重大环境污染事件特征污染物实验室检测技术系统研究报告

经过研究人员3年多的努力,取得了以下主要研究成果:(1)研制了快速、灵敏和低成本的常见卤代烷传感器及检测仪。通过设计、合成针对卤代烃检测用高性能荧光传感材料,利用纳米线阵列的倏逝波效应提高了传感器的荧光强度、稳定性和传感灵敏度。突破了微弱荧光信号检测技术,开发了便携式痕量卤代烃荧光探测仪。(2)研制了电化学发光免疫检测仪。通过设计微孔板电极,并包被免疫试剂,待测样品在微孔内完成免疫反应,检测、记录每个孔的电化学发光信号,研发出电化学发光免疫检测仪。(3)研制了荧光免疫传感器。通过在一个微小的基底材料上形成大量的阵列式反应区,每个反应区独立进行免疫反科技资讯SCIENCETECHNOLOGY INFORMATION应和信号检测,研发了具有高通量、快速、小型化等特点的荧光免疫传感器。(4)研制了污染事件毒性识别仪-DNA损伤检测仪。研制了毛细管电泳-柱上激光诱导荧光偏振检测装置,并开发了相应的DNA损伤分析方法。(5)研制了重金属污染和苯系物全细胞生物传感萤光检测仪。基于重金属或苯系污染物对微生物全细胞生物传感器的诱导作用,通过检测宿主菌所表达的萤火虫荧光素酶强度,结合数据整合软件,研发了重金属污染和苯系物污染的细菌全细胞生物传感荧光检测仪。(6)开发了突然性环境污染事件污染物应急监测辅助系统。研发了一套包括常见化学品信息库,快速定量色谱库和应急监测辅助信息库三大模块的突然性环境污染事件污染物应急监测辅助系统。上述研究所取得的成果,必将对污染事件发生后的快速甄别,对主要污染物的快速检测,对制定突发性环境污染事件快速有效处理处置方案具有重要意义。     

光源强度变化对图像检测精度的影响及其解决方法

在图像测量系统中,光源强度的稳定性容易受其驱动电源扰动以及工作环境因素等的影响。针对光源强度的稳定性对图像尺寸检测精度的影响进行了理论分析,提出根据光源强度在一定范围内的变化动态调整像素当量值的方法,减小光源强度变化对测量精度的影响。经实验验证,能够有效提高图像尺寸测量系统的精度,其标准偏差达到δ=0.001 2 mm。     

基于氧敏感膜的海水溶解氧测定技术研究

提出了一种利用荧光猝灭原理测定海水溶解氧的方法,分别从光电检测电路、LED驱动电路、光电二极管电路、温度检测电路、信号产生采集处理控制电路等方面详细介绍了基于氧敏感膜的海水荧光信号检测系统设计方案,通过实验测试了荧光信号检测系统对荧光相位滞后检测能力、系统的整体稳定性和系统测试数据的准确度。准确度测试中溶解氧测试数据点饱和度从100.00%减小到11.56%,氧敏感膜荧光信号检测系统所测数据与碘量法误差最大为5.15 μmol/L,两种方法变化趋势相同。此系统可以作为一种海水溶解氧测量仪器,具有良好的应用价值。     

激光传感器在环境污染物检测中的应用

设计了一种基于激光传感器的环境污染物检测系统.该系统由数据采集模块、数据处理模块和电源管理模块构成,采集模块将含有污染物浓度的光信号转化成电信号,经过滤波和放大操作后输入数据处理模块,计算污染物的浓度值,并通光散射方法检测污染物浓度.对比实验表明,本系统稳定性好,可以获得较高精度的污染物检测结果.     

白腐真菌降解石油的影响因素

利用白腐真菌降解环境中的石油类污染物,是当前应用前景最好的石油污染物处理方法,多种因素同时制约着石油类污染物的生物降解.为了研究白腐真菌在水溶液中降解石油的影响因素,通过单因素实验,分析了温度、pH、石油的浓度、白腐真菌接种量、摇床转速等因素对白腐真菌在水溶液中降解石油的影响作用.     

旋转式全覆盖壁厚检测技术的研究

石油管道在出厂前,必须进行全覆盖壁厚检测.为了对石油管道进行全覆盖测厚,文章研究了旋转式32通道壁厚检测技术.基于多路聚焦超声探头测量原理,采用超高压时分复用激励电路、专用的回波信号处理电路和FPGA数字信号采集、逻辑处理、选择控制等关键技术,结合阵列式探头围绕石油管道旋转,形成了旋转式32通道壁厚检测系统,达到对石油管道全覆盖壁厚检测的目的.实验和使用表明,检测系统的速度、精度和稳定性满足生产实际需要,检测石油管道速度可达45 m/min,检测误差在±0.1 mm以内.     

