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基于微电极阵列的自动环境监测电子舌的设计

仪器仪表学报 2007年第9期28卷 1641-1645页

作者：邹绍芳范影乐王平杭州电子科技大学生物医学工程及仪器研究所杭州310018 浙江大学生物传感器国家专业实验室杭州310027

基于电化学微电极阵列,研发了一种用于环境中有毒痕量重金属检测的新型电子舌。系统采用差分脉冲阳极溶出伏安法,分三路实现了溶液中锌、镉、铅、铜、锰和砷6种重金属离子浓度的同时自动检测。每路传感器正面为30×30的硅基底金微电极阵... 详细信息

基于电化学微电极阵列,研发了一种用于环境中有毒痕量重金属检测的新型电子舌。系统采用差分脉冲阳极溶出伏安法,分三路实现了溶液中锌、镉、铅、铜、锰和砷6种重金属离子浓度的同时自动检测。每路传感器正面为30×30的硅基底金微电极阵列,背面集成了Ag/AgCl参比电极和Pt对电极。通过PC多线程控制三路恒电位仪电路、蠕动泵和电磁阀,实现自动进样、检测和清洗。一次测量可以在5 min内完成,每路只需要2 mL样品。采用标准加入法进行定量分析,检出限达到10^(-6)g/L级。此电子舌系统具有小体积、低成本等特点,适用于环境水样中重金属浓度分布的现场连续在线测量。

关键词：电子舌微电极阵列重金属多路恒电位仪

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一种新型汞离子选择薄膜传感器

分析化学 2005年第3期33卷 428-431页

作者：门洪,邹绍芳,Andrey Legin,王平生物医学工程教育部重点实验室杭州310027 杭州310027 杭州310027 浙江大学生物医学工程与仪器科学学院生物传感器国家专业实验室生物医学工程教育部重点实验室浙江大学生物医学工程与仪器科学学院生物传感器国家专业实验室生物医学工程教育部重点实验室 Chemistry Department.St.Petersburg University St.Petersburg 199034 Russia 浙江大学生物医学工程与仪器科学学院生物传感器国家专业实验室

采用脉冲激光沉积技术,在光寻址电位传感器表面上沉积了对二价汞离子敏感的薄膜,制备了一种新型汞离子选择薄膜传感器,靶材成分为HgAgIS,基底为p型单晶硅片,金属接触层为Cr/Au。该薄膜传感器在3星期内显示了良好的重复性和稳定性;检出限... 详细信息

采用脉冲激光沉积技术,在光寻址电位传感器表面上沉积了对二价汞离子敏感的薄膜,制备了一种新型汞离子选择薄膜传感器,靶材成分为HgAgIS,基底为p型单晶硅片,金属接触层为Cr/Au。该薄膜传感器在3星期内显示了良好的重复性和稳定性;检出限为3×10-6mol/L;响应时间小于2min,适用pH范围小于2。对干扰离子和迟滞效应等也进行了研究。该传感器具有测量快速灵活、所需样品少、动态范围宽等特点,因为把电位信号转化为对光激发的交流电流信号进行测量,所以提高了灵敏度。同时也证明了脉冲激光沉积是适合制备薄膜传感器的一种新技术。

关键词：薄膜传感器光寻址电位传感器脉冲激光沉积汞离子敏感

一种基于PID控制器的H.264单元层线性码率控制算法

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仪器仪表学报 2008年第3期29卷 623-628页

作者：徐平庞全范影乐邹绍芳杭州电子科技大学生物医学工程与仪器研究所杭州310018

本文提出一种新的集成PID控制器和线性码率模型的H.264单元层码率控制算法。人眼不仅对空域图像质量敏感,而且对时域图像质量敏感。为了在空域图像质量和时域图像质量之间获得更好的折中,在保持高空域重建图像质量的情况下获得更好的时... 详细信息

本文提出一种新的集成PID控制器和线性码率模型的H.264单元层码率控制算法。人眼不仅对空域图像质量敏感,而且对时域图像质量敏感。为了在空域图像质量和时域图像质量之间获得更好的折中,在保持高空域重建图像质量的情况下获得更好的时域重建图像质量,本文将PID控制器引入到H.264的单元层线性码率控制中,并对场景切换情况进行单独处理。实验结果表明,本文算法不但具有线性码率控制算法的准确跟踪目标码率,显著降低比特率估计偏差的优点,而且在保持较高空域重建图像质量的同时提高时域重建图像质量,并可显著地提高场景切换时的重建图像质量。

关键词： H.264 PID控制器线性码率模型码率控制基本单元比特分配场景切换

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用于嗅觉机理研究的MEMS微探针阵列

中国生物医学工程学报 2009年第1期28卷 83-89页

作者：徐莹杨勇邹绍芳王平杭州电子科技大学自动化学院生物医学工程及仪器研究所杭州310018 浙江大学生物传感器国家专业实验室生物医学工程学系杭州310027

微探针芯片是基于微机电系统MEMS体加工技术的研究在体神经电生理或临床药理分析的新兴工具,主要应用动物脑区电生理的在体研究,可有助于在原位水平的网络系统中,了解神经元之间的信息耦合传导机制,探索神经元如何联系成整体来处理和储... 详细信息

