作者单位
摘要
清华大学医学院生物医学工程系,北京 100084
核酸检测方法可快速鉴定特异基因指标,但其广泛应用受限于多种仪器设备串行使用以及对操作人员的高专业技术要求。本团队开发了一套注射式微流控芯片全集成核酸分析系统,该系统主要包含两大模块,分别是可以为不同类型临床样本提供多种核酸提取方法的全自动注射式核酸提取模块,以及基于微流控芯片的微纳体系多指标联合并行检测等温扩增核酸检测模块。这两大模块既可以单独发挥各自的功能,也可以组合成全集成注射式微流控芯片核酸分析系统,形成全集成自动化、微纳反应体系、快速、多指标联合并行检测的核酸检测分析平台。采用本团队开发的注射式微流控芯片全集成核酸分析系统,分别对热带念珠菌标准株培养菌液和64例外阴阴道念珠菌感染疾病的临床拭子样本进行检测。结果显示:本系统对菌液的最低检测限为3.95×102 CFU/mL,而且样品制备更方便快捷,仅需1次加样操作,核酸提取时间为10 min;64例临床样本检测效果与金标准培养法相比,卡方检验为1,Kappa值为0.950,说明两种方法无显著差异,且一致性很高。本团队开发的注射式微流控芯片全集成核酸分析系统,可以为临床多指标微纳体系核酸快速检测提供一个可靠的平台,为临床医疗应用提供精准快检技术与便捷分析仪器支撑。
医用光学 注射式 微流控芯片 全集成核酸分析系统 精准医疗应用 
中国激光
2024, 51(9): 0907013
作者单位
摘要
1 河南理工大学测绘与国土信息工程学院,焦作 454000
2 中国科学院空天信息创新研究院,北京 100094
3 江苏省环境监测中心,南京 210019
利用卫星遥感反演水体中的悬浮物浓度对水质监测和保护具有重要意义,在悬浮物浓度反演过程中,如何避免或最大程度降低水体中叶绿素a、有色可溶性有机物(Colored Dissolved Organic Matter,CDOM)的干扰是当前的技术难点。文章针对可持续发展科学卫星1号(SDGSAT-1)MII传感器,利用Hydrolight辐射传输模型,从理论上挖掘只与悬浮物强相关的反演因子,以此构建适用于MII影像的太湖悬浮物浓度反演模型,通过水体的实测数据和遥感数据对模型应用效果进行验证。结果表明:反演因子$ R'{\text{(}}{B_{\text{5}}}{\text{/}}{B_{\text{3}}}{\text{)}} $与悬浮物浓度为强相关,同时与叶绿素a、CDOM浓度弱相关;利用$ R'{\text{(}}{B_{\text{5}}}{\text{/}}{B_{\text{3}}}{\text{)}} $作为反演因子构建的幂函数模型为最优反演模型;将幂函数模型分别应用于实测数据和2022年5月4日的太湖SDGSAT-1 MII数据,两次验证试验显示反演结果和现场测量结果具有较强一致性,模型适用性较好。该研究可为SDGSAT-1卫星在湖泊水体悬浮物浓度监测、水资源评估与保护等提供一些技术参考。
悬浮物浓度反演 可持续发展科学卫星1号 相关性 水体辐射传输模拟 遥感应用 suspended matter concentration retrieval SDGSAT-1 correlation water body radiative transfer simulation remote sensing applications 
航天返回与遥感
2024, 45(1): 174
作者单位
摘要
1 国网冀北电力有限公司,北京 100054
2 国网冀北电力有限公司超高压分公司,北京 102488
3 国网冀北电力有限公司电力科学研究院,北京 100045
4 北京深蓝空间遥感技术有限公司,北京 100101
滑坡实时自动识别技术研究对于保护人民生命财产和生态安全都具有极其重要的意义,可以解决现阶段缺乏对滑坡进行及时识别而导致滑坡风险的排查与防治时效性差的问题。考虑植被覆盖指数(NDVI)的变化可作为滑坡检测的重要依据之一,文章模型结合NDVI变化检测技术、自动阈值选取算法和形态学技术实现滑坡的实时、自动识别。与现阶段已有研究算法相比,增加了滑坡自动识别过程中一些重要参数(如:NDVI、山体阴影等)。自适应设置的自动阈值选取算法,减少了人工参与,在保证较高识别准确率的同时显著增强其时效性。文章基于两幅光学影像,以北京市门头沟区某块区域为研究区,对该地区2021年9月7日—2022年9月7日的滑坡进行实时、自动识别,以人工目视解译的结果作为正确标准,将文章的识别结果与其进行精度验证,滑坡检测率达到92.31%,证明了该方法用于检测滑坡的准确性和高效性。最后将该方法应用于都江堰市中部,进一步证明了该方法的有效性和泛化能力。
