一、光电倍增管在生物荧光检测中的应用（论文文献综述）
吴翠[1]（2021）在《农产品病原体的核酸快速扩增和荧光检测系统研究》文中认为核酸扩增检测技术具有灵敏度高、特异性强等优点,在农产品安全检测领域发挥着越来越重要的作用。目前基于核酸扩增检测技术的系统普遍以实验室应用为主,存在检测耗时、体积大、成本高等缺点,不宜用于现场检测,严重限制了该技术的推广应用。本文针对快速双温PCR技术、环介导等温扩增技术以及数字核酸扩增技术,研究开发了基于这三种新型技术的核酸快速扩增和荧光检测便携式系统,以两种典型的农产品病原体（大肠杆菌和柑橘黄龙病菌）为检测对象,实现目标物的快速检测。本文主要研究内容及结果如下:（1）为了实现农产品病原体的快速定性分析,研制了一套快速双温PCR可视化检测系统,包括一台快速双温核酸扩增装置和一台便携式温控荧光可视化检测装置。构建了单一电机驱动的摇杆式双温区自动切换装置实现核酸的快速扩增,使得每个PCR循环中待测样品在双温区之间的转移时间小于1 s。针对形态各异的商业化PCR扩增样品容器,设计了适用于常规0.2 m L PCR管、罗氏玻璃毛细管和柔性毛细管的样品固定盘,提高了双温PCR可视化检测系统的通用性。以0.2 m L PCR管和罗氏玻璃毛细管为例,通过理论模拟和实验验证的方法评估了这两种样品容器在高速运动下的快速热传导效果,选用具有良好导热性的罗氏玻璃毛细管作为后续实验样品容器,其管内试剂最大升降温速率可达30℃/s。研究开发了一个便携式温控荧光可视化检测装置,避免了核酸开盖检测造成气溶胶污染等问题。该系统可在4 min内完成大肠杆菌DNA的快速可视化检测,且检测限与传统三温PCR一致,均为10 fg/μL。结果表明,该系统在农产品病原体核酸快速检测中展现出一定的应用潜力。（2）为了进一步实现农产品病原体的现场相对定量分析,提高系统的便携性和检测准确性,构建了可用于现场的便携式核酸扩增及荧光检测系统,包括便携式核酸扩增及荧光检测仪器样机（IF-Device）、一个无源试剂存储盒和一套现场核酸提取设备。该系统具有无源试剂存储、现场核酸提取、精确等温扩增、实时荧光检测等功能。IF-Device具有较强的抗光干扰特性,在三种不同光强（室外太阳光直射、室内白天日光灯照射、室内黑盒子）环境中,荧光信号数值变异系数（CV）均小于1%;较高的检测灵敏度,与进口PCR仪器Quant Studio 3比对结果表明,两者对荧光素钠检测灵敏度相当（检测限为1 n M）;良好的控温精度,设定值为65℃时控温误差只有0.31%,确保适宜的扩增环境和荧光检测信号的稳定。开发的无源环保试剂存储盒在高温（35℃）环境下,内部试剂温度能持续保持在4℃以下长达8 h,确保现场检测的可靠性。与进口仪器Quant Studio 3对标结果表明,本系统对大肠杆菌DNA和柑橘黄龙病菌检测限分别是10 pg/μL和0.2 pg/μL。对柑橘叶片中黄龙病菌的现场检测性能进行评估,该系统从核酸提取至输出检测结果整个过程可在40min内完成。以40个叶片样本为评估对象,该系统的阳性检出率与Quant Studio 3结果一致。研究表明,该便携式系统可适用于农产品病原体的现场快速筛查。（3）为了更进一步实现多种农产品病原体的绝对定量分析,设计了集手动样本分配、核酸扩增和产物检测于一体的双重数字LAMP微流控芯片,实现目标物的快速绝对定量检测。所构建的PDMS-玻璃微流控芯片包括液滴生成区和液滴存储区,总计64个并行出口以提高液滴生成速率,25μL样品可在2 min内完成分配。该芯片对离散相（核酸样品）流速具有较高的鲁棒性,当流速从100μL/hr增加到900μL/hr时,得到液滴的直径均在88-90μm区间内,为手动分配样品提供可能,摆脱了传统样品分配过程对精密设备的依赖。为了实现双重数字LAMP检测,采用荧光探针法进行产物检测。以大肠杆菌为研究对象,在所设计的微流控芯片上可实现DNA浓度从19.8到1980 copies/μL的数字LAMP检测,检测限为19.8 copies/μL（2.5 pg/μL）。采用两种不同波长的荧光基团分别对大肠杆菌DNA和λ噬菌体DNA的LAMP引物FIP进行修饰,实现两者同时绝对定量检测;在不同浓度的大肠杆菌DNA存在的情况下,相同λ噬菌体DNA浓度的测量值几乎保持一致,CV仅为4.54%。研究表明,该微流控芯片可为研发简便快速的便携式数字核酸检测系统提供硬件支持。
王翔[2]（2021）在《浮游植物初级生产力荧光动力学测量技术优化设计及应用研究》文中研究表明浮游植物初级生产力是浮游植物通过光合作用吸收CO2合成有机物的能力,是水生生态系统物质和能量的基础。浮游植物初级生产力的测量常采取采样、培养和实验室分析的模式,测量周期长,成本高,实现浮游植物初级生产力的快速准确测量对水体承载能力评估、水体质量评价、海洋气候变迁研究等有着重要的科学意义与应用价值。叶绿素荧光动力学法可实现浮游植物初级生产力的快速测量,然而仪器状态、环境条件以及模型参数设定将影响测量结果准确性。本文以不同门类藻种为测量对象,研究了基于荧光动力学法的浮游植物初级生产力准确测量校正方法,设计了浮游植物初级生产力快速原位监测仪辅助功能模块,并开展了外场测量应用验证。取得主要研究成果如下:（1）研究了荧光动力学法藻类光合荧光参数准确测量方法。研究了基底信号对光合荧光参数测量结果的影响和校正方法,结果表明校正后Fv/Fm值约为0.60,相对误差为1.2%,准确度提高23%;研究了激发光强自适应调控方法,通过筛选荧光参数Eσ,实现不同门类藻的快速精确激发光强调控,结果表明,在不同光强初始条件下,自适应调整后均可获得稳定的激发光强且光强RSD小于2.5%,Fv/Fm测量值和Fast-Ocean测定结果一致;研究了水体浊度对光合荧光参数测量准确性影响及校正方法,校正后Fo和Fm相对标准偏差分别为0.52%和0.69%。（2）研究了浮游植物初级生产力测量中光合尺寸单元校正方法。基于激发光谱法实现了混合藻各组分占比的准确获取,以此为基础计算了混合藻光合尺寸单元并对混合藻初级生产力进行校正,与光合放氧法完成了实验比测验证。结果表明,纯种蓝藻、绿藻和甲藻初级生产力测量误差由校正前的38.8%、14.3%和13.2%下降至3.9%、4.1%和5.2%;混合样品初级生产力最大和平均测量误差由校正前的20.4%和15.2%下降至4.5%和5.2%。该方法解决了光合尺寸单元使用固定值带来的水体浮游植物初级生产力测量偏差问题。（3）研究了浮游植物初级生产力测量中藻类光吸收系数校正方法。基于吸收模型,并以荧光激发光谱表征其吸收系数,解决了单一波段吸收系数代替光合有效辐射波段总吸收效率问题。结果表明,与光合放氧法测定结果相比,纯种藻校正前后初级生产力测量相对误差分别为3.17%和1.83%,蓝、绿藻混合样品校正前后测量相对误差分别为28.43%和5.33%,校正后浮游植物初级生产力测量准确性得到提升。（4）设计研制了浮游植物初级生产力快速原位监测仪功能模块,提高了外场应用测量准确性。结合PAR光量子传感器设计了环境光模拟调节电路,实现了不同环境光强的自由调控模拟;设计了光电倍增管自动增益调整模块,实现了不同浓度藻类样品荧光信号的高灵敏获取;设计了多波段LED诱导激发荧光光谱获取模块,实现了藻类激发荧光光谱的快速获取。经测试,仪器响应时间为1.56分钟,准确度≤±9.69%,精密度4.86%,检测限为0.138 nmol（e）/m3/s,测量范围为0～1013 nmol（e）/m3/s,重现性为3.04%。在黄海、渤海、南海、北极等海域开展了浮游植物初级生产力原位监测仪外场测量验证实验,快速获取了浮游植物初级生产力时空分布数据,验证了仪器长期运行稳定性与可靠性。
