为了实现对生物分子间相互作用过程的实时、灵敏、快速监测, 获得生物分子的有无、浓度与相互作用的动力学参数信息, 本文设计了基于光纤生物传感器的生物亲和性检测方法。首先, 针对光干涉生物亲和性传感检测系统的光学传输系统“Y”型分叉光纤与光纤探针之间的耦合问题, 提出了自聚焦透镜与石英光纤耦合结构, 该耦合结构偏心公差能够达到002 mm, 倾斜公差能够达到01°; 针对干涉光谱信号的高频噪声问题, 采用一种改进的经验模态分解干涉光谱信号处理方法, 有效避免了干涉光谱曲线滤波处理后极值点位置的偏移; 同时采用局部拟合极值点计算生物分子膜层厚度的方法, 将生物分子膜层厚度的分辨率提高到50 pm。利用所搭建的光干涉生物亲和性检测系统, 建立了HER3-IgG1抗体药物利用金纳米粒子进行信号放大, 实现对其浓度进行定量检测的新方法, 检测过程中无需清洗, 不产生交叉污染。实验结果表明: 系统检测限能达到0082 6 μg/mL, 该系统具有检测时间短, 测量准确、精度高、成本低廉等特点, 能够应用于药代动力学研究中。

土壤微生物对小分子有机氮的直接吸收和利用是目前微生物氮素营养研究的新方向。 本研究通过气相色谱-质谱（GC-MS）对双标记氨基酸（13C, 15N）的测定技术探讨土壤微生物对有机氮分子的直接吸收和利用。 结果表明： 加入土壤中的甘氨酸被微生物迅速利用, 半衰期为2.9　h。 培养4　h后在微生物体内检测到最大量的双标记甘氨酸（相当于甘氨酸加入量的10%）, 说明甘氨酸可以被微生物以完整分子形式所吸收。 通过此手段也可检测到土壤溶液和微生物体内的单标记ａ-酮酸（双标记甘氨酸分解后的产物）, 但含量极少, 说明加入的甘氨酸主要向微生物提供C源供其生命活动。 本研究证明专性化合物同位素双标记手段结合氯仿熏蒸技术是检测微生物吸收小分子有机氮的有效手段。Technique

传统激光雷达系统中，固态激光光源的重复频率和扫描系统的扫描带宽、精度均制约着系统成像。为提高激光雷达的成像精度，首先，在激光光源上采用经EDFA放大后的DFB高重频激光光源。其次，提出了一种PZT与振镜相结合的两级复合式激光扫描方法，利用PZT对小视场范围进行精细扫描，利用振镜对PZT的扫描视场和接收视场进行偏转完成粗扫描，在提高激光雷达扫描精度的同时拥有较大的扫描视场。最后，经试验所设计的复合式扫描激光雷达的方位角为±99 mrad，俯仰角为±49.5 mrad，角分辨率达到0.1 mrad，测距精度达到0.159 m。

针对细胞工厂监控系统长工作距和大倾斜角的观测需求, 设计了一种结构简单、成像清晰的光学显微成像系统.由于获得的细胞图像光照和色彩不均、样本浑浊、细胞重叠、边界粘连较多、细胞间距不明显, 采用单尺度Retinex算法进行图像预处理, 并结合Otsu阈值分割法与K均值聚类法进行细胞图像分割处理, 最后应用改进的快速连通区域标记以及高准确度细胞计数方法进行细胞个数统计.仿真实验和实际测试结果表明: 该系统成像分辨率和清晰度均达到工程需求, 能够较清晰地辨识出培养皿中细胞的形态和分布情况.细胞显微图像处理方法取得了良好的图像增强效果, 弱化了由光照不均和样本浑浊造成的人眼视觉无法清晰分辨细胞的现象, 消除了由于图像分割不到位造成统计误差, 细胞计数准确度达到95%以上.该方法适合多种类型细胞监测与计数处理, 可满足细胞工厂实时准确监控的要求.