基于纳米金/多孔硅基底的荧光标记法对生物分子的检测

为制做一种低成本、易标记、稳定性好、灵敏度高的生物传感器,本文制备了一种具有较强荧光信号及生物兼容性的多孔硅生物传感器材料,利用纳米金的等离子体效应增强多孔硅中荧光标记物的荧光信号,在纳米金修饰的多孔硅中采用罗丹明6G荧光标记法对生物分子进行检测.通过链接生物荧光探针后荧光信号强度的变化实现生物浓度检测,其检测极限为1...     

基于多孔硅微腔微阵列的制备及检测

我们结合光刻和电化学腐蚀方法,成功在单晶硅衬底上制备出一个8×8的一维多孔硅光子晶体微腔的微阵列器件,微阵列的每个阵列单元直径300μm,间距200μm.研究了这种微阵列在633nm激光入射情况下的光学特性.利用我们制备的多孔硅光子晶体微腔的微阵列器件,借助数字图像测量方法,可实现快速的检测.本文的研究结果可应用于生物传感器阵列的检测.     

量子点/多孔硅光子晶体生物传感器用于检测链霉亲和素

本文主要研究了基于量子点/多孔硅光子晶体制备生物传感器的可行性及其在生物检测中的实际应用.功能化多孔硅光子晶体器件与链霉亲和素连接形成生物特征元件.固定浓度的量子点标记的生物素与链霉亲和素发生特异性反应.多孔硅光子晶体的高反射带隙位于量子点发射荧光峰处,使得量子点的荧光信号得到放大.多孔硅光子晶体传感器的检测灵敏度明显提高,使检测限达到pM量级.     

n型多孔硅光学传感器应用于包虫病检测

本文主要探讨制备用于包虫抗原DNA检测的n型多孔硅微腔生物传感器的可能性．高参杂n型硅片在HF酸/乙醇电解液中实现了具有良好性能的生物传感器基底的制备．通过检测多孔硅微腔浸入不同浓度的生物溶液前后的微腔反射谱的移动量来验证传感器的性能,溶液浓度从0.625μM至10.000μM,检测灵敏度为4.740 nm/μM．当微腔基底浸泡0.625μM生物溶液后,微腔红移5nm表明制备的生物传感器是成功的．根据浓度与微腔红移量之间的线性关系表明在多孔硅传感器上检测包虫病的可行性.     

一维多孔硅光子晶体全向反射镜的设计

利用转移矩阵理论通过Matlab程序研究多孔硅光子晶体的光子禁带,得出增加光子晶体的层数可使光子禁带的品质提高;改变光子晶体每层的光学厚度可使光子禁带在整个光波段移动.将几个中心波长不同但光子禁带区域有重叠的Bragg反射镜在结构上进行叠加来获得反射率更高、光子禁带更宽的高质量全向反射镜.     

复合金属纳米颗粒多孔硅的光学非线性特性

根据多孔硅中的量子限制效应和金属颗粒与电磁场相互作用的Mie理论及非线性光学的基本原理，提出了用于复合金属纳米颗粒多孔硅微结构的计算模型，分析了复合金属纳米颗粒多孔硅的非线性光学性质．计算了复合Ag(Au)纳米颗粒多孔硅的场增强因子，得到了在不同的金属颗粒含量时，复合体系的三阶极化率随入射光波长变化的关系，为制备具有强非线性光学效应的硅基材料及其应用提供了重要参考．     

阴极还原处理对多孔硅发光性能的影响

对经过阴极还原处理后的多孔硅样片进行了光致发光测试和稳定性测试.实验结果表明这种处理能明显改善多孔硅的发光稳定性,使其表面结构更加稳定.利用原子力显微镜对不同还原时间的多孔硅微结构及形貌进行了比较,在一定范围内随着还原时间的增长多孔硅表面粗糙度增大,PL谱增强.     

封装聚合物对光纤光栅压力传感增敏的影响

研究了封装聚合物材料参数对光纤光栅压力传感增敏效果的影响,结果表明:随着聚合物泊松比的增加,光纤光栅压力灵敏度减小.杨氏模量对压力灵敏度的影响与聚合物的的泊松比有关,当泊松比在较小范围内时(<0.4),光纤光栅的压力灵敏度随着聚合物的杨氏模量减小而迅速减小,当聚合物泊松比在较大范围内时(>0.4),聚合物的杨氏模量对光纤光栅压力灵敏度的影响较小.与裸露的光纤布喇格光栅相比,选择泊松比为0.45和杨氏模量为1.0×108N.m-2的聚合物进行封装,可将光纤布喇格光栅压力灵敏度提高404倍.     

