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利用氧敏感发光金属-有机框架实现原位酶固定化,达成"一体化"多功能集成
摘要: 用于酶固定化的金属有机框架(MOFs)已展现出优异的可调谐与可设计特性,但其可定制的响应性能却鲜少被开发利用。本研究将响应性MOF整合至MOF-酶复合材料中,构建出具有催化与发光功能"一体化"的多功能复合颗粒。作为概念验证,我们原位封装葡萄糖氧化酶(GOx)于对氧敏感且无贵金属的发光Cu(I)三唑框架(MAF-2)内,形成GOx@MAF-2复合材料。得益于MAF-2的刚性骨架及限域效应,该复合材料表现出显著提升的稳定性(保质期达60天,耐受温度高达80°C),并兼具良好选择性与可循环使用性。更重要的是,MAF-2的氧敏感性使GOx@MAF-2能快速可逆响应溶解氧,无需显色底物、级联酶反应或电极系统即可实现葡萄糖的直接比率检测。该材料实现了1.4 μM的极低检测限,并准确测定了人血清中的葡萄糖含量。该策略拓展了MOFs的新应用领域,基于MOFs的多功能性,该方法可便捷推广至各类MOF-酶复合材料体系。
关键词: 酶固定化、金属有机框架、一体化多功能、葡萄糖检测、荧光传感器
更新于2025-11-21 11:08:12
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[IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 瓦伦西亚(2018.7.22-2018.7.27)] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 基于复值神经网络的毫米波自适应葡萄糖浓度估算系统提案
摘要: 本文提出了一种基于微波传输特性的复值神经网络(CVNN)葡萄糖浓度检测新方法。该方法利用随浓度变化的葡萄糖溶液介电特性,训练神经网络通过S参数测量准确预测血糖水平。实验结果表明,在0至300 mg/dL的浓度范围内具有高精度和强鲁棒性。
关键词: 复值神经网络、介电特性、葡萄糖检测、S参数、微波传感
更新于2025-09-23 15:22:29
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在多孔氮化镓电极上光沉积钯纳米颗粒用于葡萄糖的非酶电化学传感
摘要: 本文描述了一种非酶电化学葡萄糖传感器,该传感器通过在多孔氮化镓(PGaN)电极上原位光沉积高密度且均匀分布的钯纳米颗粒(PdNPs)制备而成。采用循环伏安法和计时电流法对修饰电极的葡萄糖响应性能进行了表征。在0.1 M氢氧化钠溶液中,该传感器具有两个线性检测范围:1 μM至1 mM和1至10 mM,检测限为1 μM。该电极具有重复性好、灵敏度高、响应快速和长期稳定的特点。将其应用于血清葡萄糖定量分析时,显示出准确的电流响应信号。
关键词: 电化学传感、氮化镓、光沉积、葡萄糖检测、钯纳米颗粒、多孔材料
更新于2025-09-23 15:22:29
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1维金属-介质-金属光栅结构作为可见光波段超窄带完美等离子体吸收器及其在葡萄糖检测中的应用
摘要: 在电磁波谱可见光范围内,对于一种易于制造、性能完美且具有窄带特性的光吸收器,始终存在广泛的科研与器件应用需求。本研究提出一种金属-介质-金属(MDM)一维光栅等离子体结构,作为可见光波段的完美窄带光吸收器并应用于葡萄糖检测。该结构由金膜上的介质层顶部设置一维金光栅构成。通过计算品质因数和优值(FOM),对介质光栅折射率(n)、光栅厚度(t)、光栅宽度(W)及光栅周期(P)进行优化以提升等离子体结构性能。优化后的等离子体结构展现出完美窄带光吸收特性。通过合理选择几何参数和介质光栅折射率,该结构还能实现特定波长工作的灵活性。采用等效RC模型解析结构各组件对光学响应的影响。该结构的吸收响应不受入射角度影响,且计算显示其吸收率可达~100%,半高全宽带宽(FWHM)窄至~2.8 nm。我们数值验证了该MDM吸收器作为可见光波段等离子体葡萄糖传感器的应用潜力,其检测灵敏度范围达140至195 nm/RIU。
关键词: 金属-电介质-金属、等离子体激元、葡萄糖检测、光学传感器、光学探测器、LC等效电路
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用等离子体纳米盘超表面实现低成本高灵敏度葡萄糖夹心检测
摘要: 利用表面增强拉曼散射(SERS)光谱进行葡萄糖检测因其独特的分子指纹识别能力、超高灵敏度及对水的极小干扰,在糖尿病预防和诊断领域引起了广泛关注。尽管已有诸多提升葡萄糖检测灵敏度的方案,但开发一种高灵敏度、低成本的新型SERS葡萄糖检测策略仍十分必要。本研究提出了一种基于SERS的简易高灵敏等离子体超表面传感平台,通过金纳米盘(Au-ND)超表面上自组装的对巯基苯硼酸(PMBA)单分子层,以及用对氨基硫酚(PATP)与PMBA混合物修饰的合成银纳米颗粒(Ag NPs),实现了葡萄糖夹心免疫检测。该等离子体超表面因Au-ND与Ag NPs间的耦合效应,其局域近场显著增强,极大提升了检测灵敏度。实验结果表明,相较于光滑金膜与Ag NPs构成的SERS基底,本平台的葡萄糖检测SERS信号增强了8倍以上。此外,该基于等离子体超表面的葡萄糖夹心检测法对葡萄糖表现出显著高于果糖和半乳糖的选择性与灵敏度。该等离子体超表面传感平台在实现高灵敏度、高选择性SERS葡萄糖检测方面展现出巨大潜力,为未来可扩展、低成本的生物传感应用开辟了新途径。