李硕[3]（2020）在《基于叶绿素荧光的水体浮游藻类浓度监测技术研究》文中研究指明近年来,随着中国经济飞速发展,所面临的资源匮乏日趋严重,尤其是水资源紧缺。人们大量使用含有氮、磷等化学元素的肥料,过量的生活污水不经处理直接排入河海,导致了严重的水体富营养化问题,由此引发的水华、赤潮现象对经济的可持续发展产生长远的危害。水华与赤潮是分别在湖泊和海洋中单一藻类爆发性繁殖的现象,水体中叶绿素a的含量可以反映浮游藻类的浓度,因此已成为评价水质营养化的主要参数之一。本文对低能耗、便携式的水体浮游藻类浓度监测系统进行研究,实现基于叶绿素荧光的水体浮游藻类浓度在线监测。首先,介绍了叶绿素a荧光的发光机理以及荧光的激发光谱和发射光谱的特征,重点分析了荧光分析法的测量原理,通过朗伯比尔原理得到荧光强度与叶绿素a浓度之间的关系,由叶绿素a浓度来反映水体浮游藻类浓度情况。其次,分析国内外水体藻类浓度检测产品特点与不足,根据低能耗、便携式、无需采样的浮游藻类浓度监测系统的设计需求,系统采用双波段LED组成激发光源,灵敏Si PIN光电探测器为接收器,选择高质量窄带滤光片减小其它波段光干扰,设计完成了90°的一体化荧光激发-采集光路。再次,基于STM32单片机设计开发了电路系统,包括了驱动电源模块,激发光源模块、荧光值采集模块、参数设置模块、GPS/北斗双模定位模块、4G数据传输模块、荧光信息存储模块、OLED显示模块。系统基于华为云服务器搭建了水体浮游藻类浓度监测云平台,基于Mysql组建了数据库,基于HTML5开发了监测网站、基于Android平台开发了手机端APP,实现了藻类浓度数据的多平台在线实时查看。最后,利用光谱仪对叶绿素的吸收光谱进行了测定,设计完成了两组实验验证。实验一通过改变电流大小控制激发光强,对不同浓度的叶绿素乙醇溶液进行数据采集,实验发现适当调整激发光源强度可以有效提高叶绿素荧光信号采集精度;实验二在暗环境和日光环境对叶绿素乙醇溶液进行数据采集对比,验证了日光背景条件下,系统荧光采集值的准确有效性。通过重复性实验,验证了系统具有良好的稳定性。
袁帆[4]（2020）在《新型小分子电化学发光体系和器件的构建及应用》文中提出电化学发光,即电化学与化学发光两种方法的结合。它保留了化学发光的优点:操作简单、不需要激发光源、易于观察、灵敏度高、线性范围宽,同时具有电化学的优点:重现性好、容易控制、信号稳定,在分析、检测、成像等领域应用广泛。近年来,随着电子技术和其他新兴技术的发展,电化学发光技术也在不断地进步与创新,在新兴领域的研究方面展现出巨大的潜力。为了满足日益增长的分析需求、提高电化学发光检测性能、扩大电化学发光的应用范围,构建新的电化学发光体系与器件逐渐成为分析领域的重要课题。基于此,本论文进行了以下几方面的工作:1.我们首次将草氨酰肼作为三联吡啶钌（Ru（bpy）32+）的共反应物构建了Ru（bpy）32+/草氨酰肼电化学发光体系。实验结果显示,在碱性条件下草氨酰肼使Ru（bpy）32+的电化学发光信号增强100倍,而4-硝基苯甲醛能够有效地猝灭Ru（bpy）32+/草氨酰肼体系的电化学发光。通过对于体系电化学、电化学发光性质和机理的探究,我们发现,草氨酰肼结构中的一级胺容易被电化学氧化产生自由基,有效增强Ru（bpy）32+的电化学发光强度,同时草氨酰肼结构中的一级胺是一种较强的亲核试剂,可以与4-硝基苯甲醛结构中的羰基发生亲核加成反应,从而降低Ru（bpy）32+/草氨酰肼电体系的电化学发光强度。基于此,我们构建了高灵敏的电化学发光检测平台,根据Ru（bpy）32+/草氨酰肼体系发光信号的变化对于4-硝基苯甲醛进行定量检测,得到的线性范围为20～800 μM,检测限为1.1 μM,我们采用标准加入法对于自来水中的4-硝基苯甲醛进行分析,得到回收率范围为97.8%～103.6%。2.我们设计并合成了一种新型小分子二叔丁基氨基丙烯酸乙酯（DBAEA）,并对于其结构进行表征。将DBAEA作为Ru（bpy）32+的共反应物来构建新型电化学发光体系,以铂电极作为工作电极考察了 Ru（bpy）32+/DBAEA体系的电化学发光性质。实验结果表明,DBAEA可以显着提高Ru（bpy）32+的电化学发光强度,与传统的电化学发光体系Ru（bpy）32+/三丙胺和Ru（bpy）32+/二丁基乙醇胺相比,其发光强度为二者的17倍和10倍。半胱氨酸可以有效猝灭Ru（bpy）32+/DBAEA体系的电化学发光信号,通过对机理进行研究,发现半胱氨酸结构中的巯基可以特异性消除DBAEA结构上的丙烯酰基,使体系的电化学发光强度大幅度降低。基于此,我们建立了高选择性的半胱氨酸电化学发光检测平台,得到的线性范围为10 μM～2 mM,检测限为1.1 μM,本方法在检测其它氨基酸时展现出良好的选择性。我们采用标准加入法检测细胞培养基中的半胱氨酸,得到的回收率范围为93.5%～105.6%。3.我们构建了新型可重复使用的低背景双极电化学发光装置,并将其用于鲁米诺/过氧化氢体系的电化学发光检测。本装置的设计思路如下:以玻碳电极作为双极电化学发光装置的工作电极,其良好的导电性可以增加检测的灵敏度,同时由于玻碳电极可以重复打磨,提高了检测信号的稳定性;将不锈钢电极作为驱动电极,由于其催化电化学发光的能力比玻碳电极弱,可以有效降低背景干扰;将补胎垫打孔粘贴到聚丙烯板上作为电化学发光池,有效降低装置的构建成本和操作难度;以智能手机的摄像机作为检测器,在将检测信号可视化的同时赋予装置低成本和便携化的优点。我们采用标准加入法将此装置用于药用双氧水中的过氧化氢浓度的检测,得到回收率范围为98.4%～101.6%。
耿乙迦[5]（2020）在《拉曼光谱及非线性光学成像仪器的研制与应用探索》文中进行了进一步梳理先进仪器方法的开发能够为研究人员提供全新的工具来探索未知世界,帮助理解物质的许多特殊性质,从而开创更多的应用领域,是推动科技发展的重要因素之一。而光学仪器是较为常见的一类设备,在众多领域的科学研究中应用广泛。现有的光学仪器包括不同种类的光源、适用于从宏观到微观不同尺度观察的成像设备、光学操纵与加工设备等。由于光的能量与分子的能级处于同一数量级,光与物质相互作用时,能够产生能量交换,并携带分子的组成结构信息,通过对光的成分进行分析,能够达到对物质组分、状态识别的目的,因此光学仪器在分析检测领域也是最为常用的仪器种类之一,尤其是光谱类仪器,在人们认识世界的过程中占据着举足轻重的地位。目前常见的商品化光谱仪器包括:紫外可见吸收光谱仪、荧光光谱仪、红外吸收光谱仪、拉曼光谱仪等,除此之外还有许多基于光谱效应的成像仪器,如荧光显微镜、多光谱相机等。研究人员基于不同种类的光谱仪器开发了许多分析方法,适用于不同类别的样品检测。虽然这些仪器已经能够为科学研究提供大量的数据,但依然难以满足许多特定应用场景下的适用性与功能需求,因此,利用新的物理原理、结合技术创新设计和开发针对特殊体系或具有探索功能的光谱仪器具有非常重要的意义。本论文中将以光谱检测及成像仪器作为主线,对现有仪器设备的功能结构进行分析总结,并开发了三台不同种类的仪器设备,其着眼点分别为:面向特殊应用场景的小型化拉曼光谱仪、通过仪器的联用对现有拉曼光谱仪进行功能拓展,以及基于非线性效应的多模式光谱成像仪器。论文中将针对仪器的基本原理、工程设计与设备的搭建过程进行详细介绍,最终通过实际样品的测试对仪器的基本功能进行验证。主要包含以下几个方面:1)集成化微流控芯片拉曼光谱分析仪的研制。生活中的真实样品通常成分极为复杂,其分析检测往往无法直接利用现有仪器实现,常需要借助一定的前处理步骤,如分离、富集、反应等才能完成。微流控芯片是一种集化学实验室各种常规操作于一体的化学芯片,能够极大的提高样品的前处理效率,而拉曼光谱则是一种快速、非接触的检测方法,能够对样品的指纹光谱进行采集,特别是表面增强拉曼光谱技术的出现使其具有极高的检测灵敏度,更加适合于痕量样品的检测。因此,论文中充分考虑了这两种技术的特点,通过开发具有倒置探头、集成化显微成像光谱采集模块、样品固定而探头可移动的专用于微流控芯片检测的拉曼光谱仪实现这两种技术的优势结合。新型仪器具有集成度高,集样品处理与检测于一体的特点,并且在仪器的设计中通过采用一块二向色镜回避了传统仪器中的成像切换结构,极大提高了系统的稳定性,其研制将有助于推动复杂体系现场快速检测技术的进步与发展。2)拉曼光谱和相位型表面等离子体共振联合传感仪器的研制。表面等离子体共振技术对于样品折射率的变化极为敏感,常被应用于表面吸附物质的检测,但这一技术只能反映出物质的吸附状态,对于所吸附样品的精细结构变化却无从得知,拉曼光谱作为指纹光谱能够准确的反映出物质的分子结构变化,然而其效率较低,信号极弱。在表面等离子体共振现象发生时,传感表面由于电磁场的增强会使样品的拉曼信号极大增强,使表面吸附的痕量样品得以检测,为此人们将这两种技术相结合,实现联合传感。本文中对现有的联用仪器进行了改进,传统方法中多采用角度扫描配合光强检测的方式实现吸附样品的传感,而本文中引入了相移干涉成像检测技术,以相位作为传感依据,当表面等离子体共振现象发生时,反射光的相位改变与样品的拉曼光谱均能够达到极高的灵敏度,从而避免传统方法中角度反复扫描所带来的光路不稳定问题,同时相移干涉成像技术能够获得传感界面处不同位置的相位变化信息,配合增强后的拉曼光谱,能够同时实现痕量样品的成像监测与光谱采集,对于表面反应这一特殊体系具有一定的应用潜力。3)非线性光学成像系统的搭建及其生物学应用。提高待观察样品的对比度是各种成像技术追求的重要指标,而许多样品自身具有体系复杂,对比度较低的问题,使其难以通过传统光学成像方法进行清晰观察。光谱成像技术利用样品自身微观结构的不同以及对不同光谱效应响应的差异使待观察样品能够从周围复杂的环境中凸显出来,达到对样品进行区分的目的。在强激光激发下,许多样品还会对不同的非线性效应产生影响,使其光谱发生改变,或使一些在弱光照射下存在的效应灵敏度大幅度增强,对于传统线性光学成像具有一定的补充作用。本论文中对非线性光学成像仪器进行了深入研究,分析总结了几种非线性光学效应的激发与检测条件,通过合理选取硬件设备,开发了具有单/双光束激发、脉冲延迟调节、振镜扫描、光强和光强变化量检测于一体的非线性光学成像系统,在一台机器上实现多种不同模式的非线性光学成像功能,并选取了其中一种非线性光学效应——四波混频作为研究手段,利用银纳米粒子对细胞表面进行标记,实现对细胞表面唾液酸含量及分布的检测,证明了仪器在生物体系中的应用能力。
