作者单位
摘要
清华大学医学院生物医学工程系,北京 100084
核酸检测方法可快速鉴定特异基因指标,但其广泛应用受限于多种仪器设备串行使用以及对操作人员的高专业技术要求。本团队开发了一套注射式微流控芯片全集成核酸分析系统,该系统主要包含两大模块,分别是可以为不同类型临床样本提供多种核酸提取方法的全自动注射式核酸提取模块,以及基于微流控芯片的微纳体系多指标联合并行检测等温扩增核酸检测模块。这两大模块既可以单独发挥各自的功能,也可以组合成全集成注射式微流控芯片核酸分析系统,形成全集成自动化、微纳反应体系、快速、多指标联合并行检测的核酸检测分析平台。采用本团队开发的注射式微流控芯片全集成核酸分析系统,分别对热带念珠菌标准株培养菌液和64例外阴阴道念珠菌感染疾病的临床拭子样本进行检测。结果显示:本系统对菌液的最低检测限为3.95×102 CFU/mL,而且样品制备更方便快捷,仅需1次加样操作,核酸提取时间为10 min;64例临床样本检测效果与金标准培养法相比,卡方检验为1,Kappa值为0.950,说明两种方法无显著差异,且一致性很高。本团队开发的注射式微流控芯片全集成核酸分析系统,可以为临床多指标微纳体系核酸快速检测提供一个可靠的平台,为临床医疗应用提供精准快检技术与便捷分析仪器支撑。
医用光学 注射式 微流控芯片 全集成核酸分析系统 精准医疗应用 
中国激光
2024, 51(9): 0907013
作者单位
摘要
中国激光
2024, 51(9): 0900101
作者单位
摘要
1 湖北省输电线路工程技术研究中心(三峡大学),湖北 宜昌 443002
2 三峡大学 电气与新能源学院,湖北 宜昌 443002
3 国网嘉兴供电公司,浙江 嘉兴 314033
磁开关是重复频率脉冲功率系统可选的工作性能优越的开关器件之一。目前磁开关的仿真模型是基于伏秒积分的宏观特性建立起来的纯电路模型,未考虑磁芯饱和过程中磁芯特性的变化,仿真难以准确预测磁开关负载上的预脉冲,波形的前沿误差也较大。测试获得了快脉冲激励下的铁基纳米晶磁芯磁滞回线和初始磁化曲线,利用磁芯磁滞回线的关键参数,提取了脉冲激励下的磁芯J-A参数,用于定义多物理场中磁开关模型的磁芯特性。针对磁开关脉冲压缩电路,利用多物理场仿真软件COMSOL建立了磁脉冲压缩系统电路与磁开关电磁场的场路耦合仿真模型,计算磁脉冲压缩电路的输出波形,与实验结果对比,预脉冲幅值误差为2%,峰值误差为2%,前沿误差为5%,证明了建立的场路耦合仿真模型的有效性和准确性。
脉冲功率技术 铁基纳米晶 脉冲磁化特性 磁脉冲压缩 场路耦合方法 pulsed power technology Fe-based nanocrystalline pulse magnetization curve magnetic pulse compression field-circuit coupling method 
强激光与粒子束
2023, 35(5): 055004
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Biomedical Engineering, The School of Medicine, Tsinghua University, Beijing 100084, P. R. China
2 National Engineering Research Center for Beijing Biochip Technology, Beijing 102206, P. R. China
Eye-feature diagnosis is a time-honored method for studying many diseases in traditional Chinese medicine. There is a close relationship between eye-feature and viscera, and eye-feature is a reflection of visceral health status. Commercially used ophthalmology diagnosis instruments have disadvantages and cannot satisfy the requirements of eye-feature diagnosis. In this paper, we proposed a novel askiatic imaging method that removes the interference of an illumination source's reflection shadow and is free from image splicing. We developed a novel imaging system to implement this method, and some eye-feature characteristics to analyze visceral diseases were obtained.
