等领域。以LED面光源作为数字图像比色法的光源对六价铬水样进行了检测,显色反应后的溶液通过手机免费软件获取R(红)、G(绿)、B(蓝)颜色值。由于RGB模型为非均匀的颜色参数,故把R、G、B值转化为不同的数学模型,并比较各种数学模型所得出的标准曲线的线性相关性,其中灰度吸光度模型的线性相关系数最高(R~2=0.999 2)。检测方法的线性范围为0.02～1.0mg/L,检出限为0.006mg/L,加标回收率为96.5%～107%,方法具有简便快捷、灵敏度高,适用于快速现场检测。     

智能手机光学检测技术用于检测水体中污染物的研究

数字图像比色法(Digital Image Colorimetry,DIC)作为一种传感器方法具有简易、灵敏、成本低廉的优点,广泛应用于环境监测、化学及生物化学等领域。以LED面光源作为数字图像比色法的光源对六价铬水样进行了检测,显色反应后的溶液通过手机免费软件获取R(红)、G(绿)、B(蓝)颜色值。由于RGB模型为非均匀的颜色参数,故把R、G、B值转化为不同的数学模型,并比较各种数学模型所得出的标准曲线的线性相关性,其中灰度吸光度模型的线性相关系数最高(R 2=0.9992)。检测方法的线性范围为0.02~1.0 mg/L,检出限为0.006 mg/L,加标回收率为96.5%~107%,方法具有简便快捷、灵敏度高,适用于快速现场检测。     

基于分子印迹检测盒的智能手机血糖测定方法研究

建立了一种基于葡萄糖印迹检测盒的智能手机检测血液中葡萄糖的方法。以葡萄糖印迹试纸与显色剂构成检测盒,血液中的葡萄糖与检测盒中的葡萄糖印迹试纸产生特异性结合后,用氯仿洗脱杂质,在试纸表面加入显色剂使之反应显色,再用智能手机拍照并结合免费软件GIMP 2.8检测色度。结果表明,制备的分子印迹试纸对葡萄糖的吸附时间为5 min,最大吸附量为0.673 mg/片。检测的色度(H)与葡萄糖浓度的负对数(pC)呈良好的线性关系,线性方程为H=421-23.3pC,相关系数(r)为0.993。并进行了兔血中葡萄糖的测定和回收率试验,得方法回收率为91.8%～108%。相比于血糖仪,该方法检测成本低,使用更方便,结果满意。     

基于智能手机现场快速检测技术研究进展

作为一种便携式的功能性移动电子设备,智能手机的广泛应用为便携式检测提供了发展平台,并在临床诊断、食品安全分析和环境监测等领域表现出巨大的应用潜力。本文综述了2018～2022年,基于智能手机与比色法、荧光法、化学发光法、电化学分析、免疫分析及微流控分析等技术联用的即时检测应用研究进展,并对其发展趋势和应用前景进行了展望。     

基于智能手机的即时检测

新冠肺炎疫情的爆发使人们对即时检测(POCT)的需求不断增加,而智能手机作为目前人类最离不开的工具,在POCT中具有巨大的应用潜力。基于智能手机的POCT有以下独特的优点:(1)操作简单,不需要专业培训;(2)无需长时间等待,可以及时获得测试结果;(3)制作成本低,有利于在资源有限地区使用。因此,基于智能手机的POCT正迅速成为传统实验室检测的潜在替代方法。在这里,我们以POCT所检测的对象(体液、挥发性有机化合物、生命体征)为分类的基础,并结合目前主流的传感策略,包括比色技术、荧光技术、电化学技术、压电传感、热电传感、超声传感、光电传感等,对近三年基于智能手机的传感器在POCT中的应用进行了全面的回顾。我们评估了这些传感器的性能以及发展潜力,此外,还介绍了POCT中使用的新兴技术,如纳米技术、柔性电子器件、微流体技术、生物可降解技术、自供能技术、多路检测等。最后,总结了目前基于智能手机的POCT面临的问题,并对其未来的发展进行了展望。     