王志芳[6]（2020）在《光谱吸收式多种类痕量气体检测系统优化设计研究》文中进行了进一步梳理随着我国经济的发展和社会进步,大气污染问题日益严重。在恶劣环境中进行有毒有害气体的高精度检测是长期存在的难题。在气体检测技术中,光谱分析技术因灵敏度高、重复性好、操作过程简单、使用寿命长等优势,得到快速发展。在光谱式气体检测系统中,对于光谱吸收法检测探头来说,气室的有效吸收光程、结构稳定性和抗干扰性直接影响到系统的检测灵敏度。为得到高精度、高稳定性的吸收光谱法气体检测系统,将空芯光子晶体带隙光纤（Hollow Core Photonic Crystal Band Gap Fiber,HC-PBGF）作为气室,因HC-PBGF的空芯结构可同时实现传输光和光与气体的反应,所以HC-PBGF作为气室具有结构简单、抗干扰能力强、结构稳定、光与气体的作用充分等优点。但HC-PBGF在吸收式气体检测系统中的应用,存在与普通光纤耦合困难、气体扩散较慢的问题。另外,目前的吸收光谱式气体检测系统,主流的是基于红外吸收原理进行气体检测,因为其原理单一,只适用于在红外波段有吸收的气体进行检测。在复杂环境中,气体种类较多,有些气体在紫外光波段存在吸收,有些气体需要用荧光光谱法进行检测,而目前存在的单一原理的光谱法气体检测系统不能满足要求。本文针对吸收光谱法气体检测系统中HC-PBGF的应用、单一原理的光谱法气体检测系统检测种类受检测原理的限制的问题进行了分析与研究,并对系统检测结果的噪声处理和浓度测定方法进行研究,主要研究工作为:（1）应用气体分子光谱学和能级跃迁理论,分析分子吸收线的展宽机理,研究并确定影响气体谱线宽度的环境因素及测试气体甲烷和二氧化硫的检测波长。分析并研究气体吸收光谱特性和荧光光谱特性,确定光谱强度与气体浓度的关系,为气体检测系统的设计提供理论依据。（2）构建基于HC-PBGF的吸收式气体检测系统。系统利用分布反馈激光器结合波长调制技术实现光源的调制,以HC-PBGF作为气室,光衰减器作为参考光路,实现甲烷的差分谐波检测。在气室整体设计方案中,重点介绍了基于套管法的耦合装置和压差法扩散结构的设计,解决HC-PBGF在系统中与单模光纤耦合损耗大、空芯内气体扩散过慢的问题。以甲烷气体作为测试气体,进行了甲烷气体浓度检测和系统稳定性测试,实验结果验证了系统设计方案的可行性。（3）针对吸收光谱法原理的气体检测系统检测原理单一,使得气体检测种类受限的问题,本文提出将吸收光谱法和荧光光谱法两种气体检测方法相结合,设计基于多传感原理的气体检测系统。在多原理结合的气体检测系统设计中,存在光源和气室结构方面的差异问题。因此,在系统中设计了由紫外光源和红外光源组成的组合光源,及其切换和调制模块;设计了吸收光谱和荧光光谱法检测均适用的气室结构等光路,实现了对气体红外吸收光谱、紫外吸收光谱和荧光光谱的检测。以甲烷和二氧化硫两种典型气体作为测试气体,进行了甲烷红外吸收光谱,二氧化硫紫外吸收光谱和荧光光谱的检测,系统的测试结果验证了设计方案的可行性。（4）由于被测气体的浓度较低,导致气体检测系统的检测信号微弱、容易被噪声淹没,本文提出采用EEMD和小波方法相结合的算法对气体的吸收和荧光光谱数据进行降噪,实现有用信号的提取。对于气体浓度的测定,本文提出将支持向量回归机（SVR）算法用于气体浓度的测定,以去噪后的气体光谱数据作为输入数据,采用改进鸡群优化算法实现对SVR的参数优化,确定最佳参数进行浓度测定,提高气体浓度测定的准确性。
李潇[7]（2020）在《融合磁流动力分离与ATP生物发光技术的快速细菌检测系统》文中研究说明随着社会的发展,人民的生活状况得到了极大的改善与提高。特别是近年来,我国大力发挥国家制度和国家治理体系等多方面的显着优势,实现了人民物质和精神水平的极大飞跃,经济也实现了飞速发展。当下,百姓们在吃穿住行的问题上投入的关注越来越多,健康问题成了百姓们新的关注点。就饮食这一方面来说,从最初人们单纯注重营养到现在注重的更加全面,越来越注重食品的安全问题,以至于现在食品是否安全成为人们选择的最重要的标准,这就对我们对于食品中微生物的检测提出了更高的要求。传统的食品微生物检测的各种方法虽然可以满足人们的基本要求,但是在实际操作中往往出现效率低下、精度不高等问题。因此,开展研究一种快速、高精度的微生物检测方法至关重要。本文提出了一种结合磁流动力分离技术和免疫磁球技术的ATP生物发光检测系统,能够满足当下的发展需求。本文设计的ATP生物发光检测系统与之前的检测方法不同的是,使用了一种较为流行的磁流动力分离技术,同时结合免疫磁球技术的应用,能够快速的检测食品中的细菌。首先制备免疫磁球和生物素化抗体,将其与待测溶液充分混合,形成特异性的磁性微生物复合物。再将利用磁流动力分离技术对磁性微生物复合物进行磁选,起到分离与富集的作用。之后进行ATP发光的检测和处理,反应所需要的试剂均由蠕动泵自动泵入,通过光电倍增管和放大电路对检测到的荧光信号放大,经过模数转换后通过单片机进行数据处理,通过补偿、滤波等调理电路,实现对信号的精确控制。实验结果表明本文提出的方法具有良好的效果,在溶液PH值在7.5到8之间同时环境温度在25度左右时,检测时间短,在20分钟以内;检测范围广,在102CFU/mL到106CFU/mL范围内;检测精度高,相关系数为0.9827。可以满足现阶段的检测需要。
魏丹[8]（2019）在《应用在体流式细胞仪无创动态监测纳米颗粒在血液循环中的行为》文中指出随着纳米颗粒作为药物载体、造影剂和生物探针在生物活体中的广泛应用,纳米颗粒在生物体内清除、团聚等行为的研究成为新的需求。血液循环是纳米颗粒输送到目标组织的重要途径。纳米颗粒可以通过静脉注射、吸入、皮下吸收等方式作用于生物活体,在到达目标组织的过程中通常会进入血液循环。检测纳米颗粒在血液循环中的清除、团聚等行为对于研究纳米颗粒在活体内的清除速率、生物兼容性等方面具有重要意义。然而,用于检测纳米颗粒在血液中行为的传统方法存在一些局限性。首先,基于采血的体外检测方法使纳米颗粒脱离了原有的生物活体环境,检测结果并不能准确地反映纳米颗粒在活体内的真实状态。实验动物可采集的血量有限,无法实现长期动态检测。血样的处理过程较为复杂,容易引入人为误差。一种典型的体外检测手段是高效液相色谱技术。其次,小动物活体成像技术虽然可以较好地揭示纳米颗粒在生物体各器官和组织内的分布情况,但是它的时间和空间分辨率不足以检测血管中流动的纳米颗粒。本文提出了一种应用在体流式细胞仪动态监测纳米颗粒在血液循环中行为的研究方法。在体流式细胞仪是一种可在动物活体内计数特定细胞群体的新型光学检测手段。基于激光的检测方式和高速的数据采集能力使得在体流式细胞仪具备对微血管中流动物质进行检测的空间分辨率和时间分辨率。实验结果表明在体流式细胞仪提供的丰富检测信息可以用于动态监测纳米颗粒在血液循环中的清除和团聚等行为。在体流式细胞仪的基线信号可以反映出纳米颗粒在血液循环中的浓度,进而获得与清除行为相关的信息。在体流式细胞仪的峰信号可以反映出纳米颗粒在血液中发生的团聚或细胞摄取行为,进而获得团聚体的数目和大小信息或者纳米颗粒对细胞的靶向效率。研究结果表明,粒径较小的纳米颗粒可以在血液循环中存留较长的时间。PEG修饰可以延长纳米颗粒的血液循环时间并且减少团聚体的形成。在体流式细胞仪可以作为一种纳米颗粒等药物载体的药代动力学研究的有力工具,也可用于评估靶向药物对目标细胞的靶向效率。