偏振检测中的光源特性分析

偏振检测技术可以区分手性化合物的对称性,与色谱检测方法结合对于化合物分离有重要作用。由于光源对旋光检测有重要影响。从实验上测试了五种光源对偏振光强的影响和特性,进而分析了偏振检测中光源选择应注意的问题。实验结果表明,在偏振检测中,采用单色光源,组合线性偏振器,可获得较理想的线偏振光。     

猴T淋巴细胞趋向性病毒l型RPA和荧光RPA检测方法的建立

目的为了提高口岸对进出境野生及实验用灵长类动物猴T淋巴细胞趋向性病毒l型(Simian T-cell lymphotropic virus type 1, STLV-1)感染情况的监测和流行病学调查,本研究建立了重组酶聚合酶扩增(RPA)和荧光RPA检测STLV-1的方法。方法使用软件分析不同国家和地区分离的STLV-1的gag蛋白(gag polyprotein)基因序列,设计RPA引物和探针,建立RPA和荧光RPA检测STLV-1的方法,并对方法的特异性、敏感性和稳定性进行验证。结果通过将猴其它特定病原体与STLV-1对比检测,证实建立的检测方法具有良好的特异性;通过敏感性试验,证实建立的RPA和荧光RPA方法检测下限与PCR一致;通过对30份STLV-1阳性和阴性核酸样本的检测,证实建立的RPA和荧光RPA方法,具有PCR方法一样的稳定性和可靠性。结论本研究建立的RPA和荧光RPA检测STLV-1的方法具有良好的特异性、敏感性和可靠性,可应用于STLV-1的监测和流行病学调查。     

基于模糊策略的荧光光纤测温系统研究

本文分析了荧光光纤温度检测系统中导致荧光寿命存在非线性误差的原因。为更好地实现误差补偿功能提高检测精度,本文采用模糊策略对荧光寿命进行非线性误差补偿,以消除误差产生的影响。利用MATLAB建立仿真模型和实际系统的检测数据进行实验验证,实验结果表明所研究的基于模糊策略的荧光光纤温度检测系统能有效地提高荧光寿命值检测的稳定性和准确性,这对于提高荧光光纤测温系统的精度及鲁棒性具有重要意义。     

紫外荧光SO_2自动监测仪的指标检测方法

对紫外荧光SO_2自动监测仪的检测方法进行了初步研究,提出了仪器主要技术指标检测的规范化方法,并以XHS2000型SO_2自动监测仪为例进行了实验说明.该方法为制定我国气体在线连续监测系统的国家计量检定规程,修订完善现场使用中在线检测、复检和校准的国家环保行业标准提供了理论依据.     

谷胱甘肽碲化镉量子点的合成及痕量铅离子检测

利用一步法在水相中合成表面包裹谷胱甘肽的碲化镉(CdTe@GSH)量子点.所合成的CdTe@GSH量子点水溶性好,在水溶液中性质稳定.量子点具有较高的量子产率,并且可以通过控制反应条件使荧光光谱在整个可见光范围内可调.溶液中的铅离子能够造成CdTe@GSH量子点发生荧光猝灭,猝灭效率与铅离子浓度成正比.利用此现象发展出检测痕量铅离子浓度的方法,线性范围在0.5～500 nmol/L,检出限低至0.1/L,且具有较好的选择性.利用电喷雾-质谱和动态光散射研究了铅离子与CdTe@GSH量子点的相互作用,并探讨了量子点发生荧光猝灭的机理.     

水中痕量重金属离子的碳量子点荧光传感器检测法研究新进展

碳量子点具有优良的荧光特性、制备简单、成本低廉、毒性低、性能稳定和生物相容性好等优点,在荧光传感器方面展现出良好的应用前景,在金属离子检测和生化分析等领域引起了广泛关注。本文综述了碳量子点的制备方法及近5年碳量子点荧光传感器在检测水中痕量重金属离子方面的最新进展,并对碳量子点荧光传感器目前面临的挑战和今后的发展趋势进行了展望,以期为该领域的深入研究提供参考和借鉴。     

