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基于表面等离子体共振光电生物检测传感器

基于表面等离子体共振光电生物检测传感器

作者：刘天行广西科技大学

学位级别：硕士

新冠病毒已经在全世界200多个国家和地区爆发,对全球经济和人类社会构成严重威胁。传统新冠病毒检测方法具有成本高、耗时长、操作过程较为复杂和繁琐等缺点,限制了其广泛应用。因此迫切需要研究和开发一种快速、高效、高灵敏、低成本... 详细信息

新冠病毒已经在全世界200多个国家和地区爆发,对全球经济和人类社会构成严重威胁。传统新冠病毒检测方法具有成本高、耗时长、操作过程较为复杂和繁琐等缺点,限制了其广泛应用。因此迫切需要研究和开发一种快速、高效、高灵敏、低成本的新冠病毒检测方法具有重要的研究价值。针对这种需求,本论文设计和研究了一种基于Kretschman结构的微分相位SPR探测系统,该探测系统的波长探测范围是640 nm-800 nm,探测精度为0.0004 RIU,实现了皮摩尔浓度下的新冠病毒检测。1.在本论文中,详细的介绍了表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)的原理、SPR的激发原理、激发装置、调制方式和生物传感器原理。基于以上原理设计和搭建了一种基于Kretschman结构的微分相位SPR探测系统。2.该SPR探测系统由卤素灯光源、线性宽带偏振器、双折射晶体、BK7直角玻璃棱镜以及光谱仪搭建组成。使用尿素溶液作为检测试剂对SPR探测系统进行了测试。折射率为1.3330-1.37的尿素溶液对SPR探测系统测试结果表明,该系统的等离子共振吸收范围可以达到640 nm-800 nm。折射率为1.3330-1.3338的尿素溶液对SPR探测系统测试结果表明,SPR探测系统的探测精度可以达到0.0004 RIU,稳定性良好。3.通过将DNA探针修饰于50nm金膜上制备了基于微分相位的SPR新冠病毒探测系统,将该系统应用于新冠病毒核酸序列检测中,通过微流控将新冠病毒特定核酸序列注入到探测界面,利用新冠病毒的DNA探针捕获新冠病毒中的特定核酸序列使得生物探测界面的介电常数发生变化。这种变化使得共振吸收峰波长位置发生变化,从而使得干涉光路中的干涉光相位发生变化。研究表明,该装置可实现皮摩尔浓度下的新冠病毒检测。综上所述,本论文设计和搭建了一种微分相位SPR探测系统,实现了皮摩尔浓度下新冠病毒的快速、高灵敏检测。我们期望将该SPR探测系统应用于目前新冠病毒以及未来可能出现的传染性病毒检测中。

关键词：表面等离子体共振白光干涉相位调制新冠病毒检测 SPR探测系统

碳量子点修饰g-C3N4复合材料的制备及其光催化制氢性能研究

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碳量子点修饰g-C3N4复合材料的制备及其光催化制氢性能研究

作者：刘天行哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

光催化反应被认为是解决目前能源危机一种有效的途径,而半导体光催化技术的重点是开发出具有优良光催化活性和可重复使用性的光催化剂。近年来,g-CN这种无毒无金属的光催化剂因其独特的电子结构、优良的化学稳定性和丰富的资源储备而引... 详细信息