陆湛[9]（2019）在《基于光谱仪的量子点荧光仪器研究及其在致病菌与抗生素检测中的应用》文中提出食品安全问题与人们的日常生活息息相关,如今已经成为最严重的全球化问题之一,得到了越来越多的关注。然而针对该问题,传统的检测方法与仪器大多针对实验室使用设计,体积大、耗时长,难以实现在现场的实时检测。而在众多快速检测方法中,基于量子点荧光标记方法不仅具有检测限低、精度高等优点,而且能够实现多种目标的同时检测,可显着提高检测效率。本文以微型光谱仪作为核心器件,针对量子点荧光标记检测方法进行仪器化研究,以期能够实现该方法在现场的快速检测应用,共包含以下内容:1.研究开发了一套基于USB4000小型光谱仪的荧光检测仪,包括光学测量单元、机械测量单元和基于LabVIEW控制软件,初步解决了实验室仪器由于体积大、成本高难以配合量子点荧光法用于现场检测的问题。这台小型荧光仪具有检测精度高（三种食源性病菌同时检测时的检测限为98-350 CFU/mL）、可重复性好等优点,并且在现场完成了多元食源性病菌同时检测;2.搭建了一个微型光谱仪性能评估平台,对市面上四种典型微型光谱仪（C12666、C12880、Spark和INSION）的量子点荧光检测性能进行评估比较。该平台包括光路、电路与软件。在光路研究中,采用LED作为激发光源,设计了开口式的光路避免了光纤的使用,并减小了整体体积。在光学器件与光路设计的优化中,根据发光单色性与稳定性对四种LED进行了优选研究,根据对目标荧光信号的增强与对噪声信号的抑制作用对七种类型透镜、二十种透镜与试管以及与光谱仪的距离和七种反光面的布置方式做了组合优选,根据底噪强弱对三种一次性玻璃试管进行了优选,最终根据以上结果确定了四台光谱仪各自的最优检测光路;3.在C12666、C12880、Spark和INSION四种微型光谱仪的量子点荧光检测性能评估研究中,使用四种量子点（发射波长分别为530 nm、577 nm、623 nm以及657 nm）的单一溶液与混合溶液作为检测对象。对比C12666与C12880光谱仪发现,两者检测结果的线性度与可重复性相差不大,但光敏感度上C12666比C12880光谱仪低1个数量级左右,导致C12666光谱仪在相同目标的检测中需要更长的积分时间,使其检测信噪比较低;对比C12880、Spark与INSION三种光谱仪,在单种量子点荧光的检测性能方面,C12880光谱仪除了对发射波长为657 nm的量子点的检测时有着比较大的波动,对另外三种量子点检测时都有更优的检测限、线性度以及可重复性;而在四种量子点混合液的检测中,三台光谱仪都可以对四种量子点的混合荧光峰进行区分,使用多峰高斯拟合算法处理实现分峰的曲线拟合决定系数均在0.99以上。结合三者的价格综合考虑,C12880光谱仪有着明显更优的检测效果与较低的成本;4.研发了基于C12880微型光谱仪的荧光检测仪与基于Android智能手机端的交互应用。在典型抗生素样品恩诺沙星的检测中,本仪器与实验室酶标仪检测结果的皮尔逊相关系数超过了0.99;两台仪器的检测结果均能使用四参数Logstic模型取得较好的拟合效果（决定系数均在0.99以上）;线性段数据的线性拟合结果,两台仪器也有着相近的决定系数（0.93左右）。两台仪器使用本方法对于恩诺沙星的检测限也十分近似,分别为2.52与2.84 ng/mL,满足农业部规定的恩诺沙星在肉鸡肌肉中最高残留限量（?g/kg）的检测需求。在可重复性的测试中,微型荧光仪无论是组内检测还是组间检测的变异系数的绝对值都在0.5%-2.5%之间,可重复性良好。仪器整体十分便携,质量仅为350 g,与智能手机搭配使用,具有推广现场检测使用的巨大潜力。
曹亮[10]（2019）在《基于FPGA的微流控电泳仪信号采集与信号处理研究》文中指出近年来,我国心血管疾病患病率逐年上升,并且心血管疾病死亡率远高于其它疾病。研发心血管疾病检测系统对心血管疾病发病率进行评估,提前采取积极防护或治疗措施,有利于降低心血管疾病患病概率以及死亡率。然而目前广泛使用国外检测仪器,成本较高。因此,研制诊断心血管疾病检测系统具有重大社会意义,以及巨大市场。本文研制检测血脂亚组分的微流控电泳仪,能准确检测血脂亚组分含量,还具备体积小、分析准确且速度快、成本低等特点。本文主要对微流控电泳仪的数据采集硬件电路、荧光蛋白信号分析处理方法等研究与设计,主要内容如下:（1）设计基于FPGA控制的数据采集硬件电路。研究荧光蛋白检测方案,选择发光二极管LED645L刺激荧光蛋白发光,利用光电倍增管H10723-20采集微弱荧光蛋白信号。设计并调试基于FPGA控制的发光二极管驱动电路、光电倍增管驱动电路、电机驱动电路、数据预处理以及采集电路等模块。（2）对荧光蛋白信号去噪和信号波峰信息提取研究与设计。根据小波分析信号的多分辨率分析特性,将提出的新阈值处理函数应用在提升小波去噪中,克服传统阈值函数缺点。经过matlab分析验证表明,新阈值处理函数在荧光蛋白信号去噪中,具备更好去噪效果。提出基于小波脊线与形态学的荧光蛋白信号波峰信息提取方法,将波峰位置、峰强度、峰宽以及峰面积信息分析出来,完成样品中血脂亚组分成分及含量检测。（3）对自动对焦控制算法与Sym5提升方案小波阈值去噪在FPGA中应用进行研究与设计。本文将限位开关与爬山搜索算法结合,实现光电倍增管采集数据过程中自动对焦功能,找出荧光蛋白数据最佳采集点。根据Sym5提升方案,在FPGA中设计Sym5提升方案小波分解与重构模块、系数阈值计算以及阈值处理模块。最后经过系统整体测试,基于FPGA的微流控电泳仪能分析出血清样品中血脂亚组分的成分以及含量,实现了评估心血管疾病的功能。
二、光电倍增管在生物荧光检测中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光电倍增管在生物荧光检测中的应用（论文提纲范文）
（1）农产品病原体的核酸快速扩增和荧光检测系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 英文缩略表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 食源性致病菌及其检测技术 |
| 1.1.2 柑橘黄龙病菌及其检测技术 |
| 1.2 核酸扩增检测技术 |
| 1.2.1 快速双温PCR技术 |
| 1.2.2 环介导等温扩增技术 |
| 1.2.3 数字核酸扩增技术 |
| 1.3 核酸扩增和荧光检测系统的研究 |
| 1.3.1 核酸扩增和荧光检测系统概述 |
| 1.3.2 商业化核酸扩增检测系统 |
| 1.3.3 核酸扩增检测系统的国内外研究进展 |
| 1.4 国内外研究中尚存在的问题 |
| 1.4.1 快速PCR系统 |
| 1.4.2 便携式实时等温核酸检测系统 |
| 1.4.3 数字LAMP检测系统 |
| 1.5 研究目的、内容与技术路线 |
| 1.5.1 研究目的和内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 快速双温PCR系统及荧光可视化检测方法建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统功能 |
| 2.3 系统设计 |
| 2.3.1 系统结构设计 |
| 2.3.2 系统硬件设计 |
| 2.3.3 系统软件设计 |
| 2.4 实验材料、试剂、仪器和方法 |
| 2.4.1 材料和试剂 |
| 2.4.2 仪器设备 |
| 2.4.3 实验方法 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 快速双温PCR装置性能评估 |
| 2.5.2 可视化荧光检测装置可行性评估 |
| 2.5.3 快速双温PCR扩增及可视化系统在大肠杆菌检测中的应用 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 单重实时荧光便携式等温检测系统研究及其应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 检测系统功能 |
| 3.3 检测系统设计 |
| 3.3.1 系统硬件设计 |
| 3.3.2 系统软件设计 |
| 3.3.3 系统外观设计 |
| 3.4 实验材料、试剂、仪器和方法 |
| 3.4.1 材料和试剂 |
| 3.4.2 仪器设备 |
| 3.4.3 系统性能评估方法 |
| 3.5 结果与讨论 |
