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面向人体呼气标志物检测的气敏传感器研究

面向人体呼气标志物检测的气敏传感器研究

作者：付丽娟山东师范大学

学位级别：硕士

随着糖尿病和慢性肾病不断增加,对实时、非侵入性的生物标志物检测方法的需求变得急迫。分析人体呼吸中的挥发性有机化合物以进行疾病诊断已成为一种被广泛关注的无创、简易工具,尤其是在疾病诊断和早期检测方面。金属氧化物气体传感器... 详细信息

随着糖尿病和慢性肾病不断增加,对实时、非侵入性的生物标志物检测方法的需求变得急迫。分析人体呼吸中的挥发性有机化合物以进行疾病诊断已成为一种被广泛关注的无创、简易工具,尤其是在疾病诊断和早期检测方面。金属氧化物气体传感器具备便携、成本低廉、操作简便等诸多优点等优势,然而在实际呼气检测中存在普遍的选择性差、稳定性不足、工作温度高等问题,难以满足实际需求。因此,本研究主要通过结构调控和复合碳纳米材料等方法,提高传感器对丙酮和氨气的选择性以及抗湿性,并最终在低功耗下实现有效的呼气检测。这一努力旨在克服传感器在实际应用中所面临的挑战,为生物标志物检测领域提供更可靠、精准的解决方案。本研究以金属氧化物CoO纳米材料为基础,通过同轴静电纺丝技术成功合成了具有核壳结构的CoO/TiO一维纳米纤维复合材料。为降低工作温度,采用MOF作为牺牲模板,运用水热法和热处理技术制备了一维多孔的CoO纳米材料,用于丙酮的高效检测。为进一步优化工作条件,借助静电纺丝和物理研磨技术,成功合成了CoO复合碳量子点,用于在低温下高效检测氨气。最终,通过模拟患者呼出气检测,验证了传感器在实际应用中的可靠性。本文具体研究如下:（一）采用同轴静电纺丝法合成CoO/TiO核壳纳米纤维（NFs）,并研究了核壳层不同位置的CoO和TiO对气敏性能的影响。常规静态气体敏感性能测试结果表明,CoO/TiO传感器呈现p型响应,在丙酮传感方面表现出优异性能。相较于CoO NFs和TiO NFs,CoO/TiO传感器对丙酮响应值更高,选择性更好,TiO NFs无法恢复的缺点也得到了显著改善。此外,呼吸模拟实验表明,CoO/TiO传感器的丙酮检测限下限低至500 ppb。CoO/TiO传感器的初始电阻不随相对湿度的增加而发生明显变化,在300°C时响应值波动1.5%。CoO/TiO的丙酮传感性能增强归因于异质结和多孔结构,这导致材料表面吸附的活性位点更多。（二）采用水热法制备了MOF-74,然后以MOF-74为模板通过热处理的方法合成了MOF-74衍生的一维CoO,具有高耐湿性和低检测下限,并用于检测人体呼出气体中的丙酮标志物。通过在300-450℃范围内精确控制MOF-74热解温度,获得了不同平均晶粒尺寸的一维多孔CoO。静态气体敏感性测试结果表明,在300℃热解温度下,MOF-74衍生的CoO最佳工作温度为175℃,并且对50 ppm丙酮表现出最高响应。在乙醇、甲醇、甲醛和氨4种干扰气体存在下,制备的CoO传感器对丙酮表现出良好的选择性。此外,呼气模拟测试表明,CoO传感器对呼出气体中丙酮的检出限低至500ppb。呼出气体中丙酮传感性能的良好归因于MOF-74在热解后的独特结构,它阻止了纳米颗粒团聚的发生,并提供了更多的暴露活性位点。此外,立方尖晶石结构的CoO四面体配体中表面Co的有效催化活性增强了丙酮的传感性能。（三）采用静电纺丝法和水热法分别合成了CoO和碳量子点（CQD）,并通过研磨法将不同量的CQD掺杂到CoO中。控制碳量子点的掺杂量为100、300、500 ul,成功合成了三种CoO/CQD复合材料,旨在研究碳量子点掺杂量对气敏性能的影响。XRD和SEM表明,所制备的CoO具有多孔纳米纤维的形貌,为吸附气体提供了更多的活性位点。CoO/CQD复合材料的气敏测试表明,随着碳量子点掺杂比例的升高,CoO/CQD传感器的响应值逐渐降低。掺杂量为100 ul的CoO/CQD的传感器不仅具有更高的响应值,工作温度也降低至50℃,响应时间和恢复时间分别为14和164 s,并且对氨气具有突出的选择性。CQD提供的活性官能团对CoO/CQD复合材料的氨气气敏性能有显著影响,并对CoO/CQD复合材料的气敏机理进行了探讨。