Hg2Br2声光器件的换能器带宽和镀层厚度的确定

提出用环氧树脂聚合物作为换能器与Hg2Br2声光介质的缓冲层(粘接层)，设计Hg2Br2声光器件的换能器。根据换能器等效电路网络分析法，就x切LN／Hg2Br2声光器件的电极层各种金属材料和厚度计算了换能器损耗TL随规一化频率f／fo的变化关系。从声光器件的布喇格带宽和工艺条件出发，优化选择了换能器损耗为3dB范围内的换能器结构、电极层材料及其厚度和压电层厚度，并确保了换能器的倍频程带宽。     

基于离子液体的生物电化学传感器

离子液体是一类在室温或近室温条件下呈液态的盐类物质,具有溶解性强、蒸汽压低、导电性高、电化学窗口宽、生物相容性好等独特性质,广泛用于绿色合成、工业催化、电化学及分析化学等领域.离子液体有助于提高传感器对目标分子的响应性能,因此,在生物电化学传感器中备受青睐.本综述主要阐述了离子液体在生物小分子电化学传感器、生物催化及传感器、生物免疫传感器、直接电化学及生物传感器、分子印迹电化学生物传感器等领域的最新进展,并展望了离子液体在生物电化学传感领域应用的未来发展趋势.     

多孔硅-PMMA/DRl复合膜制备方法的研究

报道了用电化学腐蚀法结合激光干涉或聚合物掩膜制备多孔硅通道波导、定向耦合器、波导棱镜、光栅耦合器和激光诱导动态光栅等光子器件,并给出了这些多孔硅光波导器件的性能参数,研究结果表明可利用多孔硅开发出新的全硅光电子器件.     

新型分子印迹荧光传感器对海水中邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯的快速检测技术研究

构建对邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(Bis(2-ethylhexyl) phthalate, DEHP)具有特异荧光响应的分子印迹-量子点传感器, 应用于实际样品中DEHP的残留检测. 采用改进的反相微乳液法, 制备了对DEHP具有较高选择性和灵敏性响应的分子印迹-量子点纳米结构聚合物(MIP-QDs), 通过扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱、选择性分析等方法对获得的MIP-QDs理化特性进行分析, 成功将印迹层锚定在QDs上. 进一步通过响应体系优化, 结果表明, 构建的MIP-QDs在V (水)V (乙醇)=82、pH为8.0体系中, 对DEHP具有较高的选择性响应; 并在0.005~25.0mg·L-1的DEHP质量浓度范围内, DEHP质量浓度与荧光猝灭效率()间存在良好线性关系, 相关系数为0.9901, 检测限低至1.5?g·L-1, 加标回收率为92.0%~96.8%, 相对标准偏差低于8.2%; 且在实际海水检测与GC-MS/MS检测结果之间具有良好的一致性. 充分表明本文构建的MIP-QDs荧光传感器可用于海水中DEHP的实时定量检测.     

基于SiO2纳米颗粒的无标记化学发光氯霉素适体传感器

经由食物链长期摄入氯霉素残留物会给人体带来各种危害和疾病。因此,建立快速、准确且高灵敏的食品中氯霉素检测方法具有重要意义。采用溶胶-凝胶法制备了表面氨基化的SiO₂纳米颗粒,并用X射线衍射、透射电镜和红外光谱对其进行了表征。然后,利用酰胺键和碱基互补配对作用在SiO₂纳米颗粒表面依次组装互补DNA链和氯霉素适配体,成功构建了无标记化学发光氯霉素适配体传感器。该传感器制备简便,其中的氯霉素适配体既可作为生物识别元件,又可与苯甲酰甲醛反应产生化学发光信号,无需标记信号分子。该传感器的氯霉素检出限为3.26×10^-9 mol·L^-1,且选择性较好。将该传感器应用于实际样品中进行加标,回收率在94.67%～103.00%之间,表明该适体传感器可用于食品中氯霉素的检测。     

旋涂法制备单层和多层密排聚苯乙烯微球模板及其SERS性能

通过旋涂法将聚苯乙烯(polystyrene,PS)微球溶液涂于硅氧化片基底上,研究PS微球溶液的滴加体积、质量分数以及旋涂转速对PS微球模板的层数及密排性的影响,通过光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)对其进行形貌表征.结果表明,相对于以往的垂直沉积法的自组装胶体球模板而言,这种旋涂法耗时更短、原材料消耗更少.同时,由于单层PS微球都形成了密排有序结构,对应制得的多层PS微球可形成面心立方结构,再分别以单层和多层PS微球为掩膜板来制得金三角阵列和TiO_2反蛋白石结构,并利用拉曼检测技术证明其良好的表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman scattering,SERS)性能.     

