基于小分子末端保护的turn-on传感器构建及其在蛋白质检测中的应用

基于小分子末端保护技术,结合原位合成DNA功能化银簇,构建了一种简单且低成本的蛋白质检测方法。本方法检测链霉亲和素的线性范围为10～1 000 ng/mL,检出限为7. 92 ng/mL,具有较好的选择性并且可以实现复杂样品中目标蛋白质的检测;此外,通过在探针核酸一端修饰上不同的小分子可用于其他相对应蛋白质和细胞的检测,具有良好的通用性;核酸外切酶I的引入,将没有与目标蛋白结合的探针DNA水解为单核苷酸,使之不能形成DNA功能化的银簇,从而降低背景干扰,提高灵敏度;该探针无需修饰荧光染料,且合成银簇所需原料廉价易得,大大节约了成本。     

基于STM32的家用甲醛检测仪的设计

甲醛是室内空气污染最主要的污染源,目前市面上甲醛检测仪存在检测周期长、操作复杂、成本高等不足.为此,设计了一款适合家用的甲醛检测仪,以满足居民对室内空气质量检测的需求.该设计基于低功耗的主控芯片STM32微控制器,利用传感器检测技术对室内的温度、湿度和甲醛浓度进行实时检测和显示.当室内空气中的甲醛含量达到警戒值时会触发报警,同时将检测到的数据通过无线模块发送至智能终端.该检测仪具有操作方便、实时检测、功耗低等优点.     

组网冗余MEMS惯性传感器网络优化配置与融合处理方法

针对单个惯性传感器精度与可靠性问题,提出了一种组网冗余微机电系统(micro-electro-mechanical system, MEMS)惯性传感网络优化配置与融合处理方法。首先,研究了多惯性传感器节点的空间配置形式,给出了网络观测模型。利用节点之间的最优化冗余配置策略,提升系统测量可靠性。在此基础上,进一步考虑MEMS陀螺仪和加速度计的安装误差对输出结果的影响,提出了相应的误差模型及校正算法。以随机游走为主要误差源,设计了新型的卡尔曼滤波方法,实现了冗余配置下的高精度导航信息解算。最后,采用自主构建的实验系统进行试验,证明所提出的融合方法能够有效降低陀螺仪和加速度计的随机游走误差。车载试验进一步证明了所提出的方法及系统的有效性。     

分子印迹材料的先进制备技术与策略

分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymers, MIPs)是采用分子印迹技术(molecular imprinting technology, MIT)制备的,具有与模板分子在形状、大小及官能团方面完全匹配的特异识别位点的高分子聚合物,能选择性识别和富集目标分析物(模板分子),已广泛用于样品前处理、化学/生物传感等领域.然而,在MIPs制备和使用过程中,仍存在模板分子洗脱困难、有效识别位点少、结合容量低、传质速率慢、水相识别差等问题.通过借鉴融合其他领域的先进技术和策略, MIT发展迅速,各种新型的印迹技术和策略不断涌现,不仅有效解决了上述问题,而且推动了新型MIPs的发展并拓展了其应用范围.本文以MIPs在样品前处理、传感和刺激响应中的应用为导向,梳理了MIPs材料的先进制备技术(表面印迹和纳米印迹技术、可控/活性聚合技术、点击化学、固相合成技术等)、策略(多模板、多功能单体、虚拟模板、片段印迹、硼亲和印迹策略等)与刺激响应印迹(磁、温度、光和pH响应等),并对印迹技术和材料的发展进行了展望.     

基于无线网络的油井监控单元设计

为了实现油田井点远程无线网络监控,本文提出了一个WiFi+4G的井点无线监控组网方案,设计与开发了一种基于WiFi无线接入的油井监控单元。该单元采用MCU+WiFi模块的结构,有多个模拟/数字的输入/输出通道,辅以WiFi-4G路由器的组网,能够自动接收远程监控中心的指令,对井点设备对象进行测控。试验结果表明,组网方案简单易行,监控单元工作稳定,性能可靠,能够满足油井监控和其他物联网终端的测控需求。     

柔性石墨烯传感带拉伸传感性能

将石墨烯织带作为基材覆合于弹性针织面料上,以制备柔性石墨烯传感带。在伸长率为0~25%时,通过定伸长拉伸试验测试不同初始长度的石墨烯传感带电阻与伸长率关系、灵敏度、重复性以及稳定性。结果表明:当伸长率小于10%时,柔性石墨烯传感带的电阻增长速率较快,而当伸长率超过10%后,电阻变化较小;伸长率为0~10%,其灵敏系数可达6.0以上;5次重复性拉伸测试发现,该传感带具有良好的重复性及稳定性。研究表明,该柔性石墨烯传感带在服装用人体数据采集如长度测量等方面有一定的应用性。     

水下传感网络的低复杂度APIT算法及OPNET仿真实现

由于水声传感网络具有能量的局限性,所以低复杂度的定位算法更适用于水声传感网络。传统的APIT算法能够以较少的控制开销获得较好的定位精度,有利于水下传感网络定位的实现,但其复杂度高,冗余误差较大。以点扫描的方式取代传统网格扫描法,提出一种低复杂度的APIT算法,并在OPNET平台上搭建水声传感网络环境,阐述该算法在水下传感网络节点定位的实现过程。仿真结果表明,待定位节点与锚节点密度的增加有助于改善算法的性能,且在同等条件下本文算法比传统APIT算法定位精度更高。     

基于ZigBee的隧道亮度信号采集系统研究

高速公路隧道照明节能控制系统,要求灯具控制器依据各隧道路段亮度控制指令信息,结合各路段光照度传感器采集的实时亮度信号进行综合运算,产生相应的PWM信号去调整该路段LED隧道灯组的照明亮度,以满足隧道内安全行车的照明需求。其亮度信号的实时采集与可靠性传输非常重要。本文依据Zig Bee的技术特点,设计了一款基于无线传感网络的隧道亮度信号采集系统。各节点传感器采集的实时亮度信号,经CC2530处理过后,将相对较低照度的信号通过无线传输方式,以"接力棒"式的跳转模式传输到协调器,用串口通信方式传输到灯具控制器,实现对路段亮度信号的实时采集及可靠性传输。     

范代娣教授荣获第六届“侯德榜化工科学技术奖”成就奖

<正>2014年9月23日,第六届"侯德榜化工科学技术奖"在北京举行颁奖典礼,西北大学化工学院范代娣教授荣获"侯德榜化工科学技术奖"成就奖,成为我省高校中首次获得该殊荣的专家。侯德榜奖化工科学技术奖是目前我国化工学术界最高科技奖励,设成就奖、创新奖和青年奖3种,3种奖项每次累计不超过30名。本届全国共评出成就奖3名,创新奖11名,青年奖9名。范代娣教授的研究领域包括生物化工、化学工程、生物材料、生物医学工程等,担任西北大学化工