关键词： Co3O4 核壳纳米纤维同轴纺丝 MOF-74 碳量子点

博物馆非同质化权证数字藏品开发的现实基础、内生风险及规制路径

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东南文化 2024年第3期 170-177页

作者：付丽霞何羽丽中南财经政法大学知识产权研究中心湖北武汉430073

数字时代,博物馆开发非同质化权证(NFT)数字藏品的新文创形式应运而生,在为博物馆带来新发展机遇的同时也使其面临较大挑战。为了实现公共利益与私人利益的平衡,并契合藏品自身的公共产品性质,应当明确赋予博物馆利用文物资源铸造并发行... 详细信息

数字时代,博物馆开发非同质化权证(NFT)数字藏品的新文创形式应运而生,在为博物馆带来新发展机遇的同时也使其面临较大挑战。为了实现公共利益与私人利益的平衡,并契合藏品自身的公共产品性质,应当明确赋予博物馆利用文物资源铸造并发行NFT数字藏品的权利。然而在开发过程中,区块链技术的不稳定性潜藏着数据安全风险,NFT数字藏品较低的创新程度要求易诱发同质化现象,且NFT自身的代币性质也会产生金融风险。有鉴于此,博物馆应当明确NFT数字藏品开发的内部合规方向,厘清角色定位,坚持以创新为原则,加强风险预警工作;同时,应进一步完善外部监管机制,建立相应的市场标准与备案机制,并做好法律监管工作。

关键词：博物馆非同质化权证(NFT) 数字藏品利益平衡公共产品

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蚕豆幼苗内生固氮菌促生长特性的研究

中国农业科技导报 2020年第6期22卷 33-39页

作者：王新南罗家豪郝俊杰张晓艳刘璐付丽平王家林韩燕红刘全兰青岛科技大学海洋科学与生物工程学院山东青岛266042 青岛市农业科学研究院山东青岛266100 青岛市黄岛区农业技术推广站山东青岛266400

为研究蚕豆内生固氮菌的促生长特性,对蚕豆幼苗叶和根中的内生固氮菌进行分离纯化,并测定这些菌的溶磷溶钾能力与产固氮酶、纤维素酶和果胶酶等酶的能力,确定潜在的促植物生长菌株。从蚕豆幼苗的叶和根中分离得到了8株内生固氮菌,其中7... 详细信息

为研究蚕豆内生固氮菌的促生长特性,对蚕豆幼苗叶和根中的内生固氮菌进行分离纯化,并测定这些菌的溶磷溶钾能力与产固氮酶、纤维素酶和果胶酶等酶的能力,确定潜在的促植物生长菌株。从蚕豆幼苗的叶和根中分离得到了8株内生固氮菌,其中7株有溶无机磷能力,2株有溶钾能力,4株有产纤维素酶能力,2株有产果胶酶能力;叶中SL24-3菌株的固氮酶活最高,还有纤维素酶和果胶酶的分泌能力,根中SR23-1固氮菌有溶解无机磷和溶解钾的能力。这些结果表明,蚕豆幼苗内生固氮菌的促生长特性明显,其中SL24-3和SR23-1固氮菌是潜在的优势促生长菌。挖掘了潜在的优良促生菌,为内生菌促进植物生长的深入研究提供理论依据,具有实际价值和意义。

关键词：蚕豆内生菌固氮菌促生长特性

高压蒸汽与低温等离子灭菌法对腹腔镜光学视管灭菌效果的对比研究

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中国医学装备 2020年第8期17卷 52-55页

作者：余丽华姜华郭瑞罗红屈芸娜付丽平黄艳华南方医科大学附属小榄医院手术室广东中山528400

目的:比较高压蒸汽与低温等离子灭菌法在腹腔镜光学视管的灭菌效果,以寻求最佳灭菌方法。方法:选取新购入的12条腹腔镜10 mm光学视管,混匀编号标记后随机分为视管A组和视管B组,每组6条,其中视管A组光学视管使用高温高压蒸汽灭菌,视管B... 详细信息

