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金修饰硅纳米线电极的制备及其重金属检测研究

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金修饰硅纳米线电极的制备及其重金属检测研究

作者：侯慧娜华东师范大学

学位级别：硕士

近几十年来,我国经济保持了持续快速发展,工业重金属排放量随之节节攀升,重金属不断污染着饮用水、土壤,严重危害着人们的生命健康。层出不穷的重金属污染事件迫切要求研发出快速灵敏的重金属检测方法,这对城市环境的监控有着重要意义... 详细信息

近几十年来,我国经济保持了持续快速发展,工业重金属排放量随之节节攀升,重金属不断污染着饮用水、土壤,严重危害着人们的生命健康。层出不穷的重金属污染事件迫切要求研发出快速灵敏的重金属检测方法,这对城市环境的监控有着重要意义。伴随着电极技术的发展,电化学溶出伏安法检测重金属技术因为能快速实现多种金属的检测,并且具有检测灵敏度高、仪器便于操作、易于携带等诸多优点,符合实时监控环境重金属含量的需求,而越来越受到人们关注。本文中,制作了一种新型纳米金修饰硅纳米线电极,应用于实际水体中的重金属检测,旨在实现重金属检测仪器的微型化,讨论了硅纳米线阵列制备和表面金属修饰方法,重点研究了纳米金修饰硅纳米线电极用于实际水体中的重金属检测。本文所做的主要工作如下： 1)分别采用化学湿法和浸入沉积法制备硅纳米线并在硅纳米线表面沉积纳米金颗粒,制备了新型的纳米金修饰硅纳米线电极,可用于溶出伏安检测重金属。利用电子扫描电镜(Scanning Electron Microsocop, SEM)和X射线衍射(Powder X-Ray Diffraction, XRD)技术对制备的硅纳米线和纳米金修饰硅纳米线进行了表征。化学湿法制备的硅纳米线阵列的平均长度为几十个微米、直径为数百纳米,表面沉积金纳米粒子的平均尺度为20nm。硅纳米线最显著的特点是有着很大的表面体积比,可以增加电极的电化学有效面积;纳米线表面的金沉积,不仅增加了微电极的电导率,还增强了电极对重金属离子的吸附能力。 2)利用差分脉冲阳极溶出伏安法(differential pulse anodic stripping voltammetry, DPASV)对重金属离子镉Cd2+、铅Pb2+、铜Cu2+进行了检测,并对得到的实验数据进行了处理和分析。通过一系列实验,确定了最佳的实验条件,实验选用0.1mol/L(pH=4.4) HAc-NaAc缓冲液为电化学池的电解液,富集时间为120s。在25μgL-1-200μgL-1和25μgL-1-225μgL-1的浓度范围内,镉Cd2+、铅Pb2+和铜Cu2+溶出峰电流与浓度呈现出较好的线性关系。电极对镉Cd2+、铅Pb2+和铜Cu2+的灵敏度为0.31μA/(μgL-1)、0.97μA/(μgL-1)和0.44μA/(μgL-1),金属镉Cd2+、铅Pb2+和铜Cu2+的检测限(三倍信噪比,S/N=3),分别为0.58μgL-1,0.67μgL-1和0.26μgL-1。此外,还对电极进行了抗干扰性和重复性方面的测试实验。 3)通过对天然水样品进行测定,铅Pb2+和铜Cu2+的回收率为105%和99%,并使用电感耦合等离子体发射光谱仪对实验结果进行验证。实验表明差分脉冲阳极溶出伏安法可以适用于快速检测天然水样中重金属元素镉Cd2+、铅Pb2+和铜Cu2+。最后,本文对基于硅纳米线材料的传感器件进行了展望。由于硅纳米线具有高表面体积比这一物理结构特性,所以在电化学传感器领域有着巨大的应用前景。随着纳米科技的快速发展,相信硅纳米线材料以其简单的制备工艺流程、同集成电路工艺兼容等特点,能够为芯片上的一体化系统研发开拓一条崭新的发展方向,成为未来研究的一个热点领域。

关键词：重金属检测硅纳米线阵列金纳米粒子差分脉冲溶出伏安法水体检测

基于人机工程学的上下肢康复训练器设计与分析

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基于人机工程学的上下肢康复训练器设计与分析

作者：侯慧娜燕山大学

学位级别：硕士

现代临床医学已经扭转了重治疗、轻康复的治疗理念，肢体残障患者对康复治疗质量的要求也越来越高，而康复医师缺口较大，这种供需不均衡使得对康复机器人的需求量越来越大。目前康复机器人的研究已成为各国学者和公司研究的热点，具有... 详细信息