微探针芯片是基于微机电系统MEMS体加工技术的研究在体神经电生理或临床药理分析的新兴工具,主要应用动物脑区电生理的在体研究,可有助于在原位水平的网络系统中,了解神经元之间的信息耦合传导机制,探索神经元如何联系成整体来处理和储存信息等。首先分析细胞-微电极界面模型,然后介绍了原位式微探针的设计和工艺制作步骤,采用微探针对大鼠嗅球区附近和海马区的脑电位进行测试和分析,并通过对嗅粘膜施加气体刺激,观察嗅前核区电位响应变化,结果显示10-3M的甲基水杨酸盐对大鼠嗅上皮刺激时,会在嗅前核区产生响应。在此基础上,结合当前的研究工作,说明基于体加工MEMS技术的微探针阵列适合于在体神经元的多位点实时测量,对嗅觉传导机理的研究具有重要作用。

关键词：生物传感器生物-微加工技术原位式微探针阵列细胞胞外电生理

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基于微加工技术的集成细胞芯片的实验研究

传感技术学报 2008年第6期21卷 908-915页

作者：徐莹杨勇邹绍芳王平杭州电子科技大学自动化学院生物医学工程及仪器研究所浙江大学生物传感器国家专业实验室生物医学工程学系

细胞电生理检测芯片已成为后基因时代生物科学研究的重要工具,但是目前的细胞胞外电生理测试工具发展迅速,但存在功能单一化、指标不够稳定的缺点,如信噪比较低,难于重复与对照,且不能实现多参数同时检测,已成为细胞电生理快速分析发展... 详细信息

细胞电生理检测芯片已成为后基因时代生物科学研究的重要工具,但是目前的细胞胞外电生理测试工具发展迅速,但存在功能单一化、指标不够稳定的缺点,如信噪比较低,难于重复与对照,且不能实现多参数同时检测,已成为细胞电生理快速分析发展的瓶颈。集成型细胞芯片通过传感器件的网络化和集成化,将细胞的电学信息、化学信息、动力学信息等生理活动信息转换为可检测的信号,并细化为微观信息量进行实时分析,实现快速微量的细胞功能信息和待测物质性质的检测,在细胞生物学、环境监测和药物开发等领域有广泛应用前景。本文设计了一种新型的集成了细胞微电极阵列、电阻抗传感器及光寻址电位传感器三个传感单元的阵列化芯片,首先分析了各单元用于细胞电生理测量的界面模型;在此基础上重点分析了各细胞传感器单元的特性曲线测试、表面处理测试,并初步进行细胞电生理参数的分析。结果显示,MEA加入测试液测试后,噪声水平在80μV左右,且器件适于细胞培养及动作电位测试;IDA器件上培养的肾细胞在药物作用下会引起细胞阻抗变化率12%～16%的变化;LAPS器件的酸化率灵敏度在50.65mV/pH,在肾细胞酸化率测试中,高浓度5-氟尿嘧啶会引起的细胞正常代谢率下降(相对酸化率下降50%)。说明药物浓度越大,作用时间越长,对细胞的活性影响越大,这与IDA器件的测试结果一致。最后得到了在器件特性、系统优化及细胞测试的一些初步结果,对芯片进行了芯片各单元的互补性分析,为细胞传感器的多功能化发展开拓了一个新的应用领域。

关键词：细胞传感器细胞电生理微电极阵列叉指电极光寻址电位传感器

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海水重金属自动检测系统研究

浙江大学学报（工学版） 2005年第11期39卷 1708-1712,1718页

作者：邹绍芳门洪李毅王银瓶叶学松王平浙江大学生物传感器国家专业实验室生物医学工程教育部重点实验室浙江杭州310027

基于电化学溶出伏安法研制了一种新型重金属检测系统,实现海水中锌、镉、铅、铜、锰、砷、铁和铬8种重金属元素质量浓度的自动检测.海水经过预处理后,8种重金属元素被分离为3路进入检测系统,锌、镉、铅、铜为一路,锰、砷为一路,铁、铬... 详细信息

基于电化学溶出伏安法研制了一种新型重金属检测系统,实现海水中锌、镉、铅、铜、锰、砷、铁和铬8种重金属元素质量浓度的自动检测.海水经过预处理后,8种重金属元素被分离为3路进入检测系统,锌、镉、铅、铜为一路,锰、砷为一路,铁、铬为一路.系统以银基汞膜电极为电化学传感器,通过PC机多线程控制三路恒电位仪电路、各蠕动泵和电磁阀,实现自动进样、检测和清洗.采用标准加入法进行定量分析,检测下限达到10-6g/L.每路只需要6 mL样品,一次测量可以在30 min内完成.系统体积小、成本低、可以连续测量,适于现场在线自动监测海水中的重金属浓度分布.

