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四川大学学报（工程科学版） 2008年第4期40卷 12-16页

作者：徐进刘建锋高春玉贾成功四川大学水利水电学院四川成都610065 成都铁荣科工贸公司四川成都610051

直剪试验是粗粒土强度指标测试的传统技术手段。但传统的试验设备存在的重大技术缺陷使得在试验过程中剪切面面积逐步缩小,剪切面中心位置逐渐偏移,导致剪切面上的正应力增大且分布不均,使试验结果产生误差和严重失真,并制约了该项技术... 详细信息

直剪试验是粗粒土强度指标测试的传统技术手段。但传统的试验设备存在的重大技术缺陷使得在试验过程中剪切面面积逐步缩小,剪切面中心位置逐渐偏移,导致剪切面上的正应力增大且分布不均,使试验结果产生误差和严重失真,并制约了该项技术手段发展和工程应用。为了克服粗粒土直剪试验设备的这一重大技术缺陷作者研制了一套大型粗粒土直剪试验机,采用齿轮齿条机构来固定剪切面中心的位置,同时运用线性比例调压技术使正应力恒定,有效地解决了这些技术难题,使粗粒土直剪试验技术得到了进一步完善。

关键词：粗粒土直剪试验正应力恒定无偏压

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三相界面葡萄糖生物传感器的构建及调控

三相界面葡萄糖生物传感器的构建及调控

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作者：管凤影苏州大学

学位级别：硕士

疾病检测与人们的身心健康息息相关。近年来,糖尿病的发病率一直呈上升趋势,因此急切需要对该疾病进行及时有效诊断和监测。糖尿病患者通常表现为体内血糖含量偏离正常水平(4.4-6.6 mM),因此,实现对人体内血糖含量的有效监测是糖尿病治... 详细信息

疾病检测与人们的身心健康息息相关。近年来,糖尿病的发病率一直呈上升趋势,因此急切需要对该疾病进行及时有效诊断和监测。糖尿病患者通常表现为体内血糖含量偏离正常水平(4.4-6.6 mM),因此,实现对人体内血糖含量的有效监测是糖尿病治疗的重中之重。葡萄糖生物传感器具有响应快、选择性高等优点,是用来检测血糖的有效器件。在科学家们不断探究下,葡萄糖传感器的种类得到了迅速发展。其中基于葡萄糖氧化酶的葡萄糖传感器由于成本低廉、使用便捷等优点,在实验和临床检测当中得到了广泛应用。尽管如此,该类传感器仍存在不足,由于传统的检测电极具有先天缺陷,即检测过程中容易遭遇“氧不足”的问题,限制其检测准确性和线性范围,阻碍了氧化酶生物传感器的发展与应用。针对该问题,本论文基于气-固-液三相界面结构构建新型葡萄糖生物传感器以解决“氧不足”问题。本论文主要包括以下内容:一、制备了一种三相界面电化学葡萄糖生物传感器。在第一代电化学葡萄糖传感器的基础上,以超疏水介孔氧化锌纳米线为基底,制备得到三相界面电化学葡萄糖传感器。三相界面的引入,改变了传统固-液两相酶电极系统中氧气的传输方式,在反应界面引入充足且稳定的氧气,解决了葡萄糖检测过程中“氧不足”问题,显著增加线性检测范围(50 μM～40mM),有效提高酶反应动力学,提高了传感器性能。二、将超疏水概念和阴极还原检测方法应用于光电化学酶生物传感器。首先采用阳极氧化的方法制备二氧化钛纳米管(TiNTs),然后进行疏水化和酶固定得到三相界面酶电极作生物阴极。该三相界面光电化学传感器相比于传统两相界面传感器线性检测上限增加了 30倍,最低检测限达到了 5 μM,此外具有分析速度快、抗干扰等优点。三、无偏压光电化学酶生物传感器的探索研究。为进一步提高三相界面光电化学酶生物传感器在实际应用中的可行性,我们在上一工作的基础上进行优化,实现了无偏压检测,为植入式和可穿戴设备的设计提供可行性。此外,该传感器检测机理具有普适性,可应用于其他酶催化生物的检测,并且还原检测方法的使用使其具有高选择性,这都为广泛的实际应用提供可能。

