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oe1(光电查) - 科学论文

23 条数据
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  • 用于氨苄青霉素检测的电化学表面等离子体共振（EC-SPR）适配体传感器

    摘要： 表面等离子体共振技术对金属膜上发生的各种过程具有高度敏感性，已成为研究表面分子结合过程的一种强大的无标记方法。另一个重要但探索较少的应用领域是结合电化学与光学方法的混合技术，以更好地监测和理解生化过程。本研究开发了一种基于表面等离子体共振的氨苄青霉素检测方法，采用电化学技术构建并表征了所使用的适配体传感平台。氨苄青霉素是一种广谱β-内酰胺类抗生素，广泛用于人畜医学中治疗和预防呼吸道、胃肠道、泌尿生殖道及皮肤细菌感染。因其广谱性和低成本而被普遍使用。这种广泛使用可能导致环境中和食品中残留，对青霉素过敏个体造成健康问题。通过电位辅助固定法，使用多脉冲安培法首先固定硫醇末端适配体作为特异性配体，随后采用相同程序固定巯基己醇以覆盖金表面未占据的结合位点，防止氨苄青霉素分子的非特异性吸附。在确定芯片功能化的最佳条件后，实时检测了2.5–1000 μmol L?1范围内的不同浓度氨苄青霉素，检测限为1 μmol L?1，通过监测表面等离子体共振响应实现。适配体传感器在选择性测试中表现出对其他抗生素和药物的抗干扰能力，并成功应用于河水中氨苄青霉素的检测。

    关键词： 多脉冲安培法、电化学表面等离子体共振（EC-SPR）、氨苄青霉素、石英晶体微天平、抗生素检测、SPR适配体传感器

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 石英晶体微天平在空间应用中的综述

    摘要： 本工作旨在对应用于航天任务（如航天飞机飞行任务——即美国国家航空航天局航天运输系统（NASA STS），以及卫星任务）中的石英晶体微天平（QCM）传感器进行技术综述，这些任务旨在监测卫星及敏感有效载荷材料放气过程产生的污染。对于科学仪器（如光学器件、望远镜、探测器）而言，污染过程至关重要，因为不受控的污染可能危及或损害科学测量与性能表现。该问题已引起航天机构（如NASA、ESA和JAXA）的重视，它们开展了多项研究以监测太空环境中的材料放气与性能退化。近年来，QCM传感器已成为测量材料放气及表征在轨污染环境的基线解决方案。本文总结了QCM在太空中的主要应用及其发现成果，从稳定性、功耗、数据传输率、测量精度与分辨率等方面概述了传感器的性能表现。通过比较不同QCM技术，重点突出了其在未来需要精确监测污染环境的航天任务与仪器中的应用优势。特别是针对下一代有效载荷与仪器更严苛的污染要求，QCM传感器可通过评估对敏感仪器造成的诱导污染与性能退化来估算洁净度水平。

    关键词： 石英晶体微天平、污染监测、航天器污染、分子与颗粒污染、放气、卫星污染

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [IEEE 2018国际信息与通信技术融合会议（ICTC）-济州（2018年10月17日-2018年10月19日）] 2018年国际信息与通信技术融合会议（ICTC）-光无线通信MIMO系统中采用CR方法的极化调制

    摘要： 一种名为极坐标调制的简单调制技术，用于将QAM符号转换为实数和正数符号，众所周知它不需要像厄米特对称性这样的复杂过程。然而，存在一个问题，即极坐标调制符号之间的欧几里得距离在星座图中不均匀，从而增加了特定符号的误码概率。在本文中，我们提出了一种高效的极坐标调制方案，该方案使用CR来统一极坐标调制符号之间的欧几里得距离。仿真结果表明，与一般极坐标调制相比，所提出的方法具有更好的误码率增益和功耗。

    关键词： QAM（正交幅度调制）、MIMO（多输入多输出）、QCM（石英晶体微天平）、OWC（光无线通信）、极化调制、CR（认知无线电）

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于氧化石墨烯的双QCM湿度传感器在低温下湿度测量误差的降低与补偿