关键词: 表面增强拉曼散射(SERS)、葡萄糖检测、金纳米盘(Au-ND)、对巯基苯硼酸(PMBA)、对氨基硫酚(PATP)、银纳米颗粒(Ag NPs)、等离激元超表面
更新于2025-09-23 15:19:57
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聚多巴胺和石墨烯量子点修饰的二氧化钛纳米管作为光化学生物传感器用于葡萄糖的超灵敏检测
摘要: 快速、灵敏地检测葡萄糖浓度对人类健康至关重要。本研究通过用聚多巴胺(PDA)和氨基功能化石墨烯量子点(N-GQDs)/葡萄糖氧化酶(GOx)修饰二氧化钛纳米管(NTs),构建了一种超灵敏的光电化学双电子受体生物传感器。采用电聚合方法在TiO? NTs表面生长PDA,并通过微波辅助法将N-GQDs负载于TiO? NTs内部。该TiO? NTs/PDA/N-GQD双电子受体生物传感器表现出显著增强的光电响应、优异的电子-空穴分离效率、低检测限(0.015 mM)、宽线性范围(0-11 mM)及超高灵敏度(13.6 μA mM?1 cm?2)。所制备的生物传感器具有高选择性和优异稳定性。该研究也为其他光电生物传感器提供了新思路。
关键词: 光化学生物传感器、聚多巴胺、石墨烯量子点、二氧化钛纳米管、葡萄糖检测
更新于2025-09-23 15:19:57
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[IEEE 2019年第20届国际固态传感器、执行器与微系统会议暨第33届欧洲传感器会议(TRANSDUCERS & EUROSENSORS XXXIII) - 德国柏林(2019年6月23日-27日)] 2019年第20届国际固态传感器、执行器与微系统会议暨第33届欧洲传感器会议(TRANSDUCERS & EUROSENSORS XXXIII) - 基于低成本微球光刻的功能性等离子体光纤传感器
摘要: 本文提出了一种低成本制备基于等离子体光纤折射率传感器的技术。采用微球光刻(MPL)技术在薄铝膜上制作纳米孔阵列,从而在SMF-28光纤切割端构建基于超常光学透射(EOT)的传感器。该技术利用自组装微球作为光学元件,实现了等离子体探针的极低成本图案化。当介质折射率发生变化时,光纤反射光谱随之改变。所制备的传感器浸入不同葡萄糖浓度的水溶液中,测得最低检测限为33毫克/毫升。
关键词: 光纤、葡萄糖检测、微球光刻技术、等离子体传感器
更新于2025-09-12 10:27:22
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原位合成及通过还原Y2O3:Yb3+,Er3+/Tm3+增强Y2O3/Y2O2S:Yb3+,Er3+/Tm3+纳米复合材料的上转换发光
摘要: 通过结合水热法与原位合成方法,成功制备了具有增强上转换发光性能的Y2O3/Y2O2S:Ln3+(Ln = Yb,Er和Yb,Tm)纳米复合材料。在980 nm激发下,随着硫粉用量增加,Y2O3/Y2O2S:Ln3+的上转换发光强度先增强后减弱。特别地,该纳米复合材料的发光亮度显著高于Y2O3:Ln3+和Y2O2S:Ln3+。当采用0.025g硫粉制备的Y2O3/Y2O2S:Yb3+,Er3+纳米复合材料中,可观察到Er3+罕见的4G11/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁。此外,我们构建了简易的上转换Y2O3/Y2O2S:Yb3+,Er3+@Au纳米复合材料,可用于葡萄糖快速检测?;诟貌牧咸逑档钠咸烟羌觳庀薜椭?.066 μmol/L。上述方法对糖尿病检测和临床诊断具有重要实用价值。
关键词: B. 上转换发光,A. Y2O3/Y2O2S:Yb3+Er3+,D. 葡萄糖检测
更新于2025-09-10 09:29:36
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一种利用一维缺陷光子晶体检测葡萄糖的新方法
摘要: 为了增强葡萄糖的传感与测量过程,我们研究了一种能感知周围环境的灵敏工具。因此,我们探究了多种物理参数对透射共振峰位置的影响,推断出葡萄糖特性可能受环境因素影响,需开发相应工具来激发这些特性。本文提出:当葡萄糖溶液插入缺陷层时,光子带隙内形成的强度与葡萄糖直接相关?;谔卣骶卣蠓ɡ砺?,我们构建了一维含缺陷层的光子晶体模型——该缺陷层可作为葡萄糖检测传感器的基础。其理论建模本质上基于缺陷光子晶体的特性。
关键词: 缺陷模式,光子带隙,葡萄糖检测,光子晶体
更新于2025-09-09 09:28:46
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趋光性液体微型马达
摘要: 近年来,具有独特自主运动特性的微马达在从环境修复到生物医学等众多领域展现出巨大潜力。然而大多数微马达基于固体材料。本文报道了一种液体(水、血清或尿液)微马达,该微马达在白光照射下能在油溶液中实现自推进运动。有趣的是,这种液体微马达表现出正趋光性和负趋光性——前者源于周围溶解于油中的螺吡喃分子的光致变色效应,后者则由热效应导致。此外,光对调控液体微马达的运动行为具有高度灵活性,使其能按需运动。我们进一步证明,这种液态微马达相比固态微马达具有显著优势:不仅能通过正负趋光性的协同作用实现不同载反应物液体微马达的融合与反应,还可实现可控的货物捕获与运输。因此我们认为本研究所报道的液体微马达在葡萄糖检测等领域具有潜在应用价值。
关键词: 微型马达、葡萄糖检测、液体微型马达、白光照射、趋光性、螺吡喃
更新于2025-09-09 09:28:46