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植入式多通道神经微电极的发展
魏春蓉 , 裴为华
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191430
人类的大脑约由800亿神经细胞构成,这些神经元之间的连接将大脑组成了一个超复杂的神经网络,要研究大脑的功能机制,破译其神经网络的信息编码原理,一个重要的方法是在大脑神经元网络中,同时观察、记录尽可能多的单个神经元活动信号。植入式多通道神经微电极作为一种可实时记录多个神经元峰电位信号的器件,在神经信号的时间分辨率和设备的便捷性方面有着其它神经成像技术不可替代的优点。在不影响大脑功能甚至动物行为的前提下,为了在大脑中植入通道数更多的电极,需要在植入式多通道电极的材料、结构、集成方式和植入及封装方法等方面不断地进行改进创新和优化。本文简要回顾了多通道微电极技术的发展历史,重点介绍了采用微加工技术制备植入式多通道微电极的发展历程和研究现状,对未来的发展趋势进行了展望。
关键词: 植入式神经微电极, 微加工技术, 微通道电极, 薄膜电极, 电极阵列, 评述
阵列式多通道芯片液相色谱初探
周拙恒 , 刘娅 , 张博
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181764
分离技术的微型化不仅可以节约试剂和样品,还具有高效、快速、高分辨和高通量等优点。本研究以微流控芯片作为液相分离平台,构建了阵列式并行多通道分离与多道检测系统。基于玻璃芯片、聚甲基丙烯酸甲酯芯片和聚二甲基硅氧烷芯片构建了三重复合芯片作为分离平台,实现了单张芯片上8个色谱填充床的制备。芯片系统的承压考察实验证明,玻璃芯片可以作为可靠的芯片材料支持压力驱动的芯片液相色谱。通过层级式分流获得单根芯片柱300 nL/min的纳升级流速。考察了8通道芯片色谱分离的可行性和有效性,获得了80000 plates/m的优良柱效和保留时间RSD=1.1%的柱间重现性。以蛋白酶解物为样品,考察了此系统在复杂生物样品高通量分离分析中的应用潜能。
关键词: 微流控芯片, 液相色谱, 芯片色谱, 并行多道, 高通量
灭多威分子印迹光子晶体传感器的制备及应用
张琪 , 张红 , 周强 , 徐炎硕 , 王颜红
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181718
将光子晶体技术和分子印迹技术相结合,制备了分子印迹光子晶体传感器(MIPC),用于检测农药灭多威。以直径320 nm的SiO2微球制备的光子晶体为制孔模板,灭多威为印迹模板分子,甲基丙烯酸和丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,经过热聚合后形成凝胶薄膜,将SiO2微球和灭多威分子洗脱后得到灭多威MIPC。通过扫描电子显微镜对聚合物薄膜的形貌进行了表征,发现薄膜中形成了具有典型面心立方结构的三维互连大孔阵列。通过测试其反射峰的位置变化,研究了此MIPC在灭多威溶液中的响应性能,结果表明,MIPC膜对目标分子灭多威具有良好的特异性响应。当灭多威溶液浓度在0~0.02 g/L变化时,反射峰从533 nm红移至589 nm,表观颜色由绿色变为橙红色,响应时间仅为13 min,而与其分子结构相似的克百威则没有出现明显的反射峰位移。测试了此传感器在实际样品中的实用性。当MIPC浸入灭多威含量为0.002、0.02和0.2 mg/L的白菜样品基质溶液时,MIPC反射峰偏移量分别为28、34和42 nm,表明在复杂基质中此传感器具有良好的选择性和高灵敏度的响应能力。
关键词: 光子晶体, 分子印迹, 传感器, 灭多威
多菌灵与3种环糊精的识别研究
孙伟 , 厍梦尧 , 马思悦 , 陈娇 , 史真 , 李剑利
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.170031