光催化反应被认为是解决目前能源危机一种有效的途径,而半导体光催化技术的重点是开发出具有优良光催化活性和可重复使用性的光催化剂。近年来,g-CN这种无毒无金属的光催化剂因其独特的电子结构、优良的化学稳定性和丰富的资源储备而引发了全世界的广泛关注。但是,相邻CN层之间的弱范德华力导致光生电子和空穴的快速复合等因素会对它的光催化活性产生负面影响。所以为了提高g-CN的应用潜力,本文做了如下探究:本文采用一种零维材料碳量子点(CDs)作为研究对象来修饰g-CN,与其他零维材料相比,碳量子点具有优异的电子传导和光学特性,无毒性和良好的生物相容性等优势,这将更有利于提高g-CN对光的利用率以及抑制电子和空穴的复合,进而提高其光催化性能。首先,通过简单的一步煅烧法合成了氮掺杂碳量子点修饰的g-CN(NCDs/CN),并进一步探究了碳量子点最佳的引入比例。在最佳引入比例时,其光催化产氢活性是纯相g-CN的三倍以上。表征分析结果显示,碳量子点的修饰极大的提高了g-CN对光的利用范围,同时其能带结构也在引入碳量子点的过程中得到了调整。为了优化合成方法以及进一步提高g-CN光催化性能,本文采用超分子自组装的方式合成了直径较小的多孔管状g-CN(CN-NTs),并且通过电位调控,采用了简单环保的静电自组装方式合成了氮和磷共同掺杂的碳量子点修饰改性的g-CN(NP-CDs/CN-NTs)。多孔管状的催化剂结构有利于提升其比表面积以及对光的折射率,双元素掺杂的碳量子点的引入有效抑制了电子-空穴的重组,使其禁带宽度变窄,光催化制氢性能可达0.6433 mmol gh,是块状g-CN的5倍以上。为了进一步提高电子转移效率,本文在上述基础上引入了SnO纳米线,构建了一种新型的0D/1D/3D结构的光催化剂,通过范德华力的作用使SnO纳米线和NP-CDs/CN-NTs结合生长,得到了NP-CDs/SnO/g-CN这种多维材料组成的光催化剂。SnO和NP-CDs/CN-NTs形成的异质结构有利于催化剂间电子的转移,碳量子点增强了其对光的响应能力,其光催化活制氢活性可达1.07mmol gh,与纯相的g-CN相比有了质的提升。

关键词：石墨相氮化碳碳量子点氧化锡纳米线析氢反应

安徽省普通高校体育艺术考生运动损伤致因与对策研究

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安徽省普通高校体育艺术考生运动损伤致因与对策研究

作者：刘天行首都体育学院

学位级别：硕士

近年来,体育艺术在我国发展速度十分迅猛,很多高校开设了体育艺术类专业,安徽省更是设立了普通高校体育艺术统一考试,但随着体育艺术迅猛发展,出现的运动损伤也不容忽视。本文为了找到安徽省普通高校体育艺术考生运动损伤的致因并提出对... 详细信息

近年来,体育艺术在我国发展速度十分迅猛,很多高校开设了体育艺术类专业,安徽省更是设立了普通高校体育艺术统一考试,但随着体育艺术迅猛发展,出现的运动损伤也不容忽视。本文为了找到安徽省普通高校体育艺术考生运动损伤的致因并提出对策,主要采用文献资料法、访谈法、问卷调查法、数理统计法、观察法、德尔菲法对安徽省普通高校体育艺术考生的基本情况、运动损伤情况、损伤影响因素进行了全面调查,发现了安徽省体育艺术考生男女生比例为1:3.4;考生年龄以17、18岁为主;运动损伤主要发生在健美操训练中;考生患病率高达60.9%、发病率高达301.8%,运动损伤情况十分严重;不同性别和不同训练年限考生运动损伤情况具有较大差异。主要采用因子分析的方法提取出了5个因子,占总方差百分比的73.494%,对因子内指标进行归纳并命名,找到致因并提出了相应的对策,最终得出如下结论:1、安徽省普通高校体育艺术考生运动损伤致因主要分为5个因素,按影响程度排序为:训练因素、技术因素、心理因素、生理因素、环境因素;5个因素中最重要的问题分别是:身体局部负荷过大、健美操技术本身特点、训练中注意力不集中、身体力量不足、场地简陋。2、不同性别考生在运动损伤上有差异,差异原因在训练内容不同,教练员对不同性别考生的教学重点应当区别对待;不同训练年限考生运动损伤状况不同,培训机构应当尽量增加考生的训练年限,对新生不能急于求成。3、针对致伤因素中的最主要问题的解决对策是注重全面提高考生身体素质,科学安排练习时间和内容,避免身体局部负担过重;考虑健美操项目的技术特点,利用深呼吸、冥想、回忆、控制单次练习时间等方法来集中考生练习的注意力;重视力量素质的训练,均衡发展身体各部位的肌肉力量与耐力;保证考生可以使用优质的练习场地。