归一化植被指数 变化检测 自动阈值 形态学 滑坡实时自动识别 遥感应用 normalized vegetation index change detection automatic threshold morphology suspected landslide intelligent detection remote sensing application 
航天返回与遥感
2024, 45(1): 147
作者单位
摘要
1 北京大学未来技术学院生物医学工程系,北京 100871
2 南开大学生命科学学院,天津 300071
以光敏剂为基础的光动力疗法已被确定为许多肿瘤、皮肤性疾病、血管性疾病等适应证的安全治疗方式。在近些年的研究中,卟啉类光敏剂、二氢卟吩类光敏剂等均投入临床使用,酞菁类光敏剂、稠环醌类光敏剂等均已开展临床研究。但是,光动力疗法在临床转化中还面临着诸多问题,如有限的穿透深度、较低的溶解度、暗毒性、对氧气浓度的高度依赖等,新型的安全高效的光敏剂亟待被进一步开发,以实现高度特异性微创治疗。目前,新型光敏剂的研发主要聚焦于靶向修饰和智能纳米药物递送体系以及可激活/响应型光敏剂、耐乏氧肿瘤微环境的Ⅰ型光敏剂、适应深层实体瘤治疗的光敏剂等。此外,超声激发的声动力治疗也为光敏剂的临床应用开辟了新思路。随着新型光敏剂的开发与转化,将会有更多的光敏剂药物被应用于临床实践,为癌症和其他疾病患者带来福音。
医用光学 光敏剂 光动力疗法 临床应用 
中国激光
2024, 51(9): 0907007
马毅 1管迎春 1,2,*
作者单位
摘要
1 北京航空航天大学机械工程与自动化学院,北京 100083
2 北京航空航天大学大型金属构件增材制造国家工程实验室,北京 100191
极端服役环境对空天等核心构件可靠性和集成性提出了严峻挑战。传统单一材料体系和制造工艺难以满足复杂性能需求。激光增材制造技术是实现异质金属结构-功能一体化的有效途径,但异质材料兼容问题(易诱发缺陷、加工参数响应不一等)限制了高质量异质界面的形成,这对制造装备与连接工艺提出了更高挑战。本文基于异质金属激光增材制造的最新研究进展,聚焦异质金属成型的关键问题及解决方案,回顾了近年来异质金属体系的发展及空天领域应用,从送粉方式、复合制造等方面介绍了激光增材装备的改进策略,总结了近年来激光增材技术在连接方式、参数调控、监测预测和前后端处理方面的研究进展,并针对这一技术的共性及难点问题给出了展望与思考。
激光技术 异质金属 空天应用 增材装备 增材制造工艺 
中国激光
2024, 51(10): 1002304
作者单位
摘要
1 南京工业大学 数理科学学院, 江苏 南京  211816
2 浙江农林大学 光机电工程学院, 浙江 杭州  311300
随着信息化时代的高速发展,对微电子器件中光电材料的选择、新功能的开发提出了更高的要求。传统光电器件大多利用半导体材料在光照下电导率增加的正光电导性效应进行功能化设计。近年来,研究发现还存在另一种反常的光电导效应——负光电导(Negative photoconductivity,NPC),即在光照条件下电导率降低,由于其在光电探测、逻辑器件、神经形态器件、低功耗非易失性存储器方面的潜在应用而备受关注。NPC的产生机制一般包括载流子的俘获效应、表面分子的吸附-解吸、表面等离子体极化激元和局域表面等离子体共振、光辐射热效应等。本文详细讨论了不同光电器件中NPC产生的物理机制,分析了材料选择、器件结构设计、能带结构变化对不同异质结器件中NPC效应的影响,概括了光电器件中负光电导效应的实际应用,这为光电器件的性能优化和新型光电器件设计提供了重要参考,为未来异质结光电信息器件实现尺寸更小、光导增益更高、速率更快、功耗更低奠定了科学基础。
负光电导 应用 光电器件 negative photoconductivity application optoelectronic devices 
发光学报
2024, 45(2): 317
狄璐 *
作者单位
摘要
南开大学 材料科学与工程学院,天津 300350