关键词：超疏水三相界面葡萄糖生物传感器抗干扰无偏压

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柔性可穿戴光电化学酶生物传感器的构建及其汗液中葡萄糖检测应用

柔性可穿戴光电化学酶生物传感器的构建及其汗液中葡萄糖检测应用

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作者：刘彦雯湖北大学

学位级别：硕士

可穿戴设备是可以与人或动物皮肤连接的、可伸展的和可弯曲的能感知、传递和处理信息的一种设备,它不仅能够通过监测身体的各项指标来提供有关个人健康状况的有用信息,而且可以根据患者特征量身定制个性化的诊断和治疗方法。此外,与医... 详细信息

可穿戴设备是可以与人或动物皮肤连接的、可伸展的和可弯曲的能感知、传递和处理信息的一种设备,它不仅能够通过监测身体的各项指标来提供有关个人健康状况的有用信息,而且可以根据患者特征量身定制个性化的诊断和治疗方法。此外,与医院里经常使用的笨重且昂贵的诊疗仪器相比,便携化的可穿戴传感器显然是一种极具吸引力的替代品,有望改变传统的医疗模式,因此,近年来该领域受到了许多科学家的关注。对于可穿戴设备来说,具有出色的响应性能的传感器是核心部分。在众多应用于穿戴检测的分析方法中,电化学传感器因其易于集成、易于微型化和低成本的优势成为目前应用最为广泛的一种方法。但是,可穿戴电化学设备仍然存在一些局限性:1.相对较高背景信号导致传感器难以对低浓度的汗液标志物进行检测;2.需要借助电池功能器件部分来产生电刺激,这在很大程度上限制了设备的成本最低化、简单化和便携化。光电化学传感技术是将传统的电化学测试体系和光电化学原理相结合而发展起来的一种新兴的分析检测方法。由于光激发信号与电检测信号的分离,光电化学传感器具有高信背比、高灵敏的优点,而且由于采用电化学检测,它也易于实现便携化,同时具有电化学传感和光化学传感的优点。在光电分析领域中,自驱动传感器已经成为许多研究小组感兴趣的主题,因为它们可以使用太阳光或灯光作为激发源,避免了外部电源的使用,从而简化传感装置,降低制备成本。因此,本论文构建了超灵敏、可穿戴光电化学传感器并将其用于人体汗液中葡萄糖的自驱动/无偏压检测,在高性能光电活性材料的合成、柔性光电极的制备、集成化光电汗液传感器的构建等方面取得了突破性进展,成功将光电传感方法引入汗液分析领域。本文的主要工作如下:(1)柔性光电化学葡萄糖传感器的构建。首先,通过简单的水热法制备了具有高光电转换效率的钒酸铋-碳纳米管复合材料;然后采用模板过滤-转印法制备了柔性碳纳米管-聚二甲基硅氧烷三电极阵列;最后,将二氧化硅纳米粒子、葡萄糖氧化酶和Nafion溶液依次滴涂干燥在一个电极表面作为工作电极,结合滴涂了银浆的参比电极和碳纳米管对电极形成葡萄糖光电化学传感阵列。该传感器表现出较好的拉伸性能、能够在无偏压(0 V)条件下实现了对葡萄糖的高灵敏度检测(检测限为22.2 p M),同时具有优异的储存稳定性(～3周)和重复使用性能(>7次)。(2)可穿戴光电化学贴片的对汗液葡萄糖的准确检测:1.通过激光雕刻法制备了与电极阵列相匹配的聚二甲基硅氧烷汗液收集器,王水对其进行亲水处理后汗液能够快速充满装置(2 min内);2.将汗液收集器与构建的柔性传感器集成在一起形成了可经受多种形变的穿戴光电化学贴片;3.将贴片用于人体汗液中葡萄糖检测,实验结果和商业葡萄糖检测试剂盒的结果非常吻合且与血糖水平具有良好的相关性,证明其高准确性。综上,我们可确认构建的无偏压可穿戴光电化学传感器在糖尿病患者的友好诊断方面的可观前景。

关键词：柔性光电化学传感器汗液分析无偏压葡萄糖高灵敏度

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