固相时间分辨荧光免疫分析仪数据采集系统设计

荧光寿命和时间分辨荧光光谱在时间分辨荧光免疫分析中具有十分重要的地位。本文设计了一款基于CPLD的实时、高速数据采集系统,该系统实现几百纳秒到十几个毫秒范围的荧光测量。使用VHDL硬件描述语言设计CPLD内部的逻辑电路,内部共设置了13种采样频率,测量过程中,可多次选择不同的采样频率,直到得出最理想的结果。采样个数在1-8192范围内任意设置。采样时间及延迟时间可根据需要在1-65535微妙范围内调节,分辨率为1微妙。测量结果表明,该系统满足荧光寿命和时间分辨荧光光谱测量的要求。     

双光子激发时间分辨荧光光谱测量技术

建立了一台基于高重复频率扫描相机的双光子激发时间分辨荧光光谱测量系统，能够同时测量样品的荧光光谱和寿命. 该系统的时间分辨率为6.5—200ps，光谱分辨率为1—3nm，能够实现快速数据采集以及可靠和可重复的寿命和光谱测量. 利用标准荧光染料(若丹明6G、香豆素314)及其混合溶液对该系统进行了测试，所得到的荧光光谱分布和寿命值与文献报道一致. 实验结果表明，该系统能有效区分多组分荧光团. 这为鉴别多荧光团或多组分生物组织提供了一种独特的对比方法，可用于多光谱分辨荧光寿命成像和荧光共振能量转移成像等方面. 关键词： 荧光寿命 荧光光谱 双光子激发 高重复频率扫描相机     

时域两维荧光寿命显微测量研究

提出了一种新的时域两维荧光寿命显微测量技术,建立了一套荧光寿命成像显微系统,介绍了这种测量技术的数据处理方法。用标准样品对该系统进行了测试,实验表明,该系统的时间分辨率为2ps,在放大倍率为100倍的情况下,该系统的空间分辨率为8um。如果在现有的设备下采用更细的网格板和微位移系统,那么该系统的空间分辨率可小于1um.     

X射线激发荧光光谱仪的建立及闪烁晶体发光表征

利用X射线作为激发光源,自行组装并实现计算机控制的X射线激发荧光光谱仪.介绍了X射线激发荧光光谱仪的建立及其结构特性.该仪器具有时间分辨率高、测量动态范围大、使用方便等优点,可应用于晶体、粉末和液体等各种样品的测量,该仪器同时还具有很强的扩展性.     

光学相干域偏振测量技术及其在高精度光纤陀螺器件测量中的应用

光学相干域偏振测量(OCDP)技术是一种基于白光干涉原理,利用保偏光纤器件和组件中的偏振传输模式之间存在的能量耦合(偏振串扰)实现分布式偏振特性精确表征的测试方法,具有超高偏振测量灵敏度(偏振串扰为-100~-90dB)、高空间分辨率(5~10cm)、超宽测量动态范围(10~9~10~(10))和长光纤测量距离(数千米)等优点,可以满足包括光纤陀螺核心器件和光路在内的保偏光纤器件与组件的超高偏振性能测试需求。回顾OCDP原理与关键技术,包括分布式偏振串扰的测试原理与精确建模方法以及OCDP仪器化若干关键技术;展示OCDP技术在超高消光比集成波导调制器、超长陀螺敏感环定量测试与诊断、评估中的应用;针对高性能光纤传感器复杂多变的应用环境,展望OCDP技术在高精度光纤陀螺的核心器件与整机光路测试中未来的发展方向。     

