生物传感器及其在食品检测中的应用进展

生物传感器检测技术具有快速、灵敏、低成本等优点,已成为农产(食)品质量快速检测研究的热点.本文介绍了生物传感器的基本组成,以表面等离子体共振SPR生物传感器为例介绍了生物传感器的具体工作原理,阐述了生物传感器的3个发展阶段.综述了生物传感器在食品安全检测上的研究和应用情况,并对生物传感器检测技术进行展望.     

三轴漏磁内检测信号分析与应用

介绍了三轴漏磁内检测技术的原理。金属损失产生的漏磁场是空间三维矢量场,三轴漏磁内检测器在轴向、径向和周向上分别使用单独的霍尔传感器来记录漏磁信号。分析了三轴漏磁信号的特征:轴向漏磁信号可以估算缺陷宽度,但结果极不可靠,对缺陷长度和缺陷深度的指示精度不高;径向漏磁信号可以清晰界定缺陷长度,结合轴向漏磁信号基本能够确定缺陷深度,但难以准确判定缺陷宽度;周向漏磁信号能够较精确地判定缺陷的宽度和长度,结合轴向和径向漏磁信号,亦可提高缺陷深度的判定精度和准确性。对三轴漏磁内检测技术的研究和现场应用表明:三轴漏磁内检测器能够检出各类常规金属损失缺陷和传统漏磁检测器难以检测出的非常规缺陷,如狭长轴向缺陷、环焊缝缺陷、螺旋焊缝缺陷以及凹陷等。与传统漏磁检测器相比,三轴漏磁内检测器显著提高了金属损失缺陷尺寸的判定精度。     

生物传感器研究进展

介绍了生物传感器的研究发展历史和生物传感器的原理以及种类与特点,阐述了生物传感器在食品品质、食品成分快速检测和食品安全方面的应用现状,并对生物传感器未来发展进行了展望.     

自组装型金磁复合颗粒的制备与表征

基于磁性纳米颗粒的磁分离具有操作简单、分离速度快、易实现功能化、不影响分离物质的活性等优越的理化性质和生物相容性。金纳米颗粒作探针载体时可负载多个信号分子,从而对靶分子的检测信号进行放大。将磁性纳米颗粒和金纳米颗粒结合制备的金磁复合颗粒,既具有快速磁分离的优点,又具有金纳米颗粒对靶分子的检测信号进行放大的作用。采用自组装技术制备了金磁复合颗粒,并对所制备的金纳米颗粒和金磁复合颗粒进行了各种表征。结果表明,制备的金纳米颗粒大小比较均匀且性能稳定,通过自组装技术金纳米颗粒成功共价结合在Fe3O4@SiO2磁性颗粒表面,所制备的金磁复合颗粒具有良好的磁响应性。     

油气输送管道漏磁检测的有限元分析

叙述了电磁场有限元分析的理论基础，给出了油气输送管道漏磁检测中的漏磁场，用ANSYS软件包对具体实例进行了分析，得到了漏磁场的空间分布、磁感应强度及漏磁信号图等。分析结果有助于全面认识空间中漏磁场，可为油气输送管道提供缺陷定量化检测依据。     

生物传感器在农药残留检测中的应用

生物传感器作为一种新的分析工具,具有广泛应用价值。综述了生物传感器在农药残留快速检测中的应用进展情况,阐述了利用生物传感器法快速检测农药残留的应用前景和发展趋势。     

在役管道三轴高清漏磁内检测技术

介绍了在役管道三轴高清漏磁内检测技术的基本原理,比较了它与传统漏磁内检测技术的异同点,分析了该检测器所检出缺陷的信号特征、检测器的应用特点等.结合实际检测案例,通过分析检测发现的金属损失、金属增加、环焊缝缺陷及螺旋焊缝缺陷等缺陷和信号特征,探讨了该技术的实用性和先进性.     

基于组合滤波的漏磁内检测数据特征无损压缩方法

针对管道超高清漏磁内检测海量数据不宜于存储和分析的问题,提出一种基于组合滤波的超高清漏磁内检测数据特征无损压缩方法。根据信号特征将漏磁内检测数据分为正常数据、小特征数据、大特征数据3种类型,并对不同类型数据设计相应的滤波算法进行滤波,实现对超高清漏磁内检测数据的组合滤波。正常数据采用高压缩比的旋转门算法进行压缩,小特征数据和大特征数据采用速度较快的Lempel Zip4(LZ4)无损压缩算法进行压缩。结果表明：与普通分段压缩方法相比,基于组合滤波的特征无损压缩方法在提高压缩比的同时平滑了正常数据,增强了特征数据的信号特征,可为超高清漏磁内检测数据的压缩提供借鉴。（图9,表1,参22）     

