1 河北工业大学材料科学与工程学院，天津 300130
2 天津城建大学理学院，天津 300384
光伏微流体操控技术利用非均匀光伏电荷场对流体目标的静电作用来实现非接触操控。近年来，基于铌酸锂的光伏微流体操控技术逐渐引起人们的关注，并有望成为铌酸锂基生物光子芯片微流体操控功能的关键支撑技术。与传统的全电微流体操控和光镊操控相比，铌酸锂基光伏微流体操控不需要外部电源供电，不需要复杂电极的制备，所需操控光强低，作用范围广，因此可以最大程度地避免外界对内部生物环境的污染和干扰。本文介绍了铌酸锂基光伏微流体操控的理论基础，系统阐述了铌酸锂基光伏微流体操控的近期研究进展。
铌酸锂 光伏效应 微流体 光伏操控 介电液滴 水合液滴 lithium niobate photovoltaic effect microfluid photovoltaic manipulation dielectric droplet water droplet
上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
基于改进的深度残差网络(ResNet),提出更加适合肺部组织的计算断层扫描(CT)图像模式分类模型。为克服医学图像分析中可用数据集稀少的困难,采用迁移学习方法来减小神经网络模型对数据量大的需求,以减小过拟合。迁移学习的策略是将肺内大量可用的无标签区域作为预训练的数据,使用深度互信息最大化和先验分布匹配的方法进行无监督表征学习。通过对比实验发现,改进的深度ResNet可以得到更高的分类精度,迁移学习算法可以有效地利用肺内无标签区域的数据,从而提升网络模型的分类表现。
图像处理 卷积神经网络 医学图像分析 计算断层扫描图像 迁移学习
1 南华大学公共卫生学院, 湖南 衡阳 421001
2 衡阳市健康危害因子检验检疫新技术研究重点实验室, 湖南 衡阳 421001
3 南华大学附属南华医院, 湖南 衡阳 421001
基于裂开型核酸适体序列短、 能有效降低因探针形成二级结构产生假阳性信号等优点, 选择裂开型核酸适体作为特异性识别探针, 核酸染料噻唑橙（TO）为信号探针, 用单壁碳纳米管（SWCNTs）降低背景信号, 利用“适配体-目标分子-适配体”的“三明治”夹心方式, 建立了一种检测ATP的新方法。 在pH 80的Tris-HCl缓冲溶液中, 裂开成两段的ATP适体特异性识别ATP分子, 生成稳定的“适配体-ATP-适配体”复合结构。 单壁碳纳米管对该复合结构的吸附力较弱, 因此该复合物游离在溶液中, TO与其结合而产生强荧光。 当不存在ATP时, 核酸适体探针以单链状态存在, 可通过π—π共轭作用结合到SWCNTs表面, 进而不能与TO结合, TO游离在溶液中荧光非常微弱。 反应体系中ATP浓度越高, 形成的“适配体-ATP-适配体”夹心识别结构复合物越多, 检测到的荧光强度越大, 据此实现对ATP的检测。 在优化实验条件下, 在最大荧光发射波长550 nm处, ATP的浓度在90×10-9～10×10-7 mol·L-1范围内与ΔF/F0值成线性关系, r=0996 4。 该方法加标回收率为952%～104%, 相对标准偏差（RSD）为102%～454%, 检出限达到267×10-9 mol·L-1。 该方法基于功能核酸对目标物亲合力强、 选择识别性高的特点, 对ATP的检测表现出很好的选择性, 实验结果表明, 当相对误差控制在±5%以内时, 200倍的UTP, GTP和CTP均不干扰ATP的测定。 另外, 该方法操作简单、 快速、 无需标记、 灵敏准确, 可用于血清样品中ATP的测定, 在快速检测小分子物质领域中有较好的应用前景。
裂开型核酸适体 单壁碳纳米管 荧光 Split aptamer SWCNTs Fluorometric ATP ATP 光谱学与光谱分析
2019, 39(9): 2769
1 南华大学公共卫生学院, 湖南 衡阳 421001
2 南华大学附属南华医院, 湖南 衡阳 421001
基于富T碱基序列能特异性识别Hg2+、 氧化石墨烯(GO)对单链DNA(ssDNA)和T-Hg2+-T复合物的亲和力不同以及GO自身具有的模拟酶催化性能, 构建了一种可视化检测水样中痕量Hg2+的新方法。 在pH 4.0的NaAc-HAc缓冲溶液中, 通过π—π堆积作用力, ssDNA可以吸附在GO表面, 致使GO的类过氧化物酶活性减弱, 从而催化H2O2氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)产生的蓝色产物减少, 体系位于波长652 nm处的吸光度值降低; 当待测体系中存在Hg2+时, ssDNA上的胸腺嘧啶碱基(T)与Hg2+发生特异性结合作用, 形成T-Hg2+-似双链结构的稳定复合物, 该复合物与GO的作用力较弱, 不易吸附于其表面, 因此不影响GO的模拟酶活性, 体系吸光度值增强。 在一定条件下Hg2+浓度越大, 覆盖在GO表面的ssDNA越少, 体系吸光度越强, 据此建立检测Hg2+的新方法。 当汞离子浓度在3.26×10-8~9.0×10-7 mol·L-1范围内时, 体系的ΔA值与汞离子浓度呈现良好的线性关系。 其线性方程为ΔA=41.75c(nmol·L-1)+0.048 7, 相关系数r=0.997 3, 检出限为9.79×10-9mol·L-1。 该方法简单、 直观, 抗干扰能力强、 无需昂贵仪器设备, 可用于检测环境水样中Hg2+的含量。