关键词：体育艺术考生运动损伤因子分析

小米结合型酚类化合物的分离鉴定及抗氧化活性评价

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小米结合型酚类化合物的分离鉴定及抗氧化活性评价

作者：刘天行南京农业大学

学位级别：硕士

小米不仅是主要杂粮之一,而且富含多种生物活性物质,特别是酚类化合物。小米中不溶性结合型化合物与植物细胞壁材料结合而难以直接提取出来,有关小米中酚类化合物的研究大都集中在游离型粗提物及其抗氧化活性方面,许多研究认为长时间的... 详细信息

小米不仅是主要杂粮之一,而且富含多种生物活性物质,特别是酚类化合物。小米中不溶性结合型化合物与植物细胞壁材料结合而难以直接提取出来,有关小米中酚类化合物的研究大都集中在游离型粗提物及其抗氧化活性方面,许多研究认为长时间的提取和使用精细的粉末能够确保提取到大部分化合物,这些研究由于没有考虑结合型化合物而低估了小米中酚类化合物的总量,而小米中的结合型酚类单体化合物及其结构鉴定尚未见报道。本研究对小米中的结合型化合物进行分离鉴定,初步评价了这些化合物的抗氧化活性,以期为小米的深加工与产品开发提供理论依据。建立了小米结合型酚类化合物的提取工艺并优化了参数。以酚类物质含量为指标,在单因素的基础上,采用响应曲面试验优化了小米结合酚的碱降解条件,得到了最佳参数:降解时间5h,料液比1:15,温度67℃,氢氧化钠浓度5mol/L,所得多酚含量为9.297μM GAE/g没食子酸当量。小米结合型酚类单体化合物的结构鉴定。利用有机试剂去除小米游离型化合物后,所剩残渣采用上述优化参数进行碱降解,利用有机试剂萃取降解液,得到富含结合型化合物的粗提物。采用有机溶剂萃取、减压过滤、真空浓缩、多种柱层析纯化包括减压硅胶柱层析、常压硅胶柱层析和凝胶柱层析Sephadex LH-20等得到4个单体酚类化合物。利用质谱(MS)和核磁共振(1D-NMR,1H-、13C-、DEPT和2D-NMR,HMQC、HMBC、NOSY)技术,并结合文献数据对比将这些化合物的结构鉴定为:(1)反式阿魏酸,(2)反式阿魏酸甲酯,(3)顺式阿魏酸,(4)顺式阿魏酸甲酯,其中,化合物2～4为首次从小米中分离鉴定得到。小米结合型酚类单体化合物的抗氧化活性评价。采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除法,初步评价了单体化合物的抗氧化活性。结果表明:与阳性对照VE相比(IC50,23.12μM),化合物1-4均具有较强的 DPPH 清除能力,IC50值分别是17.19μM,26.48μM,21.19μM和32.48μM。

关键词：小米结合型酚类化合物结构鉴定抗氧化活性

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面向电子产品装配过程的图像匹配方法研究

面向电子产品装配过程的图像匹配方法研究

作者：刘天行东北大学

学位级别：硕士

图像匹配是目标检测、图像拼接、三维重建以及视觉定位等众多计算机视觉领域中的关键环节,在工业上对电子产品进行装配时,需要对液晶屏或IC排线等与制定好的模板图像进行匹配。在不同时间、不同视角或者由不同相机拍摄到的同一产品的图... 详细信息