现代临床医学已经扭转了重治疗、轻康复的治疗理念，肢体残障患者对康复治疗质量的要求也越来越高，而康复医师缺口较大，这种供需不均衡使得对康复机器人的需求量越来越大。目前康复机器人的研究已成为各国学者和公司研究的热点，具有重要的社会意义和研究价值。本文依据临床康复医学理论，提出了一种能够顺应临床康复训练规律、具有多种训练模式的康复训练器，可根据患者的不同康复阶段、不同康复要求提供被动训练、主动辅助训练、主动训练、抗阻训练以及功能性电刺激训练，并且还可以通过测力模式定量的分析患者的康复程度。本康复训练器结构简单、人机融合性好、移动方便、人机界面直观，可根据需要分别进行上肢和下肢康复训练。首先，基于人机工程学理论对康复训练器部分结构进行了设计，使得训练器更舒适、更容易操作。其次，结合人体上肢和下肢的运动特点和生理尺寸，将人肢体和康复训练器结合在一起分别简化出了上肢训练时空间四连杆机构刚体模型和下肢训练时平面四连杆机构刚体模型，并对人机模型做了运动学和动力学分析，建立了上肢训练时运动学数学模型和下肢训练时动力学数学模型。再次，基于HAM（人类自适应机电一体化）理论，简要提出了被动、主动辅助以及抗阻训练模式的控制策略。并利用ADAMS仿真软件对所建立的运动学和动力学数学模型进行了仿真验证。最后，借助CATIAV5中的人机工程分析模块将虚拟人体和训练器结合在一起，对分别在上肢和下肢训练时训练器的高度可调范围以及曲柄的长度等能否满足要求做了评估。分析了座椅与训练器的距离以及其高度的变化对肢体舒适度的影响，进而反映了康复效果的好坏。

关键词：康复训练器人机工程人机模型运动学动力学性能评估

长链非编码RNA靶向调控自噬对结直肠癌化学治疗敏感性的影响研究进展

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新乡医学院学报 2022年第10期39卷 983-987页

作者：常宇胡云峰苏亚妮侯慧娜延安大学附属医院放射治疗科陕西延安716000

结直肠癌(CRC)是最常见的消化道肿瘤之一,其主要治疗方式包括手术、放射治疗、化学治疗等。CRC对化学治疗药物产生抗性是影响CRC化学治疗疗效的主要因素之一。长链非编码RNA(lncRNA)可在表观遗传水平、转录水平和转录后水平调控基因的表... 详细信息

结直肠癌(CRC)是最常见的消化道肿瘤之一,其主要治疗方式包括手术、放射治疗、化学治疗等。CRC对化学治疗药物产生抗性是影响CRC化学治疗疗效的主要因素之一。长链非编码RNA(lncRNA)可在表观遗传水平、转录水平和转录后水平调控基因的表达,其功能的失调与恶性肿瘤的发生、发展密切相关。自噬是一种高度保守的过程,有助于维持适当的癌症微环境,能对饥饿和缺氧等环境变化产生反应,及时清除体内破损的细胞器、损坏的蛋白等有害成分,为机体提供能量。抑制自噬可以增强CRC化学治疗或某些靶向药物的治疗效果。LncRNA可通过不同机制调控肿瘤细胞的自噬水平。本文就lncRNA调控自噬的机制及其在CRC化学治疗耐药中的作用研究进展进行综述,以期为化学治疗耐药的CRC患者的治疗提供新的治疗策略及潜在治疗靶点。

关键词：长链非编码RNA 自噬结直肠癌化学治疗敏感性

基于人机适应的下肢康复训练器人机建模与受力分析

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机械科学与技术 2014年第2期33卷 243-248页

作者：袁林甄红卫史小华侯慧娜王洪波燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 北京星航机电设备厂北京100074

从下肢康复患者的需要和节约成本出发,设计了一种人机融合性好、机械结构简单,具备功能性电刺激接口的脚踏车式下肢康复训练器。该训练系统能针对不同损伤程度的下肢残障者提供被动、主动、抗阻3种康复训练模式。根据人机适应(human ada... 详细信息

