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Polydopamine-Based Colorimetric Superwettable Biosensor for Highly Sensitive Detection of Hydrogen Peroxide and Glucose

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Journal of Analysis and Testing 2023年第2期7卷 118-127页

作者： Jinze Li Yuhao Li zhongfeng gao Key Laboratory of Interfacial Reaction and Sensing Analysis in Universities of Shandong School of Chemistry and Chemical EngineeringUniversity of JinanJinan 250022China College of Chemistry and Chemical Engineering Linyi UniversityLinyi 276005China

Superwettable surface has broad application prospects in fabricating biosensors due to its significant enrichment effect.Here,we report a polydopamine-based colorimetric superwettable sensor that integrates superhydrophobic-superhydrophilic micropatterns for the determination of hydrogen peroxide(H_(2)O_(2))and glucose.Dopamine can be oxidized into polydopamine with the addition of horseradish peroxidase(HRP)and H_(2)O_(2),leading to the deposited spots color change from colorless to black.The concentration of target can be determined by analyzing RGB value using a smartphone software.The superhydrophobic area on the superwettable surface helps capture droplets by confining them to superhydrophilic microwells.After droplet evaporation,the analytes are concentrated in the small superhydrophilic domain,thus greatly enhancing the sensitivity.The experimental results manifested that superwettable sensor is able to detect H_(2)O_(2)with a broad linear range of 0.25μmol/L-25 mmol/L and a low limit of detection(LOD)of 0.25μmol/L by naked eye.For glucose detection,the linear range of the sensor is from 2μmol/L to 20 mmol/L and LOD is 0.69μmol/L.The superwettable sensor has been successfully applied in practical samples,including cancerous cells,milk,urine,and human serum samples with acceptable results.This superwettable sensor has several merits,such as high sensitivity,rapid response,and low sample volume in a single microdroplet,and shows great potential in manufacturing portable devices for complex biosensing applications.

关键词： Colorimetric assay Polydopamine Hydrogen peroxide Glucose detection Superwettable sensor

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An orthogonal dual-regulation strategy for sensitive biosensing applications

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National Science Review 2022年第9期9卷 246-259页

作者： Xian Yang Jinhua Wang zhongfeng gao Weiqi Zhang Hai Zhu Yongjun Song Quan Wang Mingjie Liu Lei Jiang Yu Huang Fan Xia State Key Laboratory of Biogeology and Environmental Geology Engineering Research Center of Nano-Geomaterials of Ministry of EducationFaculty of Material Science and ChemistryChina University of Geosciences State Grid Integrated Energy Service Group CO.LTD. State Key Laboratory of Proteomics Beijing Proteome Research Center National Center for Protein Sciences(Beijing)Beijing Institute of Lifeomics Shandong Provincial Key Laboratory of Detection Technology for Tumor Markers College of Chemistry and Chemical Engineering Linyi University Key Laboratory of Bio-Inspired Smart Interfacial Science and Technology of the Ministry of Education School of Chemistry and EnvironmentBeihang University Zhejiang Institute China University of Geosciences

Biosensing systems based on controllable motion behaviors of droplets have attracted extensive attention,but still face challenges of insufficient sensitivity and uncontrollable dynamic range due to imprecise manipulation of droplet motion on the surfaces.Here,we report an orthogonal dual-regulation strategy for precise motion control of droplets and we demonstrate its utility as a sensitive sensing system with controllable dynamic ranges of sensing for adenosine triphosphate,miRNA,thrombin and kanamycin,as well as discrimination of five kinds of D NA.We endowed a DNA-contained bio-droplet sliding on a lubricant-infused structural surface with micro-grooves to separately adjust the resistance from liquid phase and solid phase.The resistance from liquid phase mainly depended on hydrophobic interaction between DNA and lubricant,which can be finely tuned by different DNA’s average chain length.Meanwhile,the resistance from solid surface was determined by the energy barrier from the periodic micro-grooves,which can be adjusted by varying the droplet’s sliding direction on the surface.The hydrophobic interaction is conformed to be orthogonal to the micro-grooves’ anisotropic resistance by three different methods.This orthogonal dual-regulation strategy thus demonstrated its ability to precisely control bio-droplets’ motion behaviors and sensitive detection with adjustable dynamic ranges for various bio-targets.The dual-regulation strategy will provide significant insights for super-wettable biosensors,visual inspection and beyond.