改进X荧光光谱仪快速检测土壤中重金属（英文）

针对传统能量色散X荧光仪(energy dispersive X-ray fluorescence,EDXRF)分析土壤中微量重金属测量精确度低的问题,提出了一种X荧光仪改进方法。为了减少反射X射线的影响,入射X射线垂直照射样品,探测器平行放置与样品一侧且垂直于X射线。样品与探测器之间由准直器连接。对国家标样测量结果表明,仪器对Mo,Zn,Cu,Pb,Zr,Nb的检出限为0.4,6.68,1.97,6.84,1.60,7.59mg·kg-1。各元素对数偏差在0~0.05之间。元素含量在三倍检出限以上RSD%(GBW)小于7,元素含量在三倍检出限内RSD%(GBW)小于15。为了验证改进后X荧光仪测量效果,在大兴安岭地区采集土壤样品与传统荧光仪进行比较分析。改进X荧光仪提高了土壤中微量重金属测量精度,满足野外地质普查要求。     

测量分子荧光寿命的一种新方法

分子的荧光寿命,通常可用脉冲荧光法进行测量。若荧光寿命接近或小于仪器响应时间时,则观测到的荧光衰变曲线是真实的荧光衰变曲线与仪器响应函数卷积的结果。为此须采用解卷积方法来求得荧光寿命。解卷积运算不仅其计算过程繁重,而且计算结果受检测仪器响应函数的准确度的影响很大。 本工作提出一种新的测量荧光寿命的方法。该方法是根据观测的荧光衰变曲线的峰值所对应的时间tmax随荧光寿命的增大而单调地变大的关系,选用一些已知寿命的荧光物质作为标准样品,测量标准样品的tmax～τ关系曲线,然后测量待测样品的tmax,据此求出荧光寿命τ。这种方法简便、准确可毋须进行解卷积运算。     

对美国ORTEC正电子寿命系统计数率的调试

美国ORTEC公司的正电子寿命系统采用快—快符合电路组装,和快—慢符合电路相比,具有结构简单,可使用较强的源,测谱时间短等优点。我们购置的一台ORTEC正电子寿命系统,自去年年底在上海复旦大学验收以后,较长一段时间内都在由厂方确定的工作状态下进行工作。虽然该仪器自动化性能较高,使用方便,也有较好的时间分辨率(表1中*);但是在计数率方面不理想,用10μCi的~(60)Co源测仪器的时间分辨率和用50μCi的~(22)Na点源测材料的寿命谱,测量时间都较长(表1中*,表2中RT_1)没有发挥快—快符合的优点。为此,我们又对仪器的工作状态进行了一些调试,尤其对甄别器的能窗作了多种设置,从中选出一种既能     

磁免疫和荧光免疫传感器的构建及其在检测甲胎蛋白中的应用

甲胎蛋白(AFP)是常见的肝癌肿瘤标志物,在早期诊断方面起到重要作用。分别设计构建了磁免疫和荧光免疫传感器并将其应用于AFP的定量检测。在磁免疫传感器中,采用免疫磁珠代替传统固相载体,实现了目标物的快速分离;利用标记抗体上的辣根过氧化物酶(HRP)催化底物显色,根据底物吸光度值的大小进行定量检测。构建的AFP检测方法的检出限为3.6 ng·mL-1,线性范围为10~80 ng·mL-1。在荧光免疫传感器中,将碲化镉量子点(CdTe QDs)的荧光作为信号输出,并通过同时将多个CdTe QDs连接在纳米硅球表面实现信号放大,通过测量量子点荧光强度实现定量检测。该方法AFP检出限为4.2 ng·mL-1,线性范围为5~150 ng·mL-1。所设计的两种传感器均具有特异性强、灵敏度高的特点,为AFP的检测提供了新的思路和方法。     

槲皮素包裹修饰硅包银纳米颗粒作为荧光传感器对铜离子的识别作用（英文）

制备了一种基于天然产物槲皮素接枝硅包银核壳结构的纳米荧光传感器(Ag@SiO_2@Qc),对铜离子具有好的选择性和灵敏性。Ag@SiO_2@Qc与Cu~(2+)离子结合后,荧光发射强度发生猝灭,并且可通过荧光滴定光谱得到了荧光滴定曲线:y=-32.864x+587.59(R~2=0.998),其线性范围分别为:3×10~(-7)~4.8×10~(-6 )mol·L~(-1),最低检测限为1.0×10~(-7 )mol·L~(-1)。并且将Ag@SiO_2@Qc应用于环境中水样的检测结果的准确度好,精密度高,而且更加环保、方便、快捷,具有很大发展潜力与应用价值。     

