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传感器复习题
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适配子型压电石英晶体传感器的实验研究
【摘要】：
对自行研制的压电石英生物传感器检测平台及其分析软件进行改进,并选择合适的核酸探针固定方法将适配子固定在传感器金膜表面,以此建立适配子型压电传感器阵列,检测人免疫球蛋白E,对适配子型压电石英传感器的各项参数进行初步探索。
1.利用精细微加工法制作石英晶体,在其表面光刻金膜电极,石英晶体AT切型、13×13mm、基频10MHz、金膜电极直径4.0mm,与检测池组装后形成传感器检测单元,传感器检测单元在检测仪上构成2×5型拔插式传感器阵列。频率记录分析软件从PESA-2.0升级到PESA-4.0,新软件采用Visual C++语言设计,增加多项功能使其更适用于实验研究和临床检测的需要。对构建好的压电传感器检测平台进行气液相稳定性实验及阵列检测稳定性实验。
2.用3,3'-二巯基丙酸自组装方法将亲和素固定在压电石英晶体传感器金膜表面,通过压电石英传感器频率变化反映亲和素固定效果,比较不同浓度、不同pH值条件下亲和素固定引起的频率变化,经SPSS软件进行单因素分析选择最佳固定条件。
3.用巯基固定法及生物素-亲和素固定法将针对人IgE的适配子探针固定在压电传感器的金膜表面,通过压电传感器对适配子与IgE的反应进行实时监测,观察不同浓度IgE的反应趋势及所引起的频率变化,经独立样本T检验确定两种方法的优劣。
4.用生物素-亲和素法固定IgE适配子对不同浓度IgE进行检测,获得IgE检测标准曲线,以PBS空白对照三倍标准差反查检测标准曲线,得到最低检出限。通过检测BSA、IgG、IgE非特异信号,并与特异性信号相比较对适配子检测的特异性进行检验。分别用HCL、NaOH、EDTA、尿素、甲酰胺五种试剂对适配子芯片进行再生实验,选取较好再生试剂。将固定好的适配子芯片保存在PBS缓冲液(0.1%叠氮钠)中,对芯片的保存时间进行测定。
1. AT切型石英晶体液相起振能力强、频率稳定适合压电生物传感器检测要求,传感器组装后,气、液相检测稳定性好,调稳后10分钟内气相频率变化不超过±1Hz、液相不超过±2Hz。
2.构建的传感器阵列,单个传感器拔插对阵列中其它传感器无明显影响,多通道同时检测稳定性好无相互干扰,传感器阵列稳定性达到实验要求。
3.为了满足临床检测的需要,新编PESA-4.0软件增加了如病人信息录入、历史结果查阅、曲线拟合、定标等多项功能,其中频率自动更新和图像编辑等功能的添加对实验室研究也有较大帮助。
4.经单因素方差分析,磷酸盐缓冲液pH值为6.2时亲和素固定引起的频率变化与pH5.8、pH6.6时并无明显差异(P0.05),但pH值为6.2时频率下降有最大均值,应用pH7.0、pH7.4溶液进行亲和素固定时频率改变显著减小(P0.01),浓度为0.2 mg/ml时亲和素固定已达饱和。
5.两种方法固定适配子对IgE进行检测,巯基法明显不适合于适配子探针固定,表现在对IgE检测实时监测反应趋势不明显,低浓度检测信号响应差,线性范围窄,同浓度检测重复性差;与巯基法相比,经优化的亲和素法对适配子探针固定效果好,检测结果显示在上述各个方面均优于巯基法。
6.亲和素法固定适配子对IgE进行检测,最低检出限0.055mg/L,线性范围0.1-2.5mg/L,非特异性信号响应小,不超过同浓度特异性信号的5%。用EDTA对适配子芯片进行再生效果最好,重复检测五次后芯片响应信号仍在第一次检测的90%以上,此外HCL也可对适配子芯片重复利用三次。固定好的适配子芯片在加入防腐剂的结合缓冲液中可长期保存,保存21天后信号响应无明显下降。
1.构建的压电生物传感器检测阵列在液相中起振能力强,多通道检测频率稳定相互无影响,可以应用于包括适配子在内的多种识别分子检测。为临床检测开发的PESA-4.0分析软件对实验研究也有较大帮助。
2.选用pH 6.2的0.2 mg/ml亲和素进行压电石英晶体传感器金膜修饰效果最好。
3.由于适配子检测与普通核酸探针检测存在差异,在普通探针固定中效果较好的巯基法明显不适合于适配子探针固定,生物素-亲和素法是压电传感器金膜表面适配子固定的理想方法。
4.适配子压电传感器检测取得了较好的结果,检出限低且非特异性信号小,显示该平台在蛋白检测中有较好的应用前景。
5.与抗体压电传感器相比较,适配子压电传感器有一定优势,适配子芯片成本更低,再生能力强,固定好的芯片保存时间长,体现出适配子检测的优越性。
【关键词】：
【学位授予单位】：第三军医大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2007【分类号】：Q819【目录】：
英文缩写一览表4-5
英文摘要5-8
中文摘要8-10
正文：适配子型压电石英晶体传感器的实验研究10-58