关键词： motion behavior sensitive detection dynamic range hydrophobic interaction anisotropic resistance

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仿生超浸润界面传感技术在生物分析中的应用

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分析试验室 2024年第2期43卷 168-178页

作者：孙梦雪赵泳森李延雷高中锋山东省高校界面反应与传感分析重点实验室济南大学化学化工学院济南250024

仿生超浸润界面材料是构建高灵敏度、高特异性生物传感器的一类新兴材料,广泛适用于环境监测、生物医药、食品分析等领域。本文介绍了4种典型的超浸润界面,包括超疏水界面、超亲水界面、超润滑界面以及图案化浸润性界面,总结了界面浸润... 详细信息

仿生超浸润界面材料是构建高灵敏度、高特异性生物传感器的一类新兴材料,广泛适用于环境监测、生物医药、食品分析等领域。本文介绍了4种典型的超浸润界面,包括超疏水界面、超亲水界面、超润滑界面以及图案化浸润性界面,总结了界面浸润性调控在电化学、荧光、可视化、表面增强拉曼和可穿戴检测器件等技术中的研究和最新进展,阐述了传感器构建机理和检测机制。最后,对仿生超浸润界面传感技术在生命分析应用中存在的问题和现存的挑战进行了总结和讨论。

关键词：浸润性生物传感技术仿生材料生物分析应用

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PVC改性和加工应用工艺研究进展

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工程塑料应用 2020年第6期48卷 150-153页

作者：高中峰山东鲁泰化学有限公司山东济宁272000

综述了聚氯乙烯(PVC)高性能化、功能化改性技术,特别介绍了PVC在塑料管材中的应用及成型工艺,最后重点对PVC树脂加工应用工艺技术发展趋势进行了展望,指出通过机械和工艺创新、数字仿真及自动化技术应用,实现产品性能提升和节能降耗是PV... 详细信息

综述了聚氯乙烯(PVC)高性能化、功能化改性技术,特别介绍了PVC在塑料管材中的应用及成型工艺,最后重点对PVC树脂加工应用工艺技术发展趋势进行了展望,指出通过机械和工艺创新、数字仿真及自动化技术应用,实现产品性能提升和节能降耗是PVC树脂加工应用技术的重要发展方向。

关键词：聚氯乙烯树脂改性加工工艺研究进展

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基于正交试验法的钎焊各参数对石墨连接的影响

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热加工工艺 2020年第13期49卷 6-9页

作者：高忠峰蒋毅江南大学机械工程学院江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122

对高强石墨使用Ti+Ni体系焊料进行真空炉钎焊烧制后,其焊料溢出面积与三点弯曲力矩对高强石墨电极整体性能有一定的影响。这两个因素主要受焊接压力、液压压力、焊料质量和焊料孔深度这个四个参数影响,因此对这四个参数进行正交试验法... 详细信息

对高强石墨使用Ti+Ni体系焊料进行真空炉钎焊烧制后,其焊料溢出面积与三点弯曲力矩对高强石墨电极整体性能有一定的影响。这两个因素主要受焊接压力、液压压力、焊料质量和焊料孔深度这个四个参数影响,因此对这四个参数进行正交试验法分析。结果表明焊接压力为15 N,液压压力为2.5 N,焊料质量为0.08 g,石墨孔深度为1.0mm,烧制后得到的溢出面积为0.72 mm^2,此时的溢出面积小于正交试验结果;在液压压力为2.0 N时,焊接压力15 N,焊料质量为0.10 g,石墨孔深度为1.0 mm,此时的三点力矩为13.5 N·m。最后用XRD测定分析了最佳力矩下的界面结构产物,主要是在真空和高温下形成的TiC。