In vivo eye-feature diagnosis askiatic imaging image processing 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2018, 11(4): 1850023
黄世光 1,2,3,*靳翔宇 1林荣赞 1林雪 1[ ... ]黄国亮 1,4
作者单位
摘要
1 清华大学医学院, 北京 100084
2 北京航空航天大学北京学院, 北京100191
3 首都医科大学生物医学工程学院, 北京 100069
4 生物芯片北京国家工程研究中心, 北京 102206
目前临床病原菌检测主要依赖细菌培养的方法,该方法周期长、准确性低,且容易产生交叉污染和人体感染等问题。提出微流控芯片核酸恒温扩增分子诊断技术,开发离心进样空气隔离微流控芯片和共焦面成像光学检测系统,采用旋转扫描信号采集方法和薄层空气浴流动加热比例-积分-微分温控方法对呼吸道病原菌进行实验和分析。研制恒温扩增微流控芯片核酸分析系统,将系统检测灵敏度提高至10 copies,降低样品试剂消耗量至0.94 μL,在45 min内能够同时进行多种病原菌指标的并行分析鉴定。通过100例临床样品实验测试,得到所提系统与传统聚合酶链反应所得结果的总符合率大于98%,可满足医院、社区医疗、乡镇卫生诊所等低成本精准医疗应用的需要。
医用光学 生物医学光子学 核酸分析 分子诊断 精准医学 微流控芯片 恒温扩增 共焦面成像 
中国激光
2018, 45(3): 0307002
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Biomedical Engineering, The School of Medicine, Tsinghua University, Beijing 100084, P.R. China
2 National Engineering Research Center for Beijing Biochip Technology, Beijing 102206, P.R. China
3 Center of Basic Medical Sciences, Navy General Hospital of Chinese PLA, Beijing 100048, P.R. China
4 The Collaborative Innovation Center for Diagnosis and Treatment of Infectious, Diseases, Hangzhou 310003, P.R. China
Molecular diagnostics is one of the most important tools currently in use for clinical pathogen detection due to its high sensitivity, specificity, and low consume of sample and reagent is keyword to low cost molecular diagnostics. In this paper, a sensitive DNA isothermal amplifi-cation method for fast clinical infectious diseases diagnostics at aM concentrations of DNA was developed using a polycarbonate (PC) microfluidic chip. A portable confocal optical fluo-rescence detector was specifically developed for the microfluidic chip that was capable of highly sensitive real-time detection of amplified products for sequence-specific molecular identification near the optical diffraction limit with low background. The molecular diagnostics of Listeria monocytogenes with nucleic acid extracted from stool samples was performed at a minimum DNA template concentration of 3.65 aM, and a detection limit of less than five copies of genomic DNA. Contrast to the general polymerase chain reaction (PCR) at eppendorf (EP) tube, the detection time in our developed method was reduced from 1.5 h to 45 min for multi-target parallel detection, the consume of sample and reagent was dropped from 25 L to 1.45 L. This novel microfluidic chip system and method can be used to develop a micro total analysis system as a clinically relevant pathogen molecular diagnostics method via the amplification of targets, with potential applications in biotechnology, medicine, and clinical molecular diagnostics.
Microfluidic chip real-time fluorescent detector clinical pathogen molecular diagnostics sequence-specific molecular identification 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2017, 10(2): 1650044
Author Affiliations
Abstract
This letter presents a label-free biomolecular imaging technique based on white-light interferometry and spectral detection. The method measures thickness changes caused by specific binding between biomolecules to detect the presence of certain analyte. A spectrum-shifting algorithm is developed to resolve the thickness information from the spectrum. The axial resolution of the experimental instrument can reach ~1 nm, thereby enabling detection of trace amounts (~1 ng/mm2) of proteins or DNA. This letter also presents two experiments to prove the feasibility of the method for detecting proteins and DNA without fluorescent labeling.
110.0110 Imaging systems 120.0120 Instrumentation, measurement, and metrology 300.0300 Spectroscopy 330.0330 Vision, color, and visual optics 
Chinese Optics Letters
2013, 11(11): 111102
作者单位
摘要
1 中山大学物理科学与工程技术学院, 广东 广州 510275
2 中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广东 广州 510275
为了探测激光诱导击穿光谱(LIBS)的信号,设计了CCD同步光谱测量系统。该系统采用高灵敏度的Sony ILX554B 线阵CCD作为光谱探测器,运用一种新的驱动方法,可灵活控制CCD的触发延迟时间和光积分时间,从而最大限度地滤除LIBS背景辐射的干扰,得到最佳的原子辐射信号,提高LIBS检测的灵敏度。通过测量各种样品的LIBS信号在不同延迟时间和积分时间时的谱线图,证实其在LIBS宽谱、快速测量中的有效性,为开发低成本LIBS测量仪提供了技术依据。
光谱学 激光诱导击穿光谱学 触发延迟时间 光积分时间 
激光与光电子学进展
2013, 50(1): 013002
黄国亮 1,2,*田浩 2李志永 2王同舟 1[ ... ]邓涛 1
作者单位
摘要
1 清华大学医学院生物医学工程系, 北京 100084
2 生物芯片北京国家工程研究中心, 北京 102206
为了实现高灵敏度、快速、准确鉴定痕量病原菌核酸样品,介绍了一种痕量核酸样品高灵敏度快速测量方法,并发展了一种微流控芯片核酸等温扩增实时分子诊断技术,研制了新型微纳体系生化反应载体芯片。通过表面惰性处理降低芯片表面对生物分子的吸附影响,构建一种大数值孔径、长工作距离的便携式共焦光学检测系统,有效消除背景荧光的影响,提高了检测灵敏度。在微纳升(7 μL~40 nL)试剂消耗反应体系水平,实现检测灵敏度5个DNA分子拷贝数,并以呼吸道感染疾病的大肠埃希氏菌检测为例,开展临床应用研究,满足低成本临床医疗应用需要。
生物光学 微流控芯片 分子诊断 等温扩增 便携式共焦检测系统 
光学学报
2012, 32(2): 0217003
作者单位
摘要
1 清华大学医学院生物医学工程系, 北京 100084
2 国家工程中心北京生物芯片研究中心, 北京 102206
采用傅里叶光学分析方法,在空间频域对钻石各表面反射光进行分析,从理论上推导了空间频谱图与钻石表面结构空间特征的对应关系式。并搭建钻石反射光空间频谱检测分析系统实验平台,检测了真实钻石样品,并获取代表钻石身份信息的多面体几何结构特征频谱图,分析了空间频谱图与钻石表面结构特征差异的一一对应关系和空间平移旋转不变性。
傅里叶光学 钻石鉴定 共轴对称光路 空间频谱分析 
激光与光电子学进展
2011, 48(6): 060701

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