目的:比较高压蒸汽与低温等离子灭菌法在腹腔镜光学视管的灭菌效果,以寻求最佳灭菌方法。方法:选取新购入的12条腹腔镜10 mm光学视管,混匀编号标记后随机分为视管A组和视管B组,每组6条,其中视管A组光学视管使用高温高压蒸汽灭菌,视管B组光学视管使用低温等离子灭菌,比较两组单个光学视管平均使用次数、灭菌成本、平均周转时间、成像质量、灭菌失败率和受损维修率。结果:两组光学视管灭菌方法的成像质量、受损维修率比较,差异无统计学意义,视管A组在单个光学视管平均使用次数、灭菌成本和平均周转时间明显优于视管B组,其差异有统计学意义(t=20.41,t=718.38,t=354.69;P<0.05);视管A组灭菌失败率低于视管B组,其差异有统计学意义(x^2=394.93,P<0.05)。结论:高压蒸汽灭菌法用于腹腔镜光学视管灭菌具有安全快速、成本低和周转快的特点,且灭菌失败率低,成像质量稳定,受损维修率低,是手术室接台手术光学视管快速周转的最佳灭菌方法。

关键词：光学视管灭菌高压蒸汽低温等离子

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单级直齿齿轮传动多目标模糊优化控制

机械设计与制造 2024年

作者：韩亮付丽华张文武营口理工学院辽宁科技大学

单级直齿齿轮与一般齿轮不同，其齿轮的啮合面积较小，在啮合过程中容易产生冲击和摩擦，其控制过程为多目标优化问题，单纯以准确性为约束条件的传统方法，降低了齿轮传动效率，提出单级直齿齿轮传动控制多目标模糊优化控制方法。在分... 详细信息

单级直齿齿轮与一般齿轮不同，其齿轮的啮合面积较小，在啮合过程中容易产生冲击和摩擦，其控制过程为多目标优化问题，单纯以准确性为约束条件的传统方法，降低了齿轮传动效率，提出单级直齿齿轮传动控制多目标模糊优化控制方法。在分析单级直齿齿轮传动问题的基础上，以齿轮强度、优化传动效率、优化动态性能为多目标，设置各个目标函数的取值范围，构建齿轮传动控制的多目标模糊优化函数。通过遗传算法中的交叉算法和模拟退火算法根据设定的多目标函数进行迭代求解，得到齿轮传动控制的最优参数，由此实现单级直齿齿轮传动控制优化。经实验验证：经过所提方法的优化后，齿轮内传动过程中的啮合错位情况明显降低，且其接触疲劳强度明显提升，该方法具有良好的优化效果。

关键词：单级直齿齿轮传动控制传动函数多目标模糊优化遗传算法

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面向关隘地形的分层调度多机器人路径规划

计算机集成制造系统 2024年第1期30卷 172-183页

作者：张凯翔毛剑琳宣志玮向凤红付丽霞昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500

针对关隘地形下多机器人路径规划存在的高度耦合性,引入调度次序优化思想构造了分层的多机器人路径求解与优化算法。首先,在优化层采用遗传算法生成所有机器人的调度次序,并根据适应度对调度次序进行迭代和进化。其次,根据优化层制定的... 详细信息

针对关隘地形下多机器人路径规划存在的高度耦合性,引入调度次序优化思想构造了分层的多机器人路径求解与优化算法。首先,在优化层采用遗传算法生成所有机器人的调度次序,并根据适应度对调度次序进行迭代和进化。其次,根据优化层制定的调度次序,在规划层采用改进的层级协作A*(IHCA*)算法进行路径求解,并将求解结果返回上层以对该次序的适应度进行更新。最后,通过上下层相互配合,逐步提升问题求解成功率并降低路径耗时。此外,提出搜索熔断机制,避免原始HCA*算法在关隘地形中陷于反复无效搜索的状态,可进一步提升求解效率。研究结果表明,所提算法在高耦合关隘环境下具有较高的求解成功率,且路径总耗时更少。

关键词：多机器人路径规划关隘地形调度次序遗传算法

基于手术室和消毒供应中心反馈复用器械不良信息的回顾性研究

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中国基层医药 2024年第7期31卷 1065-1069页