图像匹配是目标检测、图像拼接、三维重建以及视觉定位等众多计算机视觉领域中的关键环节,在工业上对电子产品进行装配时,需要对液晶屏或IC排线等与制定好的模板图像进行匹配。在不同时间、不同视角或者由不同相机拍摄到的同一产品的图像,往往存在干扰信息,图像旋转与图像变形等问题,从而导致图像匹配的正确率和鲁棒性降低,对后续工序的开展造成不良影响。因而,对复杂场景下图像匹配的研究已成为计算机视觉应用领域的研究热点。为了解决复杂场景下图像匹配面临的干扰、旋转和变形等问题,本文从如下三个方面展开了研究,所做工作概括如下:(1)在简单条件下,进行图像匹配的基础研究,提出了一种基于自适应Canny算法与改进RANSAC算法共同作用的策略。在使用经典的SIFT算法提取图像特征点的基础上,提出一种自适应阈值的Canny算法进行图像的边缘检测,将与边缘点重合的不稳定特征点去除。接着针对传统RANSAC算法迭代时间长,准确性不高的问题,提出一种改进的RANSAC算法,引入RMSE作为误匹配点的判定标准,用于将匹配过程中得到的误匹配点对剔除。并在匹配准确性方面与其他匹配策略进行了对比,同时在多种噪声条件下对本算法的鲁棒性进行了验证。(2)在图像旋转条件下,分析了传统的SURF算法抗图像旋转能力不强的原因,提出了融合SURF特征与DAISY描述符的复合特征匹配算法。利用SURF算法中Hessian矩阵的计算方法来检测特征点,以保证算法的快速性。接着对DAISY描述符的主方向分配过程进行了改进,使其具备旋转不变性,并将改进后的DAISY描述符的结构特性与SURF算法相结合,从而生成了具备旋转不变特性的全新特征描述。最后对算法的旋转不变性和时间效率进行了有效验证,从而提升了图像匹配的旋转鲁棒性。(3)在图像变形条件下,针对工业上图像变形的程度,将其归类为图像间仿射变换,并构建出了图像仿射变换模型,提出了一种基于MSER算法和概率模型的仿射图像匹配算法。首先基于MSER算法对存在仿射变换的图像进行椭圆区域提取和区域拟合,然后完成提取区域的归一化,用作图像之间的粗匹配。接着提出一种概率模型对图像进行精匹配并计算出仿射变换参数。最后使用真实工业图像样例和Mikolajczyk图像数据集对本算法在仿射变化、光照变化以及尺度变化的场景下与经典算法进行了对比实验,提升了变形条件下图像匹配算法的可靠性。

关键词：图像匹配复杂场景多特征融合鲁棒性特征点

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小米中结合型酚类化合物的分离与鉴定

南京农业大学学报 2014年第1期37卷 138-142页

作者：刘天行郭佳王伟辛志宏南京农业大学食品科技学院南京农业大学图书馆江苏南京210095

采用碱降解法使珍珠小米中的结合酚释放出来,并优化碱降解条件,利用酚类化合物追踪法,对降解产物中的酚类化合物进行分离鉴定。结果表明:最佳碱降解时间为4 h,NaOH浓度为5 mol·L-1,最佳的结合酚提取溶剂为甲醇。应用优化的提取条件提... 详细信息

采用碱降解法使珍珠小米中的结合酚释放出来,并优化碱降解条件,利用酚类化合物追踪法,对降解产物中的酚类化合物进行分离鉴定。结果表明:最佳碱降解时间为4 h,NaOH浓度为5 mol·L-1,最佳的结合酚提取溶剂为甲醇。应用优化的提取条件提取得到结合酚粗提物,通过常压硅胶柱层析和Sephedex LH-20柱层析从碱降解粗提物中分离得到2个单体化合物,采用核磁共振(NMR)和电喷雾质谱(ESI-MS)鉴定其化学结构分别为反式阿魏酸和反式阿魏酸甲酯。

关键词：珍珠小米结合型酚类化合物结构鉴定

基于PKS Ⅰ基因海芦笋内生真菌及其次级代谢产物筛选鉴定

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食品科学 2016年第1期37卷 114-119页

作者：张俊楠彭洁刘天行辛志宏南京农业大学食品科技学院江苏南京210095 南京农业大学图书馆江苏南京210095

一般研究内生真菌的方法都无法预测内生真菌次级代谢产物的类型,本实验以Ⅰ型聚酮合成酶(polyketide synthase,PKS)基因为探针,野生海芦笋(Salicornia bigelovii Torr.)为原料,筛选出菌株Salicorn 3,并对其发酵产物中的化合物进行分离... 详细信息