超高速扫描摄影测量技术的进展

主要评述目前高技术前沿领域正在发展的直接采用超快速扫描摄影技术进行各种超短光脉冲实时测量的进展情况。现在,测量的时间分辨率正向200飞秒,(即200×10~(-15)秒)的指标推进。     

强激光与红外传感器光轴平行性测量仪器的研制

研制了一种可在野外使用的光轴平行性测量仪器，该仪器利用热靶技术进行1．06μm激光谱段到3～5μm、8—12μm红外谱段的转换，实现了对光电跟踪测量设备25MW强激光发射器光轴与红外传感器光轴间的平行性误差测量。仪器的设计主体采用完全对称的结构和积木式的组装方式，保证了仪器在野外恶劣环境下保持测量精度不变。通过巧妙地利用电磁开关控制，实现了仪器靶面的远距离控制转换。装调工艺和检测措施确保了仪器的测量精度，并通过各种环境试验验证了仪器的可靠性。对仪器精度和环境适应性测试表明，该仪器测量精度达到10＂，并可在-30℃-＋60℃的条件下，保持精度≤10＂。     

改进X荧光光谱仪快速检测土壤中重金属

针对传统能量色散X荧光仪(energy dispersive X-ray fluorescence,EDXRF)分析土壤中微量重金属测量精确度低的问题,提出了一种X荧光仪改进方法。为了减少反射X射线的影响,入射X射线垂直照射样品,探测器平行放置与样品一侧且垂直于X射线。样品与探测器之间由准直器连接。对国家标样测量结果表明,仪器对Mo,Zn,Cu,Pb,Zr,Nb的检出限为0.4,6.68,1.97,6.84,1.60,7.59 mg·kg-1。各元素对数偏差在0～0.05之间。元素含量在三倍检出限以上RSD%(GBW)小于7,元素含量在三倍检出限内RSD%(GBW)小于15。为了验证改进后X荧光仪测量效果,在大兴安岭地区采集土壤样品与传统荧光仪进行比较分析。改进X荧光仪提高了土壤中微量重金属测量精度,满足野外地质普查要求。     

基于各向异性磁阻传感器灵敏度与分辨率的探讨

阐述了一种针对ZKY-CC各向异性磁阻(AMR)传感器灵敏度与分辨率的测量方法。通过改变传感器周围磁场来探究毫特斯拉计显示数值和AMR传感器电压显示值之间的关系,确定出AMR传感器在不同放大倍数下的灵敏度与分辨率,同时测定出参考的数值表。由此,使用者能够在未知放大倍数的条件下使用仪器进行磁场的测量,从而提高了AMR传感器的使用效果,保证仪器能够更好地服务于相关的科技活动。     

检测痕量Hg~(2+)的量子点荧光传感器系统设计（英文）

针对当前痕量Hg2+检测大多是借助于大型化学分析仪器在实验室条件下完成而无法满足现场检测需求的现状,基于量子点荧光淬灭原理设计了一种反射式痕量Hg2+检测传感器,主要包括荧光感知和电信号处理两个模块。荧光感知模块主要由激光光源、光路准直及光电探测器构成,实现了荧光信号的激发和感知。电信号处理模块完成了对感知信号放大滤波等处理,最终在linux系统的QT界面中显示Hg2+浓度。该传感器系统实现了仪器的小型化与低成本。试验表明Hg2+浓度在15.0×10-9~1.8×10-6 mol·L-1范围内,传感器检测结果具有很好的线性关系,回归拟合方程为V0/V=1.309 13+3.37c,其中c为Hg2+浓度,单位为μmol·L-1;V0为空白检测值,单位为mV),线性度为0.989 26。离子抗干扰实验中,Ca2+,Mn2+,Pb2+对Hg2+检测结果有微弱影响(4%~7%),其他常见离子的影响(3%)可以忽略,表明传感器具有优越的选择性。传感器响应时间为35s,并具有良好的重复性和选择性,实现了痕量Hg2+的现场快速有效检测。     