作者：陈玉珠付丽明三明市第一医院消毒供应中心三明365000 三明市第一医院手术室三明365000

目的旨在总结复用器械发生不良信息特点, 通过回顾性分析相关情况, 为手-供双方管理者提供可借鉴信息。方法回顾性分析三明市第一医院2021年1月至2023年4月的手术室和消毒供应中心(central sterile supply department, CSSD)164条手术... 详细信息

目的旨在总结复用器械发生不良信息特点, 通过回顾性分析相关情况, 为手-供双方管理者提供可借鉴信息。方法回顾性分析三明市第一医院2021年1月至2023年4月的手术室和消毒供应中心(central sterile supply department, CSSD)164条手术器械质量缺陷信息, 其中手术室134条, CSSD 30条。分析两者器械包出现缺陷的基本资料、分布情况、各时点不合格包数汇总, 比较两者3个班次下送缺陷器械及不同类别不合格器械包数、当班护士职称及工作年限分布情况, 运用构成比及χ^(2)检验进行分析。结果手术室及CSSD在器械缺陷环节、器械分类及器械包所属科室的资料比较, 差异均无统计学意义(均P>0.05)。两组器械质量不合格分布比较, 差异均无统计学意义(均P>0.05)。手术室第一班至第三班的下送器械缺陷率占比分别为32.09%(43/134)、12.69%(17/134)、55.22%(74/134), 三个班次不同类别不合格器械包数比较, 差异有统计学意义(χ^(2)=11.13, P<0.05)。职称方面, CSSD护士比率显著高于手术室(χ^(2)=4.25, P<0.05);工作年限方面, 手术室中1~5年显著高于CSSD组, 11~15年低于CSSD组(均P<0.05)。结论护理管理者及手术器械处理相关人员应关注发生器械缺陷诸多环节如所属科室、分类、器械质量、发生重点人群、重点时段及重点班次等, 加强器械保护细节, 提高低年资护士的专业能力及防范器械缺陷不良信息的发生。

关键词：设备和供应外科器械手术室中心供应室,医院消毒时间因素回顾性研究

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四旋翼飞行器多模式稳定控制

小型微型计算机系统 2024年第3期45卷 570-575页

作者：贾晓涵付丽霞昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500

针对四旋翼飞行器的飞行稳定问题,提出了一种多模式的控制策略.在系统建模时引入未知扰动.系统采用内外环控制的方式,外环为位置控制环,采用自适应RBF神经网络对扰动进行预测,并采用非奇异终端滑模控制器实现对未知扰动的补偿和位置跟踪... 详细信息

针对四旋翼飞行器的飞行稳定问题,提出了一种多模式的控制策略.在系统建模时引入未知扰动.系统采用内外环控制的方式,外环为位置控制环,采用自适应RBF神经网络对扰动进行预测,并采用非奇异终端滑模控制器实现对未知扰动的补偿和位置跟踪,有效提高了系统的鲁棒性;内环为姿态控制环,采用具备3种姿态角解算模式的超螺旋非奇异终端滑模控制器,使姿态角保持在安全区间内,使飞行器更加稳定和安全.通过李雅普诺夫方程法证明系统的稳定性,并证明了系统误差可有限时间收敛.最后,通过仿真实验验证了所提出控制策略的有效性.

关键词：四旋翼滑模控制 RBF神经网络超螺旋算法轨迹跟踪

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钱学森“大成智慧教育思想”的理论意蕴与现实启示

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中国高教研究 2024年第9期 32-37页

作者：付丽莎姜汶君夏菊萍北京航空航天大学马克思主义学院北京航空航天大学工会办公室

钱学森“大成智慧教育思想”在人才培养理念、授课过程实践、教育教学精神等维度融汇中西、贯通古今，与高校课程思政建设在理论、实践和目标上具有内核共通性、逻辑一致性与价值关联性，对于落实立德树人根本任务具有重要的借鉴意义和... 详细信息

钱学森“大成智慧教育思想”在人才培养理念、授课过程实践、教育教学精神等维度融汇中西、贯通古今，与高校课程思政建设在理论、实践和目标上具有内核共通性、逻辑一致性与价值关联性，对于落实立德树人根本任务具有重要的借鉴意义和参考价值。新时代可以参照“大成智慧教育思想”的理论精髓培养学生综合素质、坚定育人价值取向、引导教师立德修身，进一步推进新时代高校课程思政建设。

关键词：钱学森 “大成智慧教育思想” 教育思想课程思政