油气管道内检测技术与数据分析方法发展现状及展望

【目的】油气管道内检测作为管道完整性管理的关键环节,可为管道事故的预防与合理维护提供科学依据。【方法】为全面了解油气管道内检测技术发展水平及趋势,对检测技术与数据分析方法的发展现状进行了述评。在检测技术发展现状方面,分别对典型的单一原理检测技术、复合检测技术、新型检测技术的检测原理、内检测设备技术水平及工业应用情况进行了分析,并对国内外同类技术发展及应用水平进行了对比。在检测数据分析方法发展现状方面,以应用最广泛的漏磁检测为例,按照数据分析步骤分别对缺陷识别、分类、反演方法进行了梳理。【结果】油气管道内检测技术总体上已进入工业化应用阶段,国外的漏磁检测、超声检测、涡流检测等技术已基本实现常规化、系列化;中国管道内检测技术起步较晚,与国际先进水平尚有差距,但已初步掌握了漏磁检测技术、涡流检测技术,并成功应用于各类油气管道。针对传统内检测技术的适用范围及局限性,已研发出了结合多种检测技术优点的复合检测技术,还探究了以管道轴向应力、管材性能等为检测对象的新型检测技术的可行性。【结论】油气管道内检测技术已取得了显著进展,但仍面临诸多挑战,尤其是微小缺陷的检测能力不足、附加应力检测方法的研究尚不...     

储罐底板漏磁检测方法的有效探测性能分析

采用新研制的储罐底板漏磁检测仪,对7 mm标准板上的不同大小的锥形、梯形、通孔三种缺陷进行对比检测.定性分析了探头对不同缺陷敏感度的差异,确定了不同缺陷的有效检测范围,对漏磁检测缺陷的信号研究有一定的参考意义,同时可为实际的检测工作提供很好的指导作用.     

基于磁性纳米粒子的免疫分析方法在食品安全检测中的研究进展简

基于磁性纳米粒子的免疫分析方法是一种集高效与高灵敏度于一身的分析技术,经过近几十年的发展,目前已在多个领域得到应用.概述磁性纳米粒子的制备、结构及修饰等方面的研究,同时简述了基于磁性纳米粒子免疫分析方法的发展过程,并对该技术在农兽药残留、生物毒素及违禁添加物检测方面的应用进行综述.同时,根据该技术目前存在的问题,探讨基于磁性纳米粒子免疫分析方法的发展方向,预测随着该技术的进一步完善和发展,其在食品安全检测领域定能得到更好更广泛的应用.     

改进的光学表面等离子共振角度光谱分析方法

提出了一种新颖的最大响应差调制方法,从理论和试验方面对比分析了角度调制和最大响应差调制的灵敏度,可以实现快速寻找共振位点.结果表明,基于最大响应差的快速共振位点寻找方法,不仅共振位点获得时间大大缩短,而且还提高了光学表面等离子共振生物分析仪的灵敏度.     

基于表面等离子体共振的核酸传感器研究进展

表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)生物传感器是一种基于物理光学原理的新型生化分析系统。近年来,因其具有无需标记、高灵敏度、高特异性、实时和快速等优势而广泛应用于各个领域,如临床诊断、转基因成分定性及定量检测、病毒鉴定、环境微生物检测、药物筛选及遗传分析等。它在不需要标记甚至无需纯化生物组分的天然条件下,将核酸探针作为识别因子修饰到传感器芯片表面上,并可实时监测一些特殊的分子互作信息。然而,基于SPR技术的核酸传感器鲜有系统性的报道,因此对有关表面等离子体共振现象的形成及其作为核酸敏感检测手段的原理、应用及发展趋势等问题作了简要的介绍,旨在为生物传感研究提供相应的参考依据。     

磁性纳米颗粒在DNA分离纯化中的应用

为了解磁性纳米颗粒在DNA分离纯化中的应用，采用文献综述和归纳总结的方法，阐述了1997—2021年以铁氧化物为核心的磁性纳米材料的研究进展，同时比较了材料结构和表面相关活性官能团的修饰对DNA提取效率的影响。结果表明:1)应用磁性纳米颗粒的固相萃取有着安全无毒、操作简单、可重复使用、能够实现自动化与高通量操作等多种优势，提取DNA效率相比于商业化试剂盒也有优势。2)目前磁性纳米材料已有比较全面的研究。磁性纳米颗粒的尺寸、孔径大小、磁化强度及引入的活性官能团不同等性质均对DNA的提取效率有影响，改变这些性质研发新型且高效的功能化磁性纳米颗粒或改变磁性纳米材料的制备方法、所提取DNA的形态性质、溶液的pH或盐浓度等试验条件，以提高DNA与材料的解吸率，不断优化磁性分离过程，提高DNA分离效率和质量。3)发展高通量商业化的核酸提取程序，是磁性固相萃取可观的发展前景。4)磁性纳米颗粒除了在核酸提取中的应用，在其他生物医学应用中也有着广泛的研究。以上结果均表明磁性纳米材料有着极强的研究发展前景。     