利用溶液法制备了疏水性药物分子多菌灵与β-环糊精、2-羟丙基-β-环糊精和2,6-二甲基-β-环糊精的包合物,在25℃时,通过核磁共振实验氢谱、二维ROESY和扩散排序DOSY的实验方法对多菌灵与3种环糊精的识别进行研究,得出了包合物的可能包合形式和3种环糊精与多菌灵包合后的扩散系数分别为Dβ-CD=2.516×10-10 m2/s,D2-Hp-β-CD=1.676×10-10 m2/s,DMe-β-CD=2.046×10-10 m2/s;通过X-射线粉末衍射、热重分析、红外光谱和扫描电镜发现,形成包合物后,环糊精和多菌灵的特征衍射峰均发生了变化,多菌灵的特征衍射峰10.4°,21.2°,25.8°,31.5°(2θ)消失或减弱;多菌灵热分解温度197.5℃,形成包合物后热分解温度提高到260℃以上;红外光谱的结果也表明,形成包合物后,环糊精空腔内的水峰振动明显减弱,说明环糊精的疏水空腔中水分子位置被多菌灵分子占据;扫描电镜的结果表明,包合物的外观不同于单体,说明有新的物相生成。
关键词: 多菌灵, 环糊精, 核磁共振, 包合物
液相色谱结合多元统计分析多酚与烟叶香型的关系
陈森林 , 黄曼艳 , 林云 , 陶红 , 胡玉玲 , 叶为民 , 李攻科
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181680
采用超声辅助萃取-液相色谱法快速测定烟叶中8种多酚类致香前体物质,通过测定51份烟叶样品中多酚类含量差异,结合主成分分析、聚类分析和判别分析等多元统计方法,对烟叶香型进行区分和判定。结果表明,前两个主成分累计贡献率为67.9%,从主成分得分图中可直观显示清香型、中间香型和浓香型的分类趋势,采用层次聚类分析可将51份烟叶样品分为3种香型,与交互验证率为90.2%的Fisher's判别分析的结果相一致。此外,研究了多酚类物质与产地的关系,主成分得分图中初步显示了不同产地烟叶的分类趋势。本研究结果表明,多酚类物质结合多元统计方法可应用于烟叶香型、产地分类的分析。
关键词: 液相色谱, 多元统计, 多酚, 烟叶, 香型, 产地
多电极阵列微流控芯片内细胞介电泳运动分析
姚佳烽 , 姜祝鹏 , 赵桐 , 王昊 , 陈柏 , 吴洪涛
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181433
研究了多电极阵列微流控芯片内不同细胞在介电泳力下的运动特征,对外部形态相同而内部组蛋白不同的两种细胞进行了分离。多电极阵列微流控芯片在流道的5个正方形横截面嵌入电极阵列,每个横截面的一组对边嵌入8根电极,此结构扩大了微流道的尺寸,可以实现细胞在介电泳力的作用下高流量分离。为了研究微流控芯片内细胞运动特征,首先通过电场数值分析,对一个横截面内多电极电场分布进行了计算,得到了最佳电极组合方式,使得电场分布均匀,且介电泳力最大。之后,通过实验分析了在不同频率、多电极复杂电场下,外部形态相同而内部组蛋白不同的人肺部成纤维细胞MRC-5的运动特点。通过对介电泳力的波谱进行分析,得到了野生型(WT)和组蛋白-GFP型(GFP-HT)两种细胞的分离频率为f=30 kHz。最后,在两个入口处通入不同比例的蔗糖(Sucrose)溶液与两种细胞混合液,计算了细胞的分离率。当两个入口的流量比为12:1时,两种细胞的分离率可以达到93.5%。本研究提出的多电极阵列微流控芯片分离细胞的方法为细胞的高流量快速分离奠定了基础。
关键词: 介电泳, 细胞运动, 多电极, 复合电场, 最优电极组合, 微流控芯片
毒死蜱等10种农药多残留快速检测芯片研究
赵颖 , 王双节 , 柳颖 , 焦沙沙 , 邹茹冰 , 方一画 , 郭逸蓉 , 朱国念
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191068
以醛基修饰的载玻片为固相载体,农药竞争抗原为包被抗原,胶体金为标记材料,抗农药单克隆抗体为识别元件,银增强试剂用于放大信号,建立了一种含有10对包被抗原与农药抗体组合的免疫芯片,可同时检测农产品中毒死蜱、三唑磷、克百威、噻虫啉、吡虫啉、多菌灵、异菌脲、涕灭威、甲氰菊酯和百菌清共10种农药。对胶体金标记探针、包被抗原与农药抗体组合等免疫芯片反应条件进行了优化。本方法对10种农药的检出限(IC20)达到1.49-15.72 μg/L,检测仅需1.5 h。将此芯片方法应用于水果(苹果)、蔬菜(黄瓜)以及茶叶(红茶)中的10种农药残留检测,其最低检出量可满足相应作物中的农药最大残留限量(MRL)检测要求,且此芯片检测方法具有较高的准确度和精密度,农药的添加回收率为82.1%-120.8%,批内相对标准偏差RSD ≤ 10.4%,批间RSD ≤ 12.1%,与质谱仪检测结果的相关系数大于0.9591。本研究为农药多残留快速检测分析提供了技术支持,具有良好的实用价值。
关键词: 农药多残留, 快速检测, 免疫芯片, 胶体金, 竞争反应
尿液细胞外囊泡的单颗粒水平多参数定量表征
