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低成本多光谱量子点新冠IgM和IgG抗体定量检测仪研究 被引量：1
1
作者 李帅伟 魏琪 +3 位作者 邱选兵 李传亮 李杰 陈婷婷 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1012-1016,共5页
目前,核酸检测已成为了我国新型冠状病毒感染确诊的“金标准”,然而核酸检测在检测过程中受到病程、标本采集、检测过程、检测试剂等因素的影响,容易出现检测结果“假阴性”而漏诊的情况。检测血清中的新型冠状病毒特异性IgM和IgG抗体... 目前,核酸检测已成为了我国新型冠状病毒感染确诊的“金标准”,然而核酸检测在检测过程中受到病程、标本采集、检测过程、检测试剂等因素的影响,容易出现检测结果“假阴性”而漏诊的情况。检测血清中的新型冠状病毒特异性IgM和IgG抗体已作为新冠病毒检测的辅助手段,可以用来弥补核酸检测的“假阴性”短板,提高检测阳性率。论文介绍了一种成本低的便携式新冠IgM和IgG抗体定量检测仪。检测仪由CPU信号处理模块、光源驱动模块、多光谱探测模块、电源模块、显示存储和通信模块等组成。采用荧光免疫层析技术使待测样本中的IgM和IgG抗体与量子点相结合,并将其截留在试纸条的T线。方波调制后的光源驱动模块驱动紫外LED,其出射紫外光通过一种屋脊形的光学系统垂直照射在免疫荧光层析试纸条的T线和C线上,量子点标记物被光源激发辐射出红色荧光,红色荧光透过窄带滤光片后被多光谱探测模块所捕获;多光谱信号在CPU中进行FFT变换得到其频谱特征量,利用信号波段和参考波段的特征量的比值进行归一化处理消除背景和环境干扰信号计算得到荧光强度,根据标定系数,从而确定IgM和IgG抗体的含量。最终检测结果显示到UI界面上同时上传到服务器数据库中,可通过计算机端进行远程查询实现数据共享和信息化管理。采用正常人血清样本作为测量试剂,进行了重复性实验,实验表明,CV值在0~8.30%之间,其中T线的CV值仅为3.45%。将含有IgG与IgM抗体的溶液,利用梯度稀释法得到一系列不同质量浓度的样品溶液进行线性度实验,采用线性度最小二乘法对检测结果进行曲线拟合,拟合系数为0.9975。最后,通过新冠疫苗血清抗体检测的实验表明,检测仪的阳性检出率为75%。该检测仪结构精巧、功耗低、操作简便、性能良好,可作为辅助手段有效提高新型冠状病毒感染的阳性检出率。 展开更多
关键词 新型冠状病毒 多光谱探测 光谱分析 量子点 抗体定量检测
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低成本半导体激光器2级高稳定温控系统研制
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作者 孙磊 宫廷 +5 位作者 郭古青 田亚莉 孙小聪 周月婷 邱选兵 李传亮 《激光技术》 北大核心 2025年第2期239-244,共6页
为了解决半导体激光器温度漂移导致输出波长偏移的问题,提出了一种双闭环分布式反馈(DFB)激光器2级温控系统。在激光器自身内部温控系统的基础上,引入了外部环境温度的环路控制系统,确保激光器能够处于稳定的工作温度范围内;以嵌入式处... 为了解决半导体激光器温度漂移导致输出波长偏移的问题,提出了一种双闭环分布式反馈(DFB)激光器2级温控系统。在激光器自身内部温控系统的基础上,引入了外部环境温度的环路控制系统,确保激光器能够处于稳定的工作温度范围内;以嵌入式处理器为主控制器,采用数字比例-积分-微分控制算法,结合脉冲宽度调制技术和低成本H桥芯片控制热电制冷器的加热和制冷,实现激光器温度的精确控制;环境温度不变的条件下改变激光器的控制温度,以及激光器的工作温度不变的条件下改变环境温度,并进行了温度稳定性实验。结果表明,该系统的温控精度可高达±0.03℃;以近红外DFB激光器进行波长稳定性实验时,连续120 min内,激光器波长变化的最大误差为0.0036 nm;电流保持不变的情况下,激光器输出波长与温度的相关系数高于0.9996。该温控系统具备高精度、低成本和紧凑体积的特点,在分子光谱、气体检测、光纤通信等领域具有一定的应用前景。 展开更多