基于纳米磁珠和量子点的核酸传感器检测猪瘟病毒

通过比对猪瘟病毒(classical swine fever virus,CSFV)基因组核苷酸序列,筛选出CSFV的保守靶序列。设计针对该靶序列的分子探针,通过生物素与链霉亲和素的相互作用,将捕获探针偶联到纳米磁珠,将检测探针偶联到荧光量子点,建立了基于纳米磁珠分离富集靶标和量子点探针捕获特性的生物传感器检测CSFV核酸的方法。该方法对标准品的检出限为104copies/μL,对临床样本的检出限为106copies/μL,且与其他猪病病毒无交叉反应,具有良好的特异性。该生物传感器对25份临床样本的检测结果与荧光定量PCR方法检测结果相符。     

气流参数对多孔质空气静压轴承静态特性及性能影响研究（英文）

空气静压轴承在精密机床和计量设备等制造业领域应用广泛.多孔质空气静压轴承是一种特殊类型的空气静压轴承,其由于使用了多孔质材料,因此更加稳定和坚固.目前针对这类轴承有关气流参数对轴承静态特性及性能影响的研究还较为欠缺.为此,本文提出了一个数学模型用于模拟多孔质空气静压推力轴承的静态特性,包括承载能力、刚度及质量流率等.通过使用基于Navier-Stokes方程的计算,对轴承内部的压力分布进行了分析.随后,研究了对轴承静态特性可能产生影响的相关气流参数及其影响情况.研究结果表明,轴承气膜层厚度的增加会导致轴承承载能力和刚度的下降,但增加多孔质层的厚度可以提高轴承刚度.此外,增加气膜层厚度会使得进入轴承的空气质量流率得以提升.这些结果可用于帮助设计更为高效且能够承担更高负载的多孔质空气静压轴承.     

基于液体波导的可调Talbot效应

光学Talbot效应通常是在固体波导中产生的,并且对于一种固体波导结构,只有一种特定的Talbot效应.这种不可调节的缺陷极大地限制了Talbot效应的应用.本文设计了一种液体梯形波导(liquid trapezoidal waveguide),通过光流控技术操纵液体扩散,实现了可调节的Talbot效应.仿真实验结果表明,该液体梯形波导不仅可以实现类似固体波导的特定Talbot效应,还可以通过调节液体流速,实现对干涉焦点所在焦面左漂移和右漂移的调控.这种液体梯形波导有效地解决了传统固体波导中Talbot效应不可调节的问题,可以应用在可调节光学系统设计中.     

ZnO/ZnS核-壳纳米杆的制备及其光学性质

用溶液法在镀有ZnO缓冲层的硅衬底上制备出定向ZnO纳米杆阵列,然后再通过硫代乙酰胺(TAA)辅助硫化法将氧化锌一维纳米结构转化为ZnO/ZnS的核-壳纳米结构.运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和室温光致发光谱(PL)研究了样品的结构、形貌和光学性质.结果表明,ZnO/ZnS核-壳纳米杆的带边发光峰比ZnO纳米杆有显著增强,且峰化蓝移.     

手征超介质光频段超宽带不对称传输特性研究

提出了一种三层手征超介质结构,可在光频段实现线极化波的超宽带类二极管效应的不对称传输,同时能实现高效率的交叉极化转换.数值模拟结果显示,该结构实现的线极化波不对称传输参数最高为0.93,而且在111~198 THz频率范围内达到0.9以上,同时交叉极化转换率在该频段上达到97%以上.此外,为更好地理解不对称传输和极化转换,研究了极化旋转角、椭偏度和电场分布情况.研究结果在极化转换器、光学二极管等光学器件中有潜在的应用价值.     

光纤光栅压力传感器的增敏结构设计与实验研究

基于金属圆筒和高分子材料封装对光纤光栅的应力响应的增敏作用,设计了一种新的光纤光栅传感器结构,推导出了该传感器的压力增敏的数学模型,给出了该传感器的压力灵敏度系数与封装高分子材料参数和结构尺寸参数之间的数学表达式,通过实验测出其压力灵敏度为-5.02×10^-3/MPa,比裸光纤光栅的压力灵敏度（-2.78×10^-6/MPa）提高了1 800倍.对于这种基于金属圆筒和高分子材料封装结构的应力增敏模型,通过调节金属圆筒的尺寸、高分子材料的直径、杨氏弹性模量、泊松比等参数可方便地改变和调整传感器的压力灵敏度,以适应不同的场合.