图像RGB数值衍生的欧氏距离用于手机比色法检测石油类物质

利用手机建立了一套石油类物质浓度的检测系统,将基于RGB值和空白值计算得出的欧氏距离D值应用于图片比色,提高了方法的精密度。分析了不同性能的手机在高照度下的检测效果,结果说明大光圈值(F)手机拍摄得到的图片比色效果更好。考察了不同白平衡模式和光源对D值标准曲线的影响,获得了适宜的条件,即对于偏暖色系的浓度检测,色温2 800 K的白平衡模式和300 W碘钨灯有较好的效果。该方法的线性相关系数在适宜条件下大于0.99,测试范围与分光光度法相当;测定标准样品的相对误差为2.13%,相对标准偏差为3.0%,加标回收率为92.0%～105%。该方法准确方便,成本低,易维护,可实现远程自动化的实时在线检测。     

A validated Quantitative HPTLC Method for Analysis of Biomarkers in Enicostemma littorale Blume

JPC – Journal of Planar Chromatography – Modern TLC - Enicostemma littorale (Chota-Chirayata or Mamejava) is a glabrous perennial herb belonging to the family Gentianaceae. This plant...     

基于多肽标记物分析的肉制品掺伪定量检测技术

该文开发了一种基于多肽标记物分析的肉制品掺伪检测技术,可同时进行定性和定量分析。样品经蛋白质提取和胰蛋白酶消化后,采用高分辨质谱(HRMS)和生物信息学工具,寻找牛、鸡、鸭、猪和羊5种肉类的特异性热稳定多肽标记物。在多反应监测(MRM)模式下,通过高效液相色谱-串联四极杆质谱(HPLC-QQQ-MS)对这些标记物进一步验证。使用由两种不同质量分数的肉类混合物(0%～100%)建立定量校准曲线,测定低限可达1%。采用该方法对市售的实际样品进行测试,验证结果表明该方法是一种可靠、有效的肉制品鉴定手段,可同时用于生肉和熟肉掺伪的定量检测。     

A Simple Minimized System Based on Moving Drops for Antioxidant Analysis Using a Smartphone

In this paper, a novel antioxidant analysis is proposed using a simple minimized device based on moving drops as solution handling and a smartphone as a detector. This approach is based on the colorimetric determination of the scavenging activity against 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical (DPPH^•), expressed as the half-maximal inhibitory concentration (IC₅₀), vitamin C equivalent antioxidant capacity (VCEAC), and Trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC). A small drop of the positive control or the samples moves by eluting an ethanol drop down by the force of gravity to react with a DPPH^• drop in the detection zone. The color change of DPPH^• is monitored by a smartphone camera, and the color signals are processed using Adobe Photoshop software. The magenta-to-yellow ratio was successfully applied to evaluate the percentage of DPPH^• inhibition with no significant difference compared with the reference spectrophotometric method at a confidence level of 95%. The total phenolic content (TPC) was measured using the Folin–Ciocalteu assay. An application to Miang (fermented tea leaf extract) showed the consonant relationship between the scavenging activity of DPPH^• and TPC.     

基于多模型共识的偏最小二乘法用于近红外光谱定量分析

建立了多模型共识偏最小二乘(cPLS)建模方法, 并应用于烟草样品近红外(NIR)光谱与常规成分氯含量之间的建模研究, 探讨了建模参数对预测结果的影响. 结果表明, cPLS方法与传统的偏最小二乘算法(PLS)相比, 所建模型更稳定可靠, 预测结果也可得到了明显改善.     