刘海生 , 袁文理 , 陈永钰 , 陈晨 , 田野 , 颜晓梅
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.201443
尿液来源细胞外囊泡(Urinary extracellular vesicles,uEVs)作为新一类液体活检标志物,在疾病诊断、治疗监控领域具有广阔的应用前景。然而,由于缺乏相应的表征技术,研究者对于纳米尺度uEVs的粒径分布、颗粒浓度以及生化表型等均缺乏了解。EVs具有高度个体差异性和多样性,因此迫切需要发展高通量、多参数的单颗粒检测技术。基于本研究组前期工作中结合瑞利散射和鞘流单分子荧光检测技术研制的纳米流式检测装置(Nano-flow cytometer,nFCM),本研究对超速离心法纯化得到的uEVs的纯度、浓度、粒径、DNA、RNA和蛋白标志物在单颗粒水平进行多参数定量表征,其中EVs的检测限低至40 nm。结果表明,uEVs的纯度高达92%,10位健康受试者uEVs的颗粒浓度主要分布在3.0×109~8.9×1010个/mL之间,粒径主要分布在40~120 nm之间。DNA和RNA主要位于较大粒径的uEVs的内部,且颗粒之间的丰度存在很大的异质性。此外,使用nFCM对蛋白标志物CD9、CD63、CD81和CD24的阳性比率进行了测定。纳米流式检测技术可为uEVs的生化性质研究和临床应用提供重要的技术支撑。
关键词: 尿液细胞外囊泡, 纳米流式检测技术, 纯度, 粒径分布, 核酸, 蛋白标志物
超高效液相色谱-串联质谱法测定表层水中全氟及多氟化合物
刘晓雷 , 刘婕 , 郭睿 , 赵兴茹 , 申金山
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171373
建立了固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱(SPE-UPLC-MS/MS)同时测定水中全氟烷基羧酸(PFCAs)、全氟烷基磺酸(PFSAs)、全氟烷基膦酸(PFPAs)、全氟烷基次膦酸(PFPis)和多氟烷基膦酸二酯(diPAPs)等23种全氟及多氟化合物的分析方法。固相萃取柱WAX柱依次用6 mL甲醇(含1%(V/V)NH4OH)、12 mL甲醇和12 mL超纯水活化,上样后,用6 mL乙腈(含0.5%(V/V)NH4OH)、6 mL甲醇(含1%(V/V)NH4OH)和6 mL乙腈(含1%(V/V)NH4OH)洗脱。样品萃取液分为3份,一份用于分析PFCAs和PFSAs,溶液组成为等体积萃取液与超纯水;一份用于分析PFPAs,溶液组成为等体积萃取液与25 mmol/L四丁基硫酸氢铵;另一份用于分析PFPis和diPAPs,溶液组成为甲醇。结果表明,水中23种全氟及多氟化合物平均加标回收率为55%~125%,相对标准偏差为0.3%~15.0%,方法检出限和定量限分别为0.003~0.215 ng/L和0.010~0.714 ng/L。本方法简便、灵敏度高、重现性好,适用于同时检测水中多类全氟及多氟化合物。
关键词: 全氟烷基膦酸, 全氟烷基次膦酸, 多氟烷基膦酸二酯, 固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱, 表层水
二硫化钼量子点荧光传感器检测盐酸多西环素的研究
姜相宇 , 付华 , 张敏 , 付志博 , 王月荣 , 章弘扬 , 胡坪
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171347
通过水热法一步合成了二硫化钼(MoS2)量子点。MoS2量子点具有良好的荧光性能,基于盐酸多西环素(DOX)对MoS2量子点荧光猝灭的特性,建立了基于MoS2量子点荧光传感器测定DOX含量的方法。研究结果表明,DOX对MoS2量子点荧光的猝灭机理为静态猝灭。此荧光传感器测定DOX的线性范围为0.86~55.40 μg/mL,检出限为0.023 μg/mL(S/N=3)。利用此方法对盐酸多西环素片剂和加标牛奶中的DOX含量进行测定,RSD < 5%(n=3),测定结果与高效液相色谱法(HPLC)相比,相对误差 < ±5%(n=3)。本方法快速、简便,可用于实际样品中盐酸多西环素的测定。
关键词: 二硫化钼, 量子点, 荧光传感器, 盐酸多西环素
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