由于大部分环境样品的浓度非常低, 为了实现其直接检测, 提出将一种集成化的微型富集器应用到色谱系统中。富集器可实现色谱系统的进样与样品富集,能将色谱仪的检测限提高1~2个数量级。设计的富集器采用了高容量4平行通道结构,沟道内填充了高吸附率的Tenax-TA吸附材料,来实现对环境样品中挥发性有机化合物组分的富集。此外,为了密闭热解吸过程中所释放的组分,在微型富集器后集成了微型阀。试验结果表明,研制的微型富集器取得了15倍以上的富集因子。而且,通过微阀的控制,色谱峰的拖尾和峰展宽得到了有效的控制。因此,该微型富集器可广泛应用到环境样品的快速检测中,提高各检测器对复杂环境的适应能力。

为了实现高阻值纳米薄膜材料的热电系数测量, 搭建了一套塞贝克系数测量系统。研究了该系统的温控精度和温差生成机制并测量了高阻值条件下微弱电压。首先, 建立了高真空度和带有多重电磁屏蔽的真空测试环境; 然后, 设计了高稳定度温差控制平台, 以便为测试样品提供可控温差; 同时根据高阻条件下的微弱电压的检测要求, 消除了检测通道的漏电流和分布电容的影响。最后, 提出了一种循环温差的测量方法, 用于有效去除分布电容引起的塞贝克电压长期漂移。采用该方法对高阻值的有机半导体材料进行了塞贝克系数的测定, 结果显示: 阻值高达7×1012Ω的有机薄膜材料的塞贝克系数的测量精密度<2%,温度控制精度为±0.001 K。得到的结果表明, 该系统能够实现对样品阻值高达1012Ω的纳米薄膜材料的塞贝克系数的测量。

为了满足环境监测等多种场合的需要,设计了一种新型便携式表面等离子体谐振(Surface Plasmon Resonance,SPR)生化传感系统.系统包括驱动流通单元、SPR传感器单元和控制处理单元.驱动流通单元实现了两种样品自动进样检测;SPR传感器采用固定光路的结构,缩小了系统的体积;控制处理单元采用USB2.0接口芯片EZUSB FX2系列作为数据传输的核心芯片,外接CPLD、RAM和高速AD,大大提高了系统的测量精度和灵敏度.

表面等离子谐振(Surface Plasmon Resonance,SPR)生化分析仪是一种基于物理光学原理的新型生化分析系统.近年来SPR传感技术受到重点研究和发展,高通量、高灵敏度、小型化是其发展趋势.SPR生化分析仪在国外已经商品化.国内中国科学院电子学研究所研制成功具有自主知识产权的一系列SPR生化分析仪,其主要技术指标达到或优于国际上同类设备的先进水平,已在很多研究领域中应用.