    摘要： 在不同环境中测量相对湿度时，温度依赖性（尤其在低温条件下）是主要难点之一。本研究报道了采用基于石英晶体微天平（QCM）的双传感器系统来降低和补偿湿度测量的温度效应。通过在石英晶体表面涂覆氧化石墨烯薄膜作为感湿层，利用共振频率变化检测水分吸附量。测试腔室内的双QCM湿度传感器工作温度范围为20°C至-60°C，其相对湿度由湿度发生器精确控制。研究发现：当温度降低时，由于石英晶体的温度依赖性共振特性，单QCM湿度传感器测得的湿度值显著高于发生器设定的参考相对湿度值。为消除QCM传感器的温度依赖性振荡，我们采用双QCM湿度传感器共振频率比值进行补偿，从而显著降低了低温条件下的湿度测量温度误差。通过经验公式对双QCM湿度传感器残余误差进行补偿后，在20°C至-60°C全温区范围内，其剩余误差小于1.1%rh。本研究为拓展QCM基湿度传感器在低温环境中的应用提供了重要依据。

    关键词： 补偿、氧化石墨烯、低温、石英晶体微天平、湿度测量、湿度传感器

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 利用柱[5]芳烃-联苯甲酸Langmuir-Blodgett薄膜检测卤代烷烃和芳香烃

    摘要： 此处设计了一种含联苯甲酸基团的柱[5]芳烃衍生物，以获得对挥发性有机化合物具有理想空腔的宏观环结构?；谥鵞5]芳烃-联苯甲酸（P5-BPCA）的Langmuir-Blodgett（LB）薄膜被制备于50纳米厚金涂层玻璃和3.5 MHz石英晶体基底上，形成薄膜化学传感器元件。采用表面等离子体共振（SPR）和石英晶体微天平（QCM）技术对所有P5-BPCA LB薄膜层进行表征。测定每层负载到石英晶体上的LB膜质量为711.71纳克/层（2.68纳克/平方毫米），每层共振频率偏移量为48.24赫兹/层。该P5-BPCA LB薄膜传感器元件暴露于多种卤代烷烃和芳香烃蒸气中，其灵敏度范围确定为1.776至3.976赫兹/百万分之一。针对有机蒸气的检测限灵敏度介于0.754至1.689百万分之一之间。结果表明P5-BPCA LB薄膜对氯甲烷蒸气具有高度选择性和显著响应。

    关键词： 石英晶体微天平、柱芳烃、朗缪尔 - 布洛杰特膜、挥发性有机化合物、溶胀、表面等离子体共振

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 金属有机框架衍生中空球状TiO2包覆QCM传感器的湿度传感特性

    摘要： 本文展示了三种分别采用金属有机框架（MOF）衍生法、水热法和溶剂热法合成的TiO?纳米结构（中空球、纳米球和纳米花）包覆的石英晶体微天平（QCM）湿度传感器。通过X射线衍射（XRD）、比表面积分析（BET）、扫描电子显微镜（SEM）和水接触角测量等方法，对这三种TiO?纳米结构的组成和形貌特征进行了表征。研究发现，表面结构对QCM传感器的湿度响应性能起着关键作用。在室温下进行的湿度传感实验表明，MOF衍生的中空球状TiO?包覆QCM传感器在宽相对湿度范围（0%-97%RH）内展现出优异的湿度传感特性，如高灵敏度（33.8 Hz/%RH）、良好的重复性以及短动态响应/恢复时间（5秒/2秒）。此外，还建立了Langmuir吸附模型来解释基于TiO?的QCM传感器的湿度传感性能。本工作证明MOF衍生的中空球TiO?是制备湿度传感器的潜在候选纳米材料。

    关键词： 湿度传感器，朗缪尔吸附模型，石英晶体微天平，中空球状二氧化钛

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 使用固定频率驱动进行简单且超快速的共振频率与耗散偏移测量

    摘要： 本文提出了一种测定机械振子共振频率与耗散的新方法?；诎吞匚炙?范戴克等效电路推导的解析表达式，可直接从固定驱动幅度和频率下获取的每个阻抗数据点确定共振频率与耗散值，无需像传统阻抗或衰减分析方法那样进行数值拟合或存在测量死时间。该方法能以相对简单的仪器实现超高时间分辨率和优异的信噪比。针对14.3 MHz石英晶体谐振器（QCR）的惯性与粘滞负载实验，通过与阻抗分析法对比验证了该方法的定量准确性。在液体环境中，通过测量快速针尖接触巯基自组装单分子层功能化QCR的瞬态过程，实现了112微秒的时间分辨率来测定共振频率偏移——这比现有最快报道的石英晶体微天平快近两个数量级。这种基于固定频率驱动（FFD）的简易快速测定方法更易于实现多路复用和单硅芯片集成，具备规模效益优势。