关键词：重金属检测差分脉冲溶出伏安法汞膜电极恒电位仪

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基于脉冲激光沉积的新型镉离子薄膜传感器

浙江大学学报（工学版） 2008年第2期42卷 286-289,320页

作者：胡卫军李毅邹绍芳王平 Andrey Legin 浙江大学生物传感器国家专业实验室生物医学工程教育部重点实验室浙江杭州310027 圣彼得堡大学化学系圣彼得堡俄罗斯199034

采用用于镉离子选择电极的硫属玻璃（Cd-Ag-As-I-S）制备敏感材料,结合脉冲激光沉积技术与光寻址电位传感器的特点,在光寻址电位传感器表面上沉积对镉离子敏感的薄膜材料,研制了一种新型镉离子敏感薄膜传感器.该传感器基底为N型单晶硅片... 详细信息

采用用于镉离子选择电极的硫属玻璃（Cd-Ag-As-I-S）制备敏感材料,结合脉冲激光沉积技术与光寻址电位传感器的特点,在光寻址电位传感器表面上沉积对镉离子敏感的薄膜材料,研制了一种新型镉离子敏感薄膜传感器.该传感器基底为N型单晶硅片,金属接触层为Cr/Au.通过实验得出该传感器的检出下限为1.15×10^-7mol/L,响应时间小于2 min,适用溶液pH范围为4-7,具有测量快速灵活、所需样品少、测量下限低等特点.该传感器对干扰离子具有较好的抑制能力.该传感器采用交流光激发电流信号进行测量,相对于离子选择电极,灵敏度得到了提高.实验结果表明脉冲激光沉积方法是制备薄膜微型传感器的一种新的有效手段.

关键词：镉离子敏感薄膜传感器光寻址电位传感器硫属玻璃脉冲激光沉积

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集成多传感器的环境监测电子舌的研究

传感技术学报 2007年第7期20卷 1457-1460页

作者：邹绍芳范影乐王平杭州电子科技大学生物医学工程及仪器研究所杭州310018 浙江大学生物传感器国家专业实验室杭州310027

研发了一种基于硅基底的环境监测新型电子舌,用于在线检测锌、镉、铅、铜、铁和铬6种痕量重金属元素.系统由一个电化学微电极阵列和两个光寻址电位传感器组成.其中微电极阵列由8×8个直径为10μm的金微电极组成,采用方波阳极溶出伏安法... 详细信息

研发了一种基于硅基底的环境监测新型电子舌,用于在线检测锌、镉、铅、铜、铁和铬6种痕量重金属元素.系统由一个电化学微电极阵列和两个光寻址电位传感器组成.其中微电极阵列由8×8个直径为10μm的金微电极组成,采用方波阳极溶出伏安法实现锌、镉、铅和铜4种元素的快速检测.另外在硅基底的两个2 mm×2 mm的金膜表面,分别沉积铁离子和铬离子选择性薄膜,实现光寻址电位传感器,用来实时检测铁和铬2种元素.实验结果表明,本文方法具有所需样品少、操作方便、检测速度快以及灵敏度高等优点,检出限可达到微克/升级.

关键词：重金属检测电子舌微电极阵列光寻址电位传感器方波阳极溶出伏安法

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汞离子选择电极在海水痕量元素检测中的应用

传感技术学报 2007年第6期20卷 1215-1218页

作者：胡卫军邹绍芳 Alisa Rudnitskaya 王平浙江大学生物医学工程与仪器科学学院生物传感器国家专业实验室生物医学工程教育部重点实验室杭州310027 杭州电子科技大学自动化学院生物医学工程与仪器研究所杭州310018 Chemistry Department.St.Petersburg University St.Petersburg

由于自由汞离子(II)在低浓度时不易保持其形态,在此以汞络合平衡的基本原理为基础,计算并讨论了汞在溶液体系中的存在形态,从而获得稳定的低浓度自由汞离子以及溶液中自由汞离子浓度和总汞浓度之间的关系.通过对汞离子选择电极(Hg-ISE)... 详细信息

由于自由汞离子(II)在低浓度时不易保持其形态,在此以汞络合平衡的基本原理为基础,计算并讨论了汞在溶液体系中的存在形态,从而获得稳定的低浓度自由汞离子以及溶液中自由汞离子浓度和总汞浓度之间的关系.通过对汞离子选择电极(Hg-ISE)在类似海水的缓冲溶液体系实验测试及分析,其结果显示在自由汞离子浓度高于10-19mol/L时,总汞浓度和自由汞浓度仍然保持成一定的线性关系,表明可以通过检测自由汞离子浓度来检测海水中总汞浓度.

关键词：化学传感器汞离子选择电极自由汞离子总汞