利用L-半胱氨酸修饰的碳量子点作为荧光探针检测甘氨酸

甘氨酸是结构最为简单的氨基酸,以其为基石可以演变成各种复杂的人体所需的氨基酸,其本身不具有荧光特性。本文以柠檬酸为碳源,利用L-半胱氨酸作为修饰剂,合成了新的高荧光产率的碳量子点。经实验分析发现,合成的碳量子点的荧光能够被Pd(Ⅱ)显著猝灭,有趣的是,若在猝灭体系中加入适量的不具荧光特性的甘氨酸,可使猝灭的荧光恢复。基于碳量子点这种荧光"开-关"的模式,建立起一种快捷检测甘氨酸的新方法。在最优实验条件下,CDs-Pd(Ⅱ)体系检测甘氨酸的线性范围为9.0×10~(-7)~1.2×10~(-5)mol·L~(-1),检出限为1.1×10~(-7) mol·L~(-1)。     

荧光光度法测定鸟嘌呤

本文研究表明在碱性介质中,鸟嘌呤可被H2O2氧化(Cu2 作催化剂)生成8-羟基鸟嘌呤,该产物在397 nm处产生强的荧光。据此,建立了一种测定鸟嘌呤的新方法。鸟嘌呤的浓度在2.0×10~(-7)1.0×10~(-5)g·mL-1的范围内与荧光强度有良好的线性关系,检出限为8.0×10~(-8)g·mL-1。该方法简单、快速、灵敏度高,并成功地用于尿样中鸟嘌呤的测定。     

基于二维相关荧光谱定量分析水中的PAHs

针对水环境中多环芳烃(PAHs)污染现状,提出并建立一种基于二维相关荧光谱水体中PAHs的检测方法。以菲和荧蒽为研究对象,配置36个蒽荧蒽混合水溶液样品(蒽和荧蒽的浓度范围均为1×10-4~1×10~(-6) g·L~(-1)),采集了所有样品的三维荧光光谱。以激发波长为外扰,构建同步二维相关荧光谱。在此基础上建立了定量分析水溶液中蒽和荧蒽浓度的多维偏最小二乘(N-PLS)模型,对蒽和荧蒽的预测均方根误差(RMSEP)分别为5.48×10~(-6) g·L~(-1)和6.25×10~(-6) g·L~(-1)。为了比较,基于常用的三维荧光谱建立了NPLS模型,对蒽和荧蒽的RMSEP分别为5.92×10~(-6) g·L~(-1)和7.33×10~(-6) g·L~(-1)。研究结果表明:基于二维相关荧光谱检测环境中PAHs污染物是可行。     

裂变碎片靶室在直接测量重A超核寿命中的应用(英文)

介绍了一种新的直接测量重超核寿命的方法.并对其中用到的一个重要探测设备——裂变碎片靶室——在托马斯·杰斐逊国家实验室用~(252)Cf放射源进行了测试.该靶室的单模块时间分辨率为～163ns.在此分辨率的基础上,计算机模拟表明用此方法测到的超核寿命误差将在9.6ps左右.     

一种用于荧光皮秒时间分辨光谱的测试系统

本文详细描述了一种由氩离子锁模激光器、样品池、分光系统及微微秒条纹相机构成的用于测试低强度荧光微微秒时间分辨光谱的系统。给出了典型样品的测试结果:时间分辨率为10ps,光谱范围为500Å—800Å。最后对测量结果进行了分析讨论。