    关键词： 石英晶体微天平、耗散位移、实时监测、声学传感器、共振频率位移、生物分子过程测量的时间分辨率

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 壳聚糖纳米颗粒-石墨烯纳米复合物定制的EQCM-MIP传感器对阿斯巴甜的高灵敏高选择性测定

    摘要： 本研究通过在金镀石英晶体电极上接枝壳聚糖包埋天冬甜素分子印迹聚合物基质，开发了一种分子印迹电化学石英晶体微天平（MIP-EQCM）传感器。具有良好生物相容性、生物降解性及大比表面积的壳聚糖纳米颗粒，与石墨烯形成均匀分散的复合悬浮液后提供了更优平台。此外，石墨烯因导电性增强而促进了电化学研究所需的直接电子转移。通过原子力显微镜、接触角测量、循环伏安法和差分脉冲伏安法（DPV）对该EQCM-MIP传感器进行了表征。所获分子印迹材料对天冬甜素表现出高亲和力。将EQCM-MIP与DPV联用，建立了可靠的实际样品及市售样品中天冬甜素分析方法。观察到不同浓度天冬甜素结合时呈现线性关系（EQCM的R2=0.9749，DPV的R2=0.9760）。该传感器的检测限为0.45 μg mL?1（EQCM）和0.07 μg mL?1（DPV），表明其对天冬甜素各类结构类似物也实现了高灵敏度与高选择性。检测限的改善为痕量天冬甜素测定提供了可能，证实了该EQCM传感器良好的记忆容量。高回收率及其在实际基体和市售样品中的适用性，使其在多种应用场景中展现出良好潜力。

    关键词： 电沉积、阿斯巴甜、石英晶体微天平、石墨烯、壳聚糖纳米颗粒、分子印迹

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 光激活型bZIP因子Photozipper对靶序列的识别

    摘要： Photozipper（PZ）是一种光激活型碱性亮氨酸拉链（bZIP）蛋白，由bZIP结构域和光氧电压感应结构域（源自aureochrome-1）组成。蓝光可诱导其二聚化，并随之增强PZ对目标DNA序列的亲和力。我们制备了位点定向突变的PZ蛋白——将碱性区第131位的天冬酰胺（N131）分别替换为丙氨酸（Ala）和谷氨酰胺（Gln）。这些N131突变体在光谱特性、二聚化性质上与野生型PZ几乎一致，且在目标序列存在时螺旋含量同样升高。通过电泳迁移率变动分析和石英晶体微天平（QCM）测量的定量分析表明：N131突变体结合目标序列的半数有效浓度显著高于PZ。QCM数据还显示N131替换加速了解离速率却不影响结合速率，提示N131的碱基特异性相互作用发生在PZ与DNA结合之后。光照激活PZ能降低QCM数据的标准误差和不稳期。对转录因子进行光学调控将为目标序列识别机制提供新认知。

    关键词： LOV（光氧电压感应域）、DNA结合、石英晶体微天平（QCM）、金孢花青素、bZIP（碱性亮氨酸拉链）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • DNA在巯基衍生物自组装单层修饰的石英晶体微天平传感器上的固定化

    摘要： 在本研究中，我们采用石英晶体微天平（QCM）传感器实现了DNA的直接检测（无需预处理）。该传感器通过末端为氨基的硫醇衍生物自组装单层膜修饰。将QCM传感器浸入硫醇衍生物乙醇溶液后，其接触角值和衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR/FT-IR）清晰表明传感器表面形成了衍生物的自组装单层膜。虽然未修饰及羧基修饰的QCM传感器无法检测DNA钠盐，但氨基修饰的传感器可成功检测DNA。该系统可用于分析DNA与DNA结合蛋白之间的相互作用。

    关键词： DNA、硫醇衍生物、石英晶体微天平、自组装单分子层

    更新于2025-09-23 15:19:57