| 3.5.1 便携式系统性能评估 |
| 3.5.2 柑橘黄龙病Las型实际样品测量评估 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 双重数字等温扩增微流控芯片研究及其应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微流控芯片研发 |
| 4.2.1 双重数字LAMP芯片功能 |
| 4.2.2 双重数字LAMP芯片设计 |
| 4.3 实验材料、试剂、仪器和方法 |
| 4.3.1 材料和试剂 |
| 4.3.2 仪器设备 |
| 4.3.3 芯片制作 |
| 4.3.4 系统评估方法 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 数字微流控芯片性能评估 |
| 4.4.2 数字LAMP检测体系的优化 |
| 4.4.3 双重数字LAMP微流控芯片在大肠杆菌检测中的应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 研究结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（2）浮游植物初级生产力荧光动力学测量技术优化设计及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 浮游植物初级生产力常规测量方法 |
| 1.3 荧光动力学法测量原理 |
| 1.3.1 光能吸收与荧光发射机制 |
| 1.3.2 荧光动力学测量技术原理 |
| 1.3.3 光合荧光参数 |
| 1.3.4 浮游植物初级生产力算法模型 |
| 1.4 荧光动力学测量技术研究现状 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第2章 浮游植物初级生产力光合荧光参数测量方法 |
| 2.1 浮游植物初级生产力荧光动力学测量实验系统 |
| 2.2 基底信号影响及校正方法 |
| 2.2.1 基底信号校正方法 |
| 2.2.2 实验条件 |
| 2.2.3 校正结果与对比分析 |
| 2.3 激发光强自适应调控方法 |
| 2.3.1 激发光强自适应方法 |
| 2.3.2 不同藻的激发光强自适应结果 |
| 2.3.3 光合荧光参数准确获取 |
| 2.4 水体浊度影响及校正方法 |
| 2.4.1 浊度校正方法 |
| 2.4.2 校正结果与对比分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 浮游植物初级生产力测量中光合尺寸单元校正方法 |
| 3.1 荧光动力学分析模型 |
| 3.2 模型校正方法 |
| 3.3 实验条件 |
| 3.4 结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 浮游植物初级生产力测量中吸收系数校正方法 |
| 4.1 光合有效辐射内吸收系数校正方法 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 浮游植物初级生产力快速原位监测仪功能模块研制 |
| 5.1 仪器总体结构 |
| 5.2 荧光动力学曲线测量模块 |
| 5.3 环境光模拟模块 |
| 5.4 光电倍增管增益自动调节模块 |
| 5.5 多波段LED诱导荧光激发光谱模块 |
| 5.6 仪器性能分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 荧光动力学浮游植物初级生产力外场测量实验 |
| 6.1. 研究区域概况 |
| 6.2 仪器工作方式 |
| 6.3 外场测量实验 |
| 6.3.1 黄渤海走航观测与原位剖面测量 |
| 6.3.2 牟平海岸带环境综合试验站原位监测 |
| 6.3.3 北极走航观测 |
| 6.3.4 南海走航观测 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（3）基于叶绿素荧光的水体浮游藻类浓度监测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 课题研究意义、应用前景 |
| 1.4 主要研究内容和各章安排 |
| 第二章 叶绿素荧光检测原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 叶绿素的研究 |
| 2.2.1 叶绿素的性质 |
| 2.2.2 叶绿素的地位与分类 |
| 2.3 荧光的研究 |
| 2.3.1 荧光的概念 |
| 2.3.2 荧光产生的原理 |
| 2.4 荧光分析法及其特点 |
| 2.4.1 荧光光谱分析 |
| 2.4.2 荧光测量原理 |
| 2.4.3 荧光分析法在其他方面的研究 |
| 2.5 影响荧光强度的因素 |
| 2.6 系统的总体设计 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 荧光信号检测系统 |
| 3.1 系统光路设计 |
| 3.2 元器件选择型 |
| 3.2.1 激发光源选型 |
| 3.2.2 滤光片选型 |
| 3.2.3 光电探测器的选择 |
| 3.3 硬件电路的搭建 |
| 3.3.1 电源驱动模块 |
| 3.3.2 高亮度LED模块 |
| 3.3.3 荧光接收模块 |
| 3.3.4 串口通信模块 |
| 3.3.5 CC50-BD模块 |
| 3.3.6 数模转换模块 |
| 3.4 软件设计 |
| 3.5 基于华为云开发了水体浮游藻类浓度监测网站 |
| 3.5.1 数据库 |
| 3.5.2 网站主页 |
| 3.5.3 具体设备采集值变化趋势 |
| 3.5.4 采集位置地图标识 |
| 3.5.5 服务器硬件环境和软件环境 |
| 3.5.6 所用技术 |
| 3.5.7 基于Android系统开发的手机操控APP |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 系统的数据采集与误差分析 |
| 4.1 叶绿素吸收光谱实验 |
| 4.2 线性实验 |
| 4.3 重复性实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（4）新型小分子电化学发光体系和器件的构建及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电化学发光概述 |
| 1.2 电化学发光机理概述 |
| 1.2.1 发光体的电子转移 |
| 1.2.2 发光体化学键的断裂 |
| 1.2.3 热电子诱导效应 |
| 1.2.4 聚集诱导电化学发光 |
| 1.3 常见的电化学发光体系 |
| 1.3.1 无机发光体系 |
| 1.3.2 有机发光体系 |
| 1.3.3 纳米发光体系 |
| 1.4 电化学发光与其他技术的联用 |
| 1.4.1 双极电极技术 |
| 1.4.2 单电极技术 |
| 1.4.3 无线输电技术 |
| 1.4.4 微流控技术 |
| 1.4.5 3D打印技术 |
| 1.5 电化学发光的应用 |
| 1.5.1 无机物的检测 |
| 1.5.2 有机物和生物分子的检测 |
| 1.5.3 免疫分析 |
| 1.5.4 DNA检测 |
| 1.5.5 成像分析 |
| 1.6 论文的选题意义及目的 |
| 第2章 Ru(bpy)_3~(2+)/草氨酰肼电化学发光体系对于4-硝基苯甲醛的检测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂 |
| 2.2.2 测试仪器 |
| 2.2.3 电化学发光检测步骤 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 不同肼类作为共反应物的电化学发光体系 |
| 2.3.2 Ru(bpy)_3~(2+)/草氨酰肼体系检测4-硝基苯甲醛的性质探究 |
| 2.3.3 Ru(bpy)_3~(2+)/草氨酰肼体系电化学发光机理探究 |
| 2.3.4 4-硝基苯甲醛猝灭电化学发光机理 |
| 2.3.5 不同醛类物质对体系电化学发光性质的影响 |
| 2.3.6 实验条件的优化 |