基于导数光谱融合建模的红外光谱定量分析方法

设计了基于奇摄动技术的导数光谱估计器并提出基于不同阶次导数光谱空间的融合建模定量分析方法。方法充分利用导数光谱信息空间、区间最小二乘法和融合建模的优点,挖掘光谱深层次信息进行融合建模。分别利用麦汁浓度范围4.23~18.76° P (柏拉图度)的啤酒红外光谱公共数据集和配制的浓度为0.04%~5%范围的葡萄糖溶液实测光谱数据集进行定量分析方法的对比实验。实验结果表明,融合建模定量分析方法能获得最小的预测均方根误差(RMSEP),其值分别为0.121和0.087,能够准确地进行定量分析。与其它建模方法相比较,基于导数光谱的融合建模方法所建立的预测模型具有明显优越的性能。     

基于离散傅立叶变换的支持向量机光谱定量分析法

研究了火电厂电煤煤粉的近红外光谱特征,提取了前3个主成分和前6个离散傅立叶变换(DFT)系数,结合主成分得分、马氏距离和偏最小二乘(PLS)交互验证方法剔除异常样本,并建立偏最小二乘回归(PLSR)、栅格支持向量机回归(G-SVR)、遗传算法支持向量机回归(GA-SVR)和粒子群算法支持向量机回归(PSO-SVR)等定量分析模型。结果表明,利用DFT系数作为PSO-SVR模型的输入变量,当其进化代数为300,种群规模为20,模型参数c1、c2为1.5,1.7时,性能最优,其中校正集相关系数(RC)为0.990,测试集相关系数(RP)为0.954,定标标准差(SEC)为0.366,测试标准差(SEP)为0.128。该方法准确可靠,已成功应用于近红外在线电煤发热量监测系统,并可推广用于其它较为复杂的近红外在线分析系统。     

基于纳米金-适体结构的智能手机补色波长法检测磺胺二甲嘧啶

通过制备纳米金颗粒-适体结构,结合智能手机数字比色法实现了磺胺类抗生素磺胺二甲嘧啶(SDM)的快速定量检测。核酸适体通过静电作用结合在纳米金颗粒表面,可通过改变纳米金颗粒表面的电荷密度,使纳米金无法聚集,结合适体链的纳米金溶液呈现稳定的红色;目标分子与适体链特异性结合后,导致适体链从纳米金颗粒表面脱离,进而纳米金颗粒发生聚集,溶液颜色由红色变成蓝紫色。利用智能手机获取检测溶液的数字化图片,并用自行设计开发的手机App对图片的补色波长进行分析,可实现对SDM的定量检测。该方法检测范围为0~5μg/m L,检出限为0.13μg/m L。     

地质体中生物标志化合物的HyPy/GC-MS法测定

采用催化加氢热解(HyPy)联用GC-MS技术,提取和测定了地质有机大分子网络中共价键结合的生物标志物分子,建立了研究高演化干酪根分子中共价键结合的生物标志物信息的独特有效的分析方法.优化的实验条件为:样品担载Mo的质量分数为1%,升温速率5℃/min,反应终温550℃并恒温20 min,氢气压力10～15 MPa,氢气流速1.0 L/min.实验表明,该方法具有产物收率高、结构重排少、生物特征保持完整等特点,能够合理地释放出沉积有机质分子骨架中具有原生性的组分,保持完整的原始生物标志物结构和立体化学特征.将该技术应用于典型的地质样品分析中,结果令人满意.     

基于角度度量法的混纺纤维定量检测

采用“基于角度度量的多变量回归方法”对维纶和腈纶混纺纤维各组分含量进行检测,并与直接用偏最小二乘法（PLS）对混和纤维的预测结果作对比。实验结果显示,PLS法对维纶和腈纶预测值与实际值的线性相关系数r均为0．9457,标准偏差为6．0906,均方根误差为6．9948。角度度量法对维纶预测值与实际值的线性相关系数r为0．9990,标准偏差为0．8929,均方根误差为2．1896;对腈纶预测值与实际值的线性相关系数r为0．9928,标准偏差为2．1896,均方根误差为3．9493。实验证明,角度度量法比PLS法更能准确表达定量关系,角度度量法可以显著降低分析操作对环境的要求,满足了近红外光谱在混纺纤维定量分析上的要求。