氧化石墨烯 模拟酶 比色法 汞离子 Graphene oxide Peroxidase-like Colorimetrty Hg2+ 光谱学与光谱分析
2018, 38(10): 3188
山东师范大学 物理与电子科学学院,山东 济南 250014
本文分别利用Gauss、Lorentz和Voigt函数对10 Pa背景气压下飞秒激光诱导Cu等离子体光谱进行了拟合分析,结果表明,光谱在150 ns内与Lorentz线型符合较好,200 ns后与Gauss线型符合较好, Voigt线型与实验谱线一直符合较好。本文还对等离子体的电子密度和温度进行了诊断,并给出了它们随时间的演化;由发射光谱强度的时空演化,推知了等离子体的空间分布;利用时间飞行谱(TOF)得出了等离子体初期沿垂直靶面的膨胀速度。
飞秒激光等离子体 谱线拟合 电子密度 电子温度 膨胀速度 femtosecond-laser-plasma Line fitting electron density electron temperature expansion velocity
Author Affiliations
Abstract
School of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250014, China
The threshold of a laser-induced breakdown of air is determined experimentally and theoretically. We find that the ionization of air has two steps: the first step is a multi-photon ionization process, which provides enough “seed electrons” to initiate the next step, and the second one is predominated by cascade ionization, which continues to produce free electrons geometrically until the critical free-electron density for breakdown is reached. So a two-step model based on the Morgan ionization model is established to describe the breakdown process. It is found that the time node dividing the two steps is about 9.8 ns in atmospheric air, and the threshold derived from the two-step model proposed here is more consistent with the experimental results than traditional ionization model.
020.0020 Atomic and molecular physics 020.2070 Effects of collisions 020.4180 Multiphoton processes Chinese Optics Letters
2016, 14(4): 040202
1 山东师范大学物理与电子科学学院, 山东 济南 250014
2 长春理工大学理学院, 吉林 长春 130022
利用增强电荷耦合器(ICCD)光谱探测系统对飞秒激光诱导的Zn等离子体发射光谱进行时间分辨的采集和分析，研究飞秒激光等离子体光谱及其参量的时间演化特性。分析Zn等离子体的连续谱和特征谱的谱线强度随时间的演化，发现连续谱先出现且寿命只有100 ns，随后出现特征谱,对应于不同跃迁的谱强度不同。同时由谱线的展宽和强度及其跃迁能级的相关参数等得到电子密度和温度随时间的演化规律。对谱线频移进行了分析，研究发现在等离子体膨胀初期Zn原子特征谱线(ZnI) 481.0 nm的特征谱线存在较大红移，可达到0.23 nm，延时300 ns后，红移变得很小。频移随电子密度的变化近似呈线性关系。
光谱学 飞秒激光 等离子体光谱 时间演化 频移