| 2.3.7 Ru(bpy)_3~(2+)的电化学发光强度与草氨酰肼浓度的关系 |
| 2.3.8 4-硝基苯甲醛的检测 |
| 2.3.9 干扰物质分析 |
| 2.3.10 自来水中4-硝基苯甲醛的检测 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 Ru(bpy)_3~(2+)共反应物的合成及其对半胱氨酸的检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂 |
| 3.2.2 仪器 |
| 3.2.3 DBAEA的合成 |
| 3.2.4 电化学发光检测步骤 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 DBAEA的结构表征 |
| 3.3.2 Ru(bpy)_3~(2+)/DBAEA体系的电化学发光机理 |
| 3.3.3 不同电化学发光体系的性质比较 |
| 3.3.4 电化学发光强度与不同共反应物的浓度关系 |
| 3.3.5 检测半胱氨酸的可行性探究 |
| 3.3.6 半胱氨酸与DBAEA的反应机理 |
| 3.3.7 半胱氨酸的检测条件优化 |
| 3.3.8 半胱氨酸的检测 |
| 3.3.9 检测半胱氨酸的选择性 |
| 3.3.10 实际样品检测 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 低背景可再生双极电化学发光装置的设计及应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 试剂 |
| 4.2.2 仪器 |
| 4.2.3 双极电极装置的构建 |
| 4.2.4 过氧化氢的可视化检测 |
| 4.2.5 电化学发光图像的分析 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 鲁米诺/过氧化氢体系的检测及原理 |
| 4.3.2 项目的可行性分析 |
| 4.3.3 pH值优化 |
| 4.3.4 电源外加电压的优化 |
| 4.3.5 磷酸缓冲溶液浓度的优化 |
| 4.3.6 鲁米诺浓度的优化 |
| 4.3.7 过氧化氢的可视化检测 |
| 4.3.8 实际样品中过氧化氢浓度的检测 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 论文总结 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）拉曼光谱及非线性光学成像仪器的研制与应用探索（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光谱技术简介 |
| 1.2 光谱仪器技术 |
| 1.3 拉曼光谱及其技术发展 |
| 1.3.1 拉曼光谱简介 |
| 1.3.2 拉曼仪器技术 |
| 1.3.3 拉曼光谱仪器的联用技术 |
| 1.4 光谱成像技术 |
| 1.4.1 光谱成像仪器技术简介 |
| 1.4.2 基于非线性光学效应的光谱成像技术 |
| 1.5 本论文的目的与意义 |
| 第二章 集成化微流控芯片拉曼光谱分析仪的研制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 仪器的总体设计思路 |
| 2.3 显微成像拉曼光谱探头的设计 |
| 2.4 光纤光谱仪光学系统的设计 |
| 2.4.1 光谱仪初始结构的确定 |
| 2.4.2 光谱仪的工程设计 |
| 2.5 仪器的总体装配与性能评估 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 拉曼光谱和相位型表面等离子体共振联合传感仪器的研制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 仪器的设计原理 |
| 3.3 相移的计算 |
| 3.4 仪器的工程设计 |
| 3.5 仪器的性能评估 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 非线性光学成像系统的搭建及应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非线性光学成像仪器的设计思路 |
| 4.3 光源及显微镜平台的选取 |
| 4.4 仪器的改进与非线性成像功能的实现 |
| 4.5 仪器系统的功能评估 |
| 4.6 仪器的应用研究 |
| 4.6.1 实验方法 |
| 4.6.2 结果与讨论 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读学位期间发表论文 |
| 致谢 |
（6）光谱吸收式多种类痕量气体检测系统优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 气体检测技术概述 |
| 1.3 光谱法气体检测技术的发展及研究现状 |
| 1.3.1 直接吸收光谱技术 |
| 1.3.2 可调谐二极管激光器吸收谱技术 |
| 1.3.3 空芯光子晶体光纤检测技术 |
| 1.3.4 多组分气体检测技术 |
| 1.3.5 信号处理技术 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 气体检测光谱理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 气体吸收光谱检测技术分析 |
| 2.2.1 光谱机理分析 |
| 2.2.2 气体吸收光谱法检测原理 |
| 2.3 气体荧光光谱检测技术分析 |
| 2.4 测试气体检测波长的选择 |
| 2.4.1 甲烷检测波长的选择 |
| 2.4.2 二氧化硫检测波长的选择 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于HC-PBGF的吸收式气体检测系统研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 TDLAS-WMS技术检测原理 |
| 3.3 基于HC-PBGF的气体检测系统设计 |
| 3.3.1 激光器及驱动 |
| 3.3.2 信号处理单元设计 |
| 3.4 HC-PBGF气室结构设计 |
| 3.4.1 光在HC-PBGF中的传播特性研究 |
| 3.4.2 HC-PBGF与 SMF的耦合研究 |
| 3.4.3 HC-PBGF的压差法气体扩散研究 |
| 3.5 基于HC-PBGF气体检测系统的测试 |
| 3.5.1 甲烷浓度检测 |
| 3.5.2 系统稳定性测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于吸收和荧光光谱法气体检测系统的关键技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于吸收光谱法和荧光光谱法的气体检测系统设计分析 |
| 4.3 系统结构设计 |
| 4.3.1 光源切换及其调制单元设计 |
| 4.3.2 滤光片的选取 |
| 4.3.3 共用气室结构的设计 |
| 4.3.4 信号采集单元设计 |
| 4.4 多传感原理气体检测系统的性能测试 |
| 4.4.1 红外吸收式气体检测模式的测试结果与分析 |
| 4.4.2 紫外吸收式气体检测模式的测试结果与分析 |
| 4.4.3 荧光光谱式气体检测模式的测试结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 气体光谱数据的降噪和浓度测定方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 气体检测系统实验数据的降噪处理 |
| 5.2.1 EEMD结合小波算法在气体检测系统中的应用分析 |
| 5.2.2 降噪性能评价指标的建立 |
| 5.2.3 甲烷吸收光谱的降噪处理 |
| 5.2.4 二氧化硫紫外吸收光谱的降噪处理 |
| 5.2.5 二氧化硫荧光光谱的降噪处理 |
| 5.3 气体浓度测定方法研究 |
| 5.3.1 PSO-BP模型建立与浓度测定 |
| 5.3.2 ICSO-SVR模型建立与浓度测定 |