糖基化纳米粒子的合成及其在唾液酸结合蛋白检测中的应用

为实现流感病毒的简便快速检测,建立一种基于糖基化纳米粒子探针的荧光共振能量转移(FRET)检测方法。采用配体交换法,将合成的唾液酸寡糖链修饰到量子点和金纳米粒子表面,制备出了糖基化量子点和糖基化金纳米粒子,并对其理化性质进行了表征。结果表明:这2种纳米材料均具有良好的水溶性和光学特性,可分别作为能量供体和受体探针用于FRET检测体系;建立了一种基于FRET的唾液酸结合蛋白检测体系,麦胚凝集素(WGA),最低可检测浓度为4 nmol/L,证明该体系可快速(5 min)且灵敏地检测这种唾液酸结合蛋白。由于流感病毒表面的血凝素(HA)可特异性识别并结合唾液酸寡糖,本研究为进一步研发基于FRET的简单、快速的流感病毒检测方法奠定了基础。     

Repeated and sudden reversals of the dipole field generated by a spherical dynamo action

Using long-duration, three-dimensional magnetohydrodynamic simulation, we found that the magnetic dipole field generated by a dynamo action in a rotating spherical shell repeatedly reverses its polarity at irregular intervals (that is, punctuated reversal). Although the total convection energy and magnetic energy alternate between a high-energy state and a low-energy state, the dipole polarity can reverse only at high-energy states where the north-south symmetry of the convection pattern is broken and the columnar vortex structure becomes vulnerable. Another attractive finding is that the quadrupole mode grows, exceeding the dipole mode before the reversal; this may help to explain how Earth's magnetic field reverses.     

Radio-wave heating of iron oxide nanoparticles can regulate plasma glucose in mice

Medical applications of nanotechnology typically focus on drug delivery and biosensors. Here, we combine nanotechnology and bioengineering to demonstrate that nanoparticles can be used to remotely regulate protein production in vivo. We decorated a modified temperature-sensitive channel, TRPV1, with antibody-coated iron oxide nanoparticles that are heated in a low-frequency magnetic field. When local temperature rises, TRPV1 gates calcium to stimulate synthesis and release of bioengineered insulin driven by a Ca(2+)-sensitive promoter. Studying tumor xenografts expressing the bioengineered insulin gene, we show that exposure to radio waves stimulates insulin release from the tumors and lowers blood glucose in mice. We further show that cells can be engineered to synthesize genetically encoded ferritin nanoparticles and inducibly release insulin. These approaches provide a platform for using nanotechnology to activate cells.     

Biosensors developments and potential applications in the agricultural diagnosis sector

There has been a phenomenal growth in the field of biosensor development in recent years with emerging applications in a wide range of disciplines, including medical analysis, food and the environment. The increase in the number of analytes requiring monitoring and others that require control, and the need for high sensitivity, speed, and accuracy of analytical measurements have stimulated considerable interest in developing sensors as diagnostics tools. A range of molecules with biorecognition powers are available naturally such as antibodies, enzymes, cell receptors and nucleic acids and are used as the sensing receptors in biosensors. The combined approaches of computer (molecular) modelling and combinatorial synthesis or molecularly imprinted polymers are undertaken today as a new method to produce synthetic receptors that can be used in sensor development. A wide range of transducers is also feasible to fulfil the rapid monitoring needs of the diagnostic market. Biosensors can also be incorporated into simple-to-use instruments as an on-line monitoring device or a one-shot sensor. This paper deals with recent developments in biosensors and their potential use in the agricultural diagnostic market.     

磁性Fe3O4纳米粒子在农学领域应用研究进展

磁性Fe3O4纳米粒子由于体积小、比表面积大、具有表面效应和超顺磁性等优良特性在农学相关领域得到了广泛的应用。综述了磁性Fe3O4纳米粒子在磁性固相萃取、食品工业、控释农药、农药增效及光催化降解等农学相关领域的应用,比较了磁性Fe3O4纳米粒子不同制备方法的优缺点,探讨了磁性Fe3O4纳米粒子在应用中存在的挑战和未来的发展趋势。