从下肢康复患者的需要和节约成本出发,设计了一种人机融合性好、机械结构简单,具备功能性电刺激接口的脚踏车式下肢康复训练器。该训练系统能针对不同损伤程度的下肢残障者提供被动、主动、抗阻3种康复训练模式。根据人机适应(human adaptive mechatronics,HAM)概念中在约束环境下对人机建模的思路进行动力学研究,在结合人体下肢运动机理的基础上提出了一种平面闭环铰链五连杆刚体模型,介绍了康复设备的结构,对主动踏车运转过程中踝关节的运动进行了分析和优化,基于平面闭环铰链五连杆分析了抗阻训练时人机系统的静力学,建立了数学模型。根据人体下肢模型建立了虚拟样机,并进行了动力学仿真,验证了前述分析的正确性。

关键词： HAM 下肢康复训练器人机模型静力学动力学仿真

纳米金修饰硅纳米线电极阳极溶出法测定痕量铅、铜

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南通大学学报（自然科学版） 2011年第4期10卷 31-36页

作者：侯慧娜沈国荣徐胡华张健华东师范大学电子工程系上海200241 上海集成电路技术与产业促进中心上海201203

以浸入沉积的方法在硅纳米线上修饰了金纳米颗粒,并通过电子扫描显微镜（SEM）和X射线荧光分析（XRF）对金纳米粒子修饰的硅纳米线电极表面形貌进行了表征.以修饰后的硅纳米线电极作为工作电极,采用阳极溶出法检测水中痕量铅和铜,考察p... 详细信息

以浸入沉积的方法在硅纳米线上修饰了金纳米颗粒,并通过电子扫描显微镜（SEM）和X射线荧光分析（XRF）对金纳米粒子修饰的硅纳米线电极表面形貌进行了表征.以修饰后的硅纳米线电极作为工作电极,采用阳极溶出法检测水中痕量铅和铜,考察pH值、富集电位和富集时间对溶出峰的影响,优化出最佳实验条件.在优化的实验条件下,铅Pb2＋和铜Cu2＋的灵敏度分别为0.649μA/（μg.L-1）和0.177μA/（μg.L-1）.检测极限达到0.26μg.L-1和0.67μg.L-1.峰电流与离子浓度在质量浓度25~200μg.L-1的范围内形成良好的线性关系.

关键词：硅纳米线电极差分脉冲溶出伏安法金纳米粒子铅铜

EWB软件在“电子技术基础”课程教学中的应用

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电气电子教学学报 2009年第4期31卷 24-25页

作者：侯慧娜王德合空军第一航空学院河南信阳464000

根据"电子技术基础"课程的特点,为了提高学生的学习兴趣和课堂效率,笔者提出在教学中利用计算机辅助教学软件EWB来仿真电子电路。本文通过三个具体实例阐述了该方法的具体作用和实现方式。课堂实践表明,这种方法有助于加深学生对理论知... 详细信息

根据"电子技术基础"课程的特点,为了提高学生的学习兴趣和课堂效率,笔者提出在教学中利用计算机辅助教学软件EWB来仿真电子电路。本文通过三个具体实例阐述了该方法的具体作用和实现方式。课堂实践表明,这种方法有助于加深学生对理论知识的理解和对实践的认识,并对教师提出了更高要求。

关键词： EWB 电子技术教学

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航空通信设备检测系统跳频信号源的设计

电子设计工程 2010年第7期18卷 110-112页

作者：侯慧娜王德合空军第一航空学院基础部河南信阳464000

跳频通信被称为无线电的"杀手锏"武器,越来越多的航空电子设备采用跳频通信体制,为保证跳频通信设备性能,需要研制跳频信号源对其进行检测。在分析某航空通信设备测试和控制需求的基础上,提出基于"DDS+PLL"的跳频信号源的设计方案。具... 详细信息

跳频通信被称为无线电的"杀手锏"武器,越来越多的航空电子设备采用跳频通信体制,为保证跳频通信设备性能,需要研制跳频信号源对其进行检测。在分析某航空通信设备测试和控制需求的基础上,提出基于"DDS+PLL"的跳频信号源的设计方案。具体介绍了利用MC145158和AD9850实现系统硬件组成,给出了硬件原理框图,详细分析了跳频信号源中频率合成单元电路工作原理和工作流程,同时介绍了频率合成单元的软件工作流程。测试结果表明,该跳频信号源频率分辨率小于1 Hz、频率转换时间小于1μs。

关键词：通信设备抗干扰跳频信号源直接数字频率合成法锁相环