| 5.4 气体检测系统实验结果处理与显示 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（7）融合磁流动力分离与ATP生物发光技术的快速细菌检测系统（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究的背景及意义 |
| 1.2 细菌检测研究进展 |
| 1.2.1 传统的细菌检测方法 |
| 1.2.2 细菌检测方法新要求 |
| 1.3 论文结构 |
| 第二章 快速检测系统基本原理 |
| 2.1 磁流动力分离技术原理 |
| 2.2 免疫磁球技术原理 |
| 2.3 ATP荧光检测原理 |
| 2.4 细菌快速检测系统总体设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 细菌分离检测系统设计 |
| 3.1 细菌分离方法设计 |
| 3.1.1 磁流动力装置设计 |
| 3.1.2 细菌分离与富集方法设计 |
| 3.1.3 细菌分离方法实现步骤 |
| 3.2 细菌荧光检测方法设计 |
| 3.2.1 细菌荧光检测设计 |
| 3.2.2 自动加样设计 |
| 3.3 细菌分离检测材料与仪器 |
| 3.3.1 实验仪器与试剂 |
| 3.3.2 免疫磁球和生物素化抗体的制备 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 信号处理系统设计 |
| 4.1 信号处理系统设计方法 |
| 4.2 电子系统硬件设计 |
| 4.2.1 主控芯片 |
| 4.2.2 光电倍增管 |
| 4.2.3 信号调整与放大电路 |
| 4.2.4 A/D转换电路 |
| 4.2.5 显示模块设计 |
| 4.2.6 键盘电路 |
| 4.2.7 串行通信电路 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 信号处理软件设计 |
| 5.1 编译环境 |
| 5.2 程序流程图 |
| 5.3 系统初始化任务 |
| 5.4 信号采集处理任务 |
| 5.4.1 模数转换 |
| 5.4.2 项目选择 |
| 5.5 数据存取任务 |
| 5.5.1 I~2C程序 |
| 5.5.2 串口通信程序 |
| 5.6 输入输出任务 |
| 5.6.1 LCD程序 |
| 5.6.2 键盘程序 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 系统测试结果与分析 |
| 6.1 系统噪声 |
| 6.2 磁珠磁化率 |
| 6.3 ATP荧光检测 |
| 6.4 PH值和温度的影响 |
| 6.5 系统的稳定性测试 |
| 6.6 检测精度 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的研究成果 |
| 致谢 |
（8）应用在体流式细胞仪无创动态监测纳米颗粒在血液循环中的行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 纳米颗粒在动物体内的动力学特征 |
| 1.2 传统检测方法及其局限性 |
| 1.2.1 基于采血的体外检测方法 |
| 1.2.2 小动物活体成像方法 |
| 1.3 在体流式细胞仪 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.5 本论文的研究目的、内容与创新点 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容和方法 |
| 1.5.3 本文的创新点 |
| 第二章 在体流式细胞仪的搭建与改进 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 仪器设备 |
| 2.2.2 纳米颗粒及实验动物 |
| 2.2.3 在体流式细胞仪的设计 |
| 2.2.4 荧光数据曲线和信号参数定义 |
| 2.2.5 荧光信号数据处理流程 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 体外模拟环境下的纳米颗粒检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 体外模拟装置 |
| 3.2.2 纳米颗粒 |
| 3.2.3 荧光成像 |
| 3.2.4 统计分析 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 在体血液循环中的纳米颗粒检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 纳米颗粒与微球 |
| 4.2.2 动物处理 |
| 4.2.3 高效液相色谱 |
| 4.2.4 荧光成像 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 利用双通道同时监测两种性质不同的纳米颗粒 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 实验设备 |
| 5.2.3 实验动物 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.4 结果讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 利用双通道同时监测血液循环中的纳米颗粒和细胞 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 同时监测纳米颗粒与单核细胞 |
| 6.2.1 实验部分 |
| 6.2.2 实验结果与讨论 |
| 6.3 评估中性粒细胞膜包被的纳米颗粒对循环肿瘤细胞的靶向能力 |
| 6.3.1 实验部分 |
| 6.3.2 实验结果与讨论 |
| 6.4 评估核酸适配体修饰的纳米颗粒靶向循环肿瘤细胞的作用效率 |
| 6.4.1 实验部分 |
| 6.4.2 实验结果与讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 应用在体图像流式细胞仪观测循环肿瘤细胞与树突状细胞的相互作用.. |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验部分 |
| 7.2.1 双通道在体图像流式细胞仪 |
| 7.2.2 实验动物 |
| 7.2.3 实验细胞 |
| 7.2.4 识别血管和细胞的人工神经网络 |
| 7.2.5 计算机视觉算法用于检测细胞轨迹 |
| 7.2.6 统计分析 |
| 7.3 实验结果 |
| 7.4 结果讨论 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 后续研究工作与展望 |
| 中英文缩略词对照表 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
（9）基于光谱仪的量子点荧光仪器研究及其在致病菌与抗生素检测中的应用（论文提纲范文）
| 本论文受以下项目资助 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 检测方法现状 |
| 1.2.1 食源性病菌及其检测方法 |
| 1.2.2 抗生素及其检测方法 |
| 1.3 基于量子点的荧光生物传感器检测方法 |
| 1.3.1 量子点 |
| 1.3.2 荧光生物传感器 |
| 1.3.3 光谱分析技术与微型光谱仪 |
| 1.3.4 基于量子点的荧光生物传感器 |
| 1.4 研究目标、内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 第二章 基于USB4000小型光谱仪的荧光检测仪的系统研究与性能评估 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 仪器整体设计 |
| 2.3 仪器硬件研究 |
| 2.3.1 光学测量单元 |
| 2.3.2 机械控制单元 |
| 2.4 仪器软件研究 |
| 2.4.1 语言选择 |
| 2.4.2 软件功能 |
| 2.5 仪器性能评估 |
| 2.5.1 实验材料与设备 |