第一部分 压电石英传感器检测平台的构建12-34
材料和方法12-18
参考文献28-34
第二部分 适配子型压电传感器探针固定方法的研究34-44
材料与方法34-36
参考文献42-44
第三部分 适配子型压电传感器检测人IGE44-56
材料与方法44-46
参考文献54-56
全文结论56
存在的问题及展望56-57
文献综述：适配子在临床诊断中的应用进展58-74
参考文献70-74
攻读硕士学位期间发表文章74
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京公网安备75号石英晶体压力传感器的研制及其应用--《推进技术》1985年06期
石英晶体压力传感器的研制及其应用
【摘要】：本文介绍了应用广泛的石英晶体压力传感器的结构、安装、标定和使用。该压力传感器具有结构小、重量轻、抗振动耐腐蚀和性能稳定、工作可靠、寿命长等优点。文中提供的自行设计的FcCY_4-1B石英晶体压力传感器,通过在航天与航空发动机上的试验考核,证明其精度、灵敏度、频响范围和可靠性等指标均达到国内先进水平。
【关键词】：
【正文快照】：
一、概 湿 石英晶体压力传感器是利用石英晶体的纵向压电效应和横向压电效应制成的动态压力传感器。传感器由膜片、石英换能元件、壳体、薄壁筒、电极等主要部件组成。由于用石英晶体制成的压力传感器的动态范围很宽,频响特性好,所议能测量准静态的压力和高频变化的动态压力
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传感器的常见类型有哪些
传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为：&传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号&。按照Gopel等的说法是：&传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件&，而&传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的系统&。传感器是传感系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。
传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类：有源的和无源的。
有源传感器
有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种，不需要外接的能源或激励源。
无源传感器
无源传感器不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能，传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其&对象&可以是固体、液体或气体，而它们的状态可以是静态的，也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的，也可以是化学性质的。按照其工作原理，它将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量，然后将此电信号分离出来，送入传感器系统加以评测或标示
按传感器的构成原理，分为结构型和物性型两大类。
结构型传感器
结构型传感器则是依靠传感器结构参数的变化而实现信号转换的。例如，式传感器依靠极板间距离变化引起电容量变化；电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感变化等。
物性型传感器
物性型传感器是依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换的。例如利用水银的热胀冷缩现象制成水银温度计来测温；利用石英晶体的压电效应制成压电测力计等。
按传感器的能量转换情况，分为能量控制型和能量转换型。
能量控制型传感器
能量控制型传感器是从外部供给辅助能量使其工作的，并由被测量来控制外部供给能量的变化。例如，电阻应变测量中，应变计接于电桥上，电桥工作能源由外部供给，而由于被测量变化所引起应变计的电阻变化来控制电桥的不平衡程度。如电感式测微仪、电容式测振仪等均属此种类型。
能量控制型的另一种型式是被测对象对激励信号的响应，它反映了被测对象的性质或状态，例如，超声波探伤、用x射线测残余应力、用激光散斑技术测量应变等。
能量转换型传感器
能量转换型传感器是直接由被测对象输入能量使其工作的，例如，热电偶温度计、弹性压力计等。但由千这类传感器是被测对象与传感器之间的能量传输，必然导致被测对象状态的变化，而造成测量误差。
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