基于隐马尔可夫模型的程序行为异常检测

针对入侵检测中普遍存在误报与漏报过高的问题，提出了一种基于隐马尔可夫模型的程序行为异常检测新方法．该方法以程序正常执行过程中产生的系统调用序列为研究对象，建立计算机的正常程序行为模型．在入侵检测时，先对测试的系统调用数据用滑动窗口划分得到短序列，再根据正常程序行为的隐马尔可夫模型求得每个测试短序列的输出概率，如果系统调用短序列的输出概率低于给定阈值，则将该短序列标定为“不匹配”，如果测试数据中不匹配的短序列数占总短序列数的百分比超过另一给定阈值，该模型就认为此程序行为异常．实验结果表明，与Forrest和Lee的方法相比，所提方法的检测率的最大提高率可达590％．     

稀疏性SVDD方法在故障检测中的应用研究

在支持向量数据描述(SVDD)方法的基础上,通过研究原始正常数据分布在高维映射空间内的稀疏特性,选取前k个高维分布边缘的数据点进行SVDD建模,用于解决SVDD方法处理大样本数据的缺陷,以及建模与过程监视时间长的问题.经过理论推导和仿真分析,验证了稀疏性SVDD建模方法可以有效地提高建模以及过程检测速度;对于大样本数据可以利用筛选后的小样本进行建模,解决了SVDD方法不能很好地处理大样本数据分类的问题;同时,此方法不影响故障检测的精度.在TE过程中的应用验证了该方法的有效性.     

基于Virtools的碰撞检测技术的研究与应用

研究了全球著名的多功能的三维开发工具:Virtools,将两种基于包围盒的碰撞检测经典算法:球形包围盒检测法和标轴的轴向包围盒AABB检测法,应用到了大庆市某采油厂厂区虚拟漫游系统的开发中,解决了在Virtools平台上虚拟漫游系统中的碰撞检测问题,同时虚拟漫游系统的应用对该采油厂起到了很好的宣传作用.     

Detection and analysis system for hybridization images of lab-in-a-tube microarray

A lab-in-a-tube microarray system is developed for sample inspection and signal detection by fabricating a fiat transparent window cap of the Eppendorf tube. The oligonucleotide microarray is immobilized on the inner surface of the cap. A small vessel is placed in an Eppendorf tube for storing hybridization solutions. With the microarray system, the full biochemical processes, including gene fragment amplification, fluorescence labeling, hybridization, and fluorescence detection, have been performed in the sealed tube without opening the cap. The images are obtained from a fluorescence microscope and captured by a CCD, and the data are transported to a computer through the universal serial bus （USB）. After noise reduction, signal intensity is determined from hybridization image and the presence of gene fragments is identified. The final data output includes sample information, process steps, and hybridization results. A lab-ina-tube microarray system for detecting ten respiratory viruses at a single detection is designed. High detection throughput and accuracy have been demonstrated with the system.     

助航闪光灯光强检测系统研究

针对民航内缺少对助航闪光灯光强检测的现状,提出了一种检测助航闪光灯的方法。系统选用PIN光电探测器获取助航灯具的光信号,并利用前置放大器、AD1672芯片和USB接口电路等完成信号的放大、A/D转换及传输,最后通过计算机对数据处理。重点论述了助航闪光灯检测原理和测量规定,提出一种改进的算法用来确定闪光灯的持续时间,给出了系统的结构设计和部分电路原理说明,通过MATLAB软件中的复化梯形求积公式计算出光轴水平±15°和垂直+15°上的光强有效值,并在光轴方向绘制出发光曲线图。系统对实验室中的顺序闪光灯进行了测试,通过与灯具的规定说明比较,满足其发光特性要求,验证了系统的可行性。     

雷达信号跟踪器的设计及实现

雷达信号的跟踪系统是中段探测定位装置的重要组成部分,完成信号的跟踪和数据传送的功能.它是以高速数字信号处理器(DSP)TMS320VC5409为CPU,核心部分采用现场可编程门阵列(FPGA)芯片EP20K200E实现.整个系统采用模块化设计,与以往的系统相比,集成度和灵活性都有了很大的提高.     

苋菜红-蛋白质体系的共振瑞利散射光谱及其应用

研究了酸性条件下染色剂苋菜红-蛋白质体系的共振瑞利散射光谱。在pH=3．80的Clark-Lubs缓冲介质中,苋菜红与蛋白质通过分子间作用力形成复合物,使最大波长为523nm的共振光散射光谱得到加强,这种增强的共振光散射用于鸡蛋清试样中总蛋白的测定,其线性响应范围为1．5～5．0mg／L,检测限为209μg／L。该方法的稳定性及选择性良好,适用于微量蛋白质分析。