关键词：高强石墨溢出面积三点弯曲力矩正交试验

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高强石墨的钎焊连接研究

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热加工工艺 2018年第19期47卷 43-47页

作者：周波蒋毅高忠峰江南大学机械工程学院江苏省食品先进制造装备技术重点实验室

高强石墨是炭素工业生产的一个重要品种,而高强石墨钎焊连接研究对碳/碳复合材料钎焊连接具有一定的参考意义。使用Ti＋Ni体系焊料对高强石墨进行钎焊连接实验,研究了焊接压力、焊接温度、保温时间对高强石墨的连接强度的影响,从而找出... 详细信息

高强石墨是炭素工业生产的一个重要品种,而高强石墨钎焊连接研究对碳/碳复合材料钎焊连接具有一定的参考意义。使用Ti＋Ni体系焊料对高强石墨进行钎焊连接实验,研究了焊接压力、焊接温度、保温时间对高强石墨的连接强度的影响,从而找出钎焊连接件最佳力学性能的工艺。并用XRD测定分析了最佳力学性能下的接头界面产物。结果表明,钎焊界面处生成了具有良好导电性的TiC,距离钎焊界面200μm处的焊料主相是纯Ti,距离钎焊界面400μm处出现了Ti2Ni合金相。

关键词：高强石墨钎焊 Ti基钎料连接强度

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船舶电力系统预想事故危害度指标

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中国航海 2013年第4期36卷 38-41页

作者：陈帆杨宣访高忠峰海军工程大学电气工程学院中国人民解放军91446部队

随着船舶电力系统日趋复杂化,船员已难以通过电力系统预想事故分析判断故障后果的危害大小。针对船舶电力系统的特点,提出了适合舰船电力系统预想事故的危害度指标体系,弥补了这方面的空白。同时,以某船电力系统为算例,计算了某工况下... 详细信息

随着船舶电力系统日趋复杂化,船员已难以通过电力系统预想事故分析判断故障后果的危害大小。针对船舶电力系统的特点,提出了适合舰船电力系统预想事故的危害度指标体系,弥补了这方面的空白。同时,以某船电力系统为算例,计算了某工况下预想事故危害度指标,验证了该指标体系确实符合实际,反映了预想事故的危害程度。

关键词：船舶、舰船工程船舶电力系统预想事故危害度指标

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柴油机隔振系统液压作动器线性化控制试验研究

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中国机械工程 2007年第24期18卷 2933-2938页

作者：肖斌刘学广刘志刚杨铁军高忠峰哈尔滨工程大学哈尔滨150001

针对实际柴油机双层隔振系统,解决次级通道中液压作动器的非线性问题。利用预补偿模型参考自适应逆控制方法(PCMRAIC控制),在宽频段内对主动控制的次级通道实施线性化控制。在单频正弦输入下进行了线性化控制对比试验,试验结果表明:次... 详细信息

针对实际柴油机双层隔振系统,解决次级通道中液压作动器的非线性问题。利用预补偿模型参考自适应逆控制方法(PCMRAIC控制),在宽频段内对主动控制的次级通道实施线性化控制。在单频正弦输入下进行了线性化控制对比试验,试验结果表明:次级通道拾取的响应成分中存在的直流偏移量和偶次谐频非线性成分均被消除,而奇次谐频非线性成分也在很大程度上被削弱,试验噪声也被滤掉。

关键词：柴油机双层隔振系统线性化控制试验研究液压伺服作动器

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产前超声诊断胎儿口腔寄生胎并X连锁巨角膜1例

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中华超声影像学杂志 2024年第2期33卷 174-176页

作者：宋佳伟唐中锋高富华杨磊赵玉娜徐元哲甘肃省妇幼保健院超声医学中心兰州730050 甘肃省妇幼保健院产前诊断中心兰州730050 暨南大学口腔医学院广州510000