| 2.5.2 实验方法 |
| 2.5.3 实验结果与分析 |
| 2.6 结果与讨论 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 微型光谱仪性能评估平台研究与功能验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光路研究 |
| 3.3 电路研究 |
| 3.3.1 光谱仪模块 |
| 3.3.2 主控模块 |
| 3.3.3 信号调理模块 |
| 3.3.4 LED控制模块 |
| 3.3.5 通讯模块 |
| 3.3.6 电源模块 |
| 3.4 软件研究 |
| 3.5 数据采集性能评估 |
| 3.5.1 实验材料与设备 |
| 3.5.2 实验方法 |
| 3.5.3 实验结果与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 微型光谱仪应用光路优化研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料与设备 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 LED优选 |
| 4.3.2 透镜优选 |
| 4.3.3 试管优选 |
| 4.3.4 反光面设置与优化 |
| 4.3.5 Spark光谱仪与INSION光谱仪的光路优化 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.4.1 LED优选结果 |
| 4.4.2 透镜优选结果 |
| 4.4.3 试管优选结果 |
| 4.4.4 反光面优化结果 |
| 4.4.5 Spark光谱仪与INSION光谱仪的光路优化结果 |
| 4.4.6 小结与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 微型光谱仪对量子点荧光的检测性能的评估与比较研究 |
| 5.1 实验材料与设备 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 波长准确性评估 |
| 5.2.2 单种量子点荧光检测性能评估 |
| 5.2.3 混合量子点荧光检测性能评估 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 波长准确性评估结果 |
| 5.3.2 单种量子点荧光检测性能评估结果 |
| 5.3.3 混合量子点荧光检测性能评估结果 |
| 5.3.4 总结与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于C12880微型光谱仪的荧光检测仪的系统研究与性能评估 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 整体结构 |
| 6.3 硬件电路 |
| 6.4 ANDROID手机端软件 |
| 6.4.1 软件架构设计 |
| 6.4.2 软件使用流程 |
| 6.5 仪器性能评估研究 |
| 6.5.1 实验材料与设备 |
| 6.5.2 实验方法 |
| 6.5.3 实验结果与讨论 |
| 6.6 结果与讨论 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历 |
（10）基于FPGA的微流控电泳仪信号采集与信号处理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微流控电泳仪检测技术研究现状 |
| 1.2.2 荧光蛋白信号去噪研究现状 |
| 1.2.3 荧光蛋白信号重叠峰解析研究现状 |
| 1.3 论文主要工作及章节安排 |
| 第2章 微流控电泳数据采集原理 |
| 2.1 微流控电泳采集原理 |
| 2.1.1 微流控芯片 |
| 2.1.2 样品进样分离原理 |
| 2.1.3 样品成分 |
| 2.1.4 荧光蛋白激发光源及探测器 |
| 2.2 微流控电泳实现方案 |
| 2.2.1 微流控芯片控制模块 |
| 2.2.2 荧光蛋白信号采集与去噪模块 |
| 2.2.3 上位机模块 |
| 2.3 FPGA概述 |
| 2.3.1 FPGA开发流程 |
| 2.3.2 硬件描述语言 |
| 2.3.3 开发环境 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 采集系统硬件电路设计 |
| 3.1 发光二极管驱动模块 |
| 3.1.1 发光二极管驱动电路设计 |
| 3.1.2 发光二极管驱动调试 |
| 3.2 光电倍增管驱动电路设计 |
| 3.3 数据采集模块 |
| 3.3.1 数据采集电路设计 |
| 3.3.2 数据采集电路调试 |
| 3.4 电机驱动模块 |
| 3.4.1 电机驱动电路设计 |
| 3.4.2 电机驱动模块调试 |
| 3.5 SDRAM存储器驱动 |
| 3.5.1 SDRAM存储器电路设计 |
| 3.5.2 SDRAM存储器调试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 数据处理算法研究 |
| 4.1 小波算法理论 |
| 4.1.1 连续小波变换 |
| 4.1.2 离散小波变换 |
| 4.1.3 Mallat算法 |
| 4.1.4 第二代小波变换 |
| 4.2 小波去噪算法研究 |
| 4.2.1 小波阈值去噪算法概述 |
| 4.2.2 分解层和小波基选择 |
| 4.2.3 阈值规则确定 |
| 4.2.4 阈值函数研究 |
| 4.2.5 新阈值函数去噪验证 |
| 4.3 色谱特征提取研究 |
| 4.3.1 色谱特征提取方法 |
| 4.3.2 基于小波脊线与形态学色谱特征提取实现 |
| 4.3.3 荧光蛋白信号特征提取实验验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 数据采集与处理研究及FPGA实现 |
| 5.1 自动对焦控制算法研究及实现 |
| 5.1.1 自动对焦研究 |
| 5.1.2 自动对焦FPGA实现 |
| 5.1.3 自动对焦实验 |
| 5.2 小波去噪算法FPGA实现 |
| 5.2.1 Sym5 提升小波方案 |
| 5.2.2 提升小波变换FPGA总体设计 |
| 5.2.3 Sym5 方案分解和重构实现 |
| 5.2.4 阈值计算和系数处理实现 |
| 5.2.5 时钟管理模块设计与实现 |
| 5.2.6 去噪分析 |
| 5.3 系统整体测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者攻读学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
四、光电倍增管在生物荧光检测中的应用（论文参考文献）
- [1]农产品病原体的核酸快速扩增和荧光检测系统研究[D]. 吴翠. 浙江大学, 2021(01)
- [2]浮游植物初级生产力荧光动力学测量技术优化设计及应用研究[D]. 王翔. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]基于叶绿素荧光的水体浮游藻类浓度监测技术研究[D]. 李硕. 河北地质大学, 2020(05)
- [4]新型小分子电化学发光体系和器件的构建及应用[D]. 袁帆. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [5]拉曼光谱及非线性光学成像仪器的研制与应用探索[D]. 耿乙迦. 吉林大学, 2020(08)
- [6]光谱吸收式多种类痕量气体检测系统优化设计研究[D]. 王志芳. 燕山大学, 2020(01)
- [7]融合磁流动力分离与ATP生物发光技术的快速细菌检测系统[D]. 李潇. 山东师范大学, 2020(08)
- [8]应用在体流式细胞仪无创动态监测纳米颗粒在血液循环中的行为[D]. 魏丹. 上海交通大学, 2019(06)
- [9]基于光谱仪的量子点荧光仪器研究及其在致病菌与抗生素检测中的应用[D]. 陆湛. 浙江大学, 2019
- [10]基于FPGA的微流控电泳仪信号采集与信号处理研究[D]. 曹亮. 南华大学, 2019(01)