一般研究内生真菌的方法都无法预测内生真菌次级代谢产物的类型,本实验以Ⅰ型聚酮合成酶(polyketide synthase,PKS)基因为探针,野生海芦笋(Salicornia bigelovii Torr.)为原料,筛选出菌株Salicorn 3,并对其发酵产物中的化合物进行分离鉴定。结果表明:经过ITS1-5.8S-ITS4 rDNA同源序列鉴定的菌株Salicorn 3为圆弧青霉(Penicillium cyclopium),通过系统发育树分析并结合文献数据比较,表明该菌株具有产生聚酮类化合物的潜力。通过常压硅胶柱层析和Sephadex LH-20柱层析从其发酵产物中分离得到两个单体化合物,采用核磁共振和电喷雾质谱鉴定其化学结构分别为二酮哌嗪生物碱和脑苷脂C。

关键词：海芦笋内生真菌 Ⅰ型PKS基因聚酮类化合物核磁共振

产油脂耐盐真菌Salicorn 5的分离鉴定与发酵产物表征

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南京农业大学学报 2013年第5期36卷 99-107页

作者：王惠孟晓露赵育卉刘天行辛志宏南京农业大学食品科技学院江苏南京210095

对分离自盐生海芦笋的1株代号为Salicorn 5的耐盐真菌进行鉴定,提取总DNA后分别PCR扩增18S rDNA和ITS1-5.8S-ITS2区域,测序并进行同源性分析,构建ITS基因系统发育树,同时结合形态学分析,将该菌鉴定为小克银汉霉属(Cunninghamella sp.)... 详细信息

对分离自盐生海芦笋的1株代号为Salicorn 5的耐盐真菌进行鉴定,提取总DNA后分别PCR扩增18S rDNA和ITS1-5.8S-ITS2区域,测序并进行同源性分析,构建ITS基因系统发育树,同时结合形态学分析,将该菌鉴定为小克银汉霉属(Cunninghamella sp.)。该菌经静置发酵后,用环己烷提取发酵产物,并用硅胶柱层析分离得到3个油脂单体化合物,化合物经核磁共振(NMR)和质谱(MS)解析为油酸、亚油酸和1,3油酸双甘油酯。该研究结果说明,小克银汉霉属Salicorn 5菌株能够高产不饱和油脂,具有潜在的工业化应用价值。

关键词：海芦笋内生真菌分离鉴定不饱和油脂结构解析

盐生海芦笋来源真菌Penicillium stoloniferum发酵产物抗肿瘤活性成分研究

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食品科学 2012年第23期33卷 278-282页

作者：沈可慧孟晓露刘天行辛志宏南京农业大学食品科技学院江苏南京210095

采用活性追踪的方法,对一株盐生海芦笋来源真菌Penicillium stoloniferum发酵产物中的抗肿瘤活性成分进行分离和鉴定。利用常压硅胶柱层析、Sephedex LH-20、半制备HPLC等分离方法从中分离得到8个单体化合物,通过理化性质分析及波谱学... 详细信息

采用活性追踪的方法,对一株盐生海芦笋来源真菌Penicillium stoloniferum发酵产物中的抗肿瘤活性成分进行分离和鉴定。利用常压硅胶柱层析、Sephedex LH-20、半制备HPLC等分离方法从中分离得到8个单体化合物,通过理化性质分析及波谱学方法鉴定其化学结构分别为:麦角甾-7,9(11),22-三烯-3-醇、麦角固醇、菠菜甾醇、5α,8α-环二氧-(22E,24R)-23-甲基麦角甾-6,22-二烯-3β-醇、色氨酸-苯丙氨酸-环二肽、苯丙氨酸、邻苯二甲酸正丁酯、邻苯二甲酸异丁酯;以SRB法评价化合物的抗肿瘤活性,5α,8α-环二氧-(22E、24R)-23-甲基麦角甾-6,22-二烯-3β-醇、邻苯二甲酸正丁酯、邻苯二甲酸异丁酯对小鼠乳腺癌P388细胞具有强的细胞毒活性,IC50值分别为14、34、46μg/mL,其他化合物没有活性。

关键词：盐生海芦笋真菌发酵产物结构鉴定抗肿瘤活性