关键词 激光技术 温度控制 比例-积分-微分算法 2级系统 半导体激光器
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氨气高精度激光光谱检测装置的设计及实现 被引量：2
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作者 杨天悦 宫廷 +6 位作者 郭古青 孙小聪 田亚莉 邱选兵 何秋生 高晓明 李传亮 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1129-1136,共8页
氨气排放会对环境以及人体健康造成危害,因此对环境中氨气浓度的高精度监测显得尤为重要。本文基于具有高灵敏度、高响应速度等优点的离轴积分腔输出光谱技术(OA-ICOS)对氨气高精度检测装置进行设计。使用基长30 cm装有反射率为99.99%... 氨气排放会对环境以及人体健康造成危害,因此对环境中氨气浓度的高精度监测显得尤为重要。本文基于具有高灵敏度、高响应速度等优点的离轴积分腔输出光谱技术(OA-ICOS)对氨气高精度检测装置进行设计。使用基长30 cm装有反射率为99.99%的高反镜的光学谐振腔作为气体吸收池,实现了近3000 m的光程,将中心波长为1528 nm的分布反馈式激光器(DFB)调谐至6548.611 cm^(−1)和6548.798 cm^(−1)附近,在常温18.6 kPa的气压下对1×10^(−5)~5×10^(−5)范围内NH3进行了检测。测量结果表明NH3浓度与信号幅值的线性拟合度R2可达0.99979。使用Allan方差对实验数据进行分析得到13 s后系统的平均检测极限为9.8×10^(−9),在103 s时系统的最低检测极限可达7×10^(−9)(S/N~1)。实验结果表明,该检测装置具有良好的稳定性与高灵敏度,满足对氨气高精度检测的需求,本文研究为国内自主研发痕量气体高精度检测设备提供了技术经验。 展开更多
关键词 离轴积分腔输出光谱 氨气 高精度检测
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基于π相移光纤布拉格光栅的超灵敏超声传感器研究 被引量：2
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作者 郭古青 尹梦科 +2 位作者 于隽雅 邱选兵 李传亮 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第2期29-35,共7页
针对高温、高压和核辐射等极端环境下金属构件的在线服役状态检测难题,提出了一种基于π相移光纤布拉格光栅(πPS-FBG)的超灵敏超声传感器.该传感器使用处于低成本通信波段(1550 nm)的单模分布式反馈(DFB)激光器为光源,以πPS-FBG为超... 针对高温、高压和核辐射等极端环境下金属构件的在线服役状态检测难题,提出了一种基于π相移光纤布拉格光栅(πPS-FBG)的超灵敏超声传感器.该传感器使用处于低成本通信波段(1550 nm)的单模分布式反馈(DFB)激光器为光源,以πPS-FBG为超声应变敏感器件,采用平衡差分探测方法显著抑制了激光光源噪声、探测器噪声和电子噪声等,提高了探测的信噪比.以线性压电陶瓷管为激励源,采用传统应变片为参考,对比测量了传统FBG和πPS-FBG的中心波长与应变的关系.通过静态实验得到πPS-FBG的电压响应灵敏度为190.907×10^(9) V/m,为传统FBG的5倍.动态响应特性实验表明,传感器在1~5 MHz范围内的频率响应灵敏度变化小于19 dB,灵敏度为79.583×10^(-12)ε.这为基于πPS-FBG传感器的金属构件服役状态检测提供了实验依据,有助于极端环境下激光超声无损检测技术的进一步发展和应用. 展开更多
关键词 超声传感器 πPS-FBG 传感器特性 激光解调法
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