孕妇, 35岁, 怀孕4次, 生育2次, 自然流产2次, 2016、2019年行剖宫产分娩2女婴, 体健。孕25+4周外院超声提示:胎儿口咽部囊实性肿块, 多考虑来源于胎儿口腔。于孕27+1周, 来甘肃省妇幼保健院行针对性超声进一步检查, 超声所见:胎儿口腔... 详细信息

孕妇, 35岁, 怀孕4次, 生育2次, 自然流产2次, 2016、2019年行剖宫产分娩2女婴, 体健。孕25+4周外院超声提示:胎儿口咽部囊实性肿块, 多考虑来源于胎儿口腔。于孕27+1周, 来甘肃省妇幼保健院行针对性超声进一步检查, 超声所见:胎儿口腔无法闭合, 口腔内见一混合回声团块向外突出, 动态观察与胎儿咽喉部相连, 大小11.57 cm×8.41 cm×8.65 cm, 大小较外院检查时增大, 边界清, 形态不规则, 内部回声不均匀, 内可见大小不等的无回声及多发短条状强回声后方伴声影。受包块遮挡, 胎儿颜面部无法显示。彩色多普勒血流显像(CDFI)示团块内见动、静脉血流信号, 可见滋养血管来自于颅内。胎儿腹部散在多发的强回声斑;胃泡、胆囊、膀胱未显示。羊水无回声区最大深度11.68 cm, 羊水指数38.87 cm。超声提示:①胎儿口咽部混合回声占位, 多考虑口腔寄生胎;②胎儿腹部散在多发强回声斑;③胎儿胃泡、胆囊、膀胱未显示;④羊水过多(图1)。充分告知患儿父母双方病情后, 患儿父母要求入院引产, 于2 d后生下一女婴, 外观见口鼻部膨出一14 cm×10 cm大小不规则样膨出物, 外部可见一层膜包裹, 边缘可见部分肠管外漏, 该肿物来源于胎儿口腔上腭。最后经病理诊断为胎儿口腔寄生胎。

关键词：患儿父母混合回声口咽部羊水过多省妇幼保健院强回声胃泡上腭

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5TZ-900型振动筛清选脱粒机设计与试验

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中国农机化学报 2024年第7期45卷 104-113页

作者：陈文辉张中锋汪振荣高自成何舟顾秀艳张掖市农业机械化技术推广站甘肃张掖734000 甘肃省农业机械化技术推广总站兰州市730046 张掖市科技服务中心甘肃张掖734000

针对甘肃省山区梯田等中小地块联合收获机作业困难,小麦、燕麦等粮食作物主要在农户庭院进行脱粒作业的需求现状,设计集喂入、脱粒、清选和排草等作业功能于一体的5TZ-900型振动筛清选脱粒机。对机具的脱粒装置、清选装置、传动装置等... 详细信息

针对甘肃省山区梯田等中小地块联合收获机作业困难,小麦、燕麦等粮食作物主要在农户庭院进行脱粒作业的需求现状,设计集喂入、脱粒、清选和排草等作业功能于一体的5TZ-900型振动筛清选脱粒机。对机具的脱粒装置、清选装置、传动装置等关键部件进行理论分析和结构设计,对满足工作需求的脱粒滚筒规格尺寸、钉齿数量和振动筛结构尺寸等进行计算分析,确定影响振动筛清选脱粒机作业合格率的主要技术参数,并对整机进行作业性能试验。试验结果表明,机具空载运转时的噪声为79.8 dB(A),在试验作物的草谷比为0.9、籽粒含水率在15%~20%和机具滚筒转速为1 040 r/min时,机具作业的破碎率为0.94%,含杂率为1.04%,未脱净率为0.93%,总损失率为1.36%,生产效率为1 120 kg/h,各项指标达到设计要求和相关标准要求。

关键词：脱粒机振动筛清选脱粒脱净率含杂率

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