随着全球化石资源的不断消耗,可再生资源的转化利用已成为科研工作者的关注焦点。由生物质经过生物或化学方法转化而获得的生物基低碳醇的催化转化是近些年来研究的热点。为高效率探索多种模型催化反应,该文研制了气态流动鼓泡发生器来替代传统的固定床反应器的进料过程,目的是进行不同的模型催化反应探索实验。通过对比二者的实验结果显示,该设备具有误差小、试验快、操作简单等特点,且其设计所占空间小、便携等优点,适用于多种原位表征技术。通过将气态流动鼓泡发生器与原位漫反射红外光谱联用,使学生深入学习了红外理论知识和仪器设备的工作原理,将学生们学到的催化学科的相关基础知识进行融会贯通。气态流动鼓泡发生器不仅辅助科研实验的探索,还可拓展到实验教学的应用,提升学生的科研创新能力,为科教融合、教研一体提供了新范式。
气态流动鼓泡发生器 研制 应用效果 原位表征技术 gas flow bubbling generator manufacture practical effect in-situ characterization techniques 
实验科学与技术
2024, 22(1): 16
作者单位
摘要
河北工业大学 应用物理系,天津 300401
液晶网络是由液晶聚合物单体适度交联得到,兼具有聚合物的弹性和液晶的各向异性,包括多刺激响应能力、可逆的驱动以及可编程的形状变形等性能,因此具有良好的外场响应性、分子协同作用和弹性。氧化石墨烯膜层具有优秀的光热转换性能,而光具有环保性、远程可控性等优异的特性,因此光致形变的氧化石墨烯/液晶网络(GO-LCNs)复合膜逐渐成为人们的研究热点。它可以制作柔性机器人、仿生光热驱动器等先进器件,具有良好的发展前景。本文在两种厚度的液晶网络膜上制作氧化石墨烯薄膜,构成氧化石墨烯/液晶网络复合膜,测量了温度或红外光作用下液晶网络膜厚度对其响应性能的影响。本文结果为复合膜的应用设计提供了实验基础,并以此为基础设计了GO-LCNs复合膜的仿生器件。
液晶网络 氧化石墨烯 仿生应用 liquid crystal network graphene oxide biomimetic application 
液晶与显示
2024, 39(1): 1
李程峰 1,2,3何涛 1,2,3,*施宇智 1,2,3魏泽勇 1,2,3[ ... ]程鑫彬 1,2,3,**
作者单位
摘要
1 同济大学物理科学与工程学院精密光学工程技术研究所,上海 200092
2 同济大学物理科学与工程学院先进微结构材料教育部重点实验室,上海 200092
3 上海市数字光学前沿科学研究基地,上海 200092

光束偏折是光场操控的一项重要能力,也是众多光学应用的基础。随着光学技术的蓬勃发展,越来越多的应用场景迫切需要能够兼顾小型化和高效率的光束偏折光学器件。超构表面是人工原子按特定宏观排列方式构建而成的平面器件,具有强大的电磁场调控能力,能够在亚波长尺度下将光束偏折到任意非镜面方向,有望在实际应用中发挥巨大作用。从超构表面实现高效率异常偏折的物理机制出发,对超构表面异常偏折的应用研究进行回顾和讨论,同时也对潜在的挑战进行总结,对异常偏折超构表面及其应用的未来发展进行展望。

超构表面 亚波长结构 异常偏折 应用研究 
激光与光电子学进展
2024, 61(10): 1000001
作者单位
摘要
华南师范大学华南先进光电子研究院,广东 广州 510006
拉曼技术具有非侵入、分子指纹、不受水干扰、制样简单、光谱分辨率高等优点,在很多领域都是一种广受欢迎的研究工具。尤其在生物医学领域,拉曼技术不仅可以本征地捕捉正常生理或病理所携带的不同化学信息,而且该技术适用于检测各种常见的生物和临床样品(包括细胞、组织、体液和微生物等),目前很多课题组的研究结果都表明拉曼技术在生物医学领域具有巨大的应用前景。本文首先介绍自发拉曼散射和表面增强拉曼散射的基本工作机理,接着介绍分析处理拉曼数据(光谱和图像)的步骤和算法,然后简单总结了近年来非相干拉曼显微技术在生物医学上的研究成果,最后指出拉曼技术目前面临的挑战并展望了其未来可能的发展方向。
自发拉曼 表面增强拉曼 数据分析 生物医学应用 
激光与光电子学进展
2024, 61(6): 0618009

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