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基于DNA杂交耦合的仿生嗅觉传感器研究: 2016年; 基于DNA杂交耦合技术,研究以嗅觉受体蛋白作为敏感材料,利用声表面波(surface acoustic wave,SAW)器件检测敏感材料对特异性气味分子的响应特性,开发了1种新型仿生嗅觉受体传感器。首先,采用分子克隆技术获得嗅觉受体蛋白;其次,利用一对序列互补的DNA单链分别共价连接到嗅觉受体蛋白和SAW器件的敏感区域;最后,基于互补单链DNA杂交的原理将嗅觉受体蛋白与SAW器件相耦合,并检测传感器对不同气味分子的响应。结果表明,该传感器可以特异性地识别嗅觉受体蛋白的天然配体,而对其他被检测的气味分子没有明显的响应。由于采用了DNA杂交耦合技术固定嗅觉受体蛋白,与直接涂覆嗅觉受体蛋白的耦合方法相比,传感器的灵敏度提高了大约1.5倍。这些结果说明DNA杂交耦合技术可以有效提高嗅觉受体传感器的性能。; 吴春生杜立萍田玉兰秦臻王平; 关键词：嗅觉受体声表面波器件气敏传感器

基于脑-机接口和嗅觉解码的仿生气味识别系统被引量：1: 2015年; 为了探讨利用生物嗅觉传感系统进行气味识别的可行性,提出了一种基于脑-机接口的仿生气味识别系统。该系统利用大鼠嗅觉感受细胞作为气味敏感传感单元,使用16通道植入式微丝电极记录和分析具有气味刺激特征的嗅球僧帽细胞电位响应信号。实验结果显示,该系统对气味具有高度敏感性,通过一定模式识别处理算法,不同的气味刺激具有较好的区分性,证明了该系统有望应用于气味的检测和识别。; 董琪秦臻胡靓庄柳静张斌王平; 关键词：脑-机接口气味识别嗅球

海马神经细胞网络传感器及其记录5-HT对网络活动的作用被引量：2: 2015年; 海马神经网络活动在调节记忆和学习等行为中具有重要作用,而五羟色胺是调节此类行为的重要神经递质。目前,某些研究手段揭示了5-HT对海马神经元活动的作用,但是这些手段并没有直观展示海马神经元网络的电生理活动。因此,为了研究5-HT在体外海马神经元网络活动中的作用,本实验建立了微电极阵列(Microelectrode Array,MEA)的检测平台。利用60通道MEA芯片,可以实时无损地记录5-HT作用前后的多位点信号,实验结果证明5-HT对海马神经元的动作电位有抑制作用,但是对低频振荡没有明显变化。该实验表明,这种海马神经元网络传感器可以对神经元进行无损、长时间的记录。上述研究结果表明,这种新的细胞网络传感器有望成为神经元网络活动研究中的一种重要手段。; 胡靓秦臻王琴李蓉王平; 关键词：5羟色胺

基于微电极阵列的离体嗅球振荡信号识别被引量：1: 2013年; 为了研究嗅球各层的电生理特征,利用离体的嗅球切片与微电极阵列的耦合实现嗅球不同位置神经元自发响应的同步检测.结果显示,在嗅球切片的不同层具有不同频率的振荡,而频率的振荡主要出现在突触小球层.此外,信号包含负相、正相和双相的锋电位,并且分布在嗅球不同层.这些结果表明,利用嗅球切片与微电极阵列的结合实现多点同步测量,对信号振荡的识别是非常有用的,这对进一步研究嗅觉信息的编码和处理功能具有重要的意义.; 陈庆梅董琪胡靓凌树才尹一飞刘清君王平; 关键词：微电极阵列

基于小波变换的时频图建模及其在嗅觉场电位分析中的应用被引量：1: 2014年; 快速有效地提取和比较不同神经信号中所含信息的相同和区别之处是研究者关注的问题。本文介绍了一种基于小波变换的时频建模方法。该方法用少量的半椭球模型来表征神经信号在时域和频域上的变化,克服了传统时频分析中背景干扰大、参数多的缺陷。将该方法应用于嗅球场电位的研究,与支持向量机(SVM)算法相结合,可初步实现气味的分类。; 董琪胡靓庄柳静周俊王平; 关键词：时频分析嗅球气味识别小波变换

基于植入式脑机接口的在体生物电子鼻研究进展被引量：2: 2014年; 气味检测在食品安全控制、环境检测、缉毒、炸药搜索等社会安全防范方面起到重要作用。哺乳动物具有异常高灵敏的嗅觉系统,能检测到空气中极其痕量的气体分子,在缉毒、搜爆、反恐等社会防范方面发挥着重要的作用。本课题组提出了一种新型的基于植入式脑机接口的在体生物电子鼻:利用哺乳动物的嗅上皮作为初级气味感受器,气味信息通过嗅球和嗅皮层修饰处理后,将植入式微电极阵列包埋于嗅球或嗅皮层记录其响应信号,通过对记录到的神经元信号进行分析解码,实现气味检测与识别。本文重点介绍了在体生物电子鼻的原理、组成结构、技术实现、应用等,最后,对该领域的发展趋势进行了展望。; 庄柳静曹端喜郭添添苏凯麒王平

现场快速检测大田软海绵酸的传感器与仪器的研究: 2016年; 研究并建立针对大田软海绵酸OA(okadaic acid)快速、有效的酶联免疫吸附试验ELISA(Enzyme-Linked ImmunosorbentAssay)定量检测方法,制备了定量检测试剂盒-生物酶传感器,并研发配套的现场快速检测仪器-仿生电子眼(Bionic e-Eye),实现对OA的快速检测。对标准样品的参数进行测定,该OA试剂盒的检测限为0.19μg/L,检测范围为0.2μg/L^5μg/L;样品回收率为75%~125%,精密度在±15%以内。将Bionic e-Eye的检测结果和酶标仪及高效液相色谱HPLC(high performance liquid chromatog-raphy)所测数据的结果进行了比较,结果表明,Bionic e-Eye的性能与酶标仪的检测结果一致。此外,该仪器可以直接得出检测结果,不需要人工计算处理,适用于现场的快速检测,将是一种新的现场快速定量检测OA的技术手段。; 邱先鑫苏凯麒田玉兰邹瞿超方佳如李蓉王平; 关键词：生物传感器试剂盒 ELISA

仿生嗅觉与味觉传感技术及其应用的研究进展被引量：8: 2014年; 动物的化学感受系统具有惊人的能力,能够在极低的浓度下识别数千种分子结构各异的化学物质,其灵敏性、选择性和响应速度都远高于当前的人工识别系统。近年来,研究者致力于利用完善的天然分子识别机制,开发出一种与传统嗅觉/味觉传感器相比更具仿生意义的新型化学探测系统,即仿生嗅觉/味觉传感器。仿生嗅觉/味觉传感器通常将动物嗅觉味觉的受体、细胞和组织作为敏感材料,然后使用多种人工检测方法,如光学、电化学和声波检测器件等,实现对化学物质的检测和识别。文中概述了动物嗅觉/味觉感受系统对化学物质的信息处理机制,并结合本实验室的工作,综述了目前仿生嗅觉/味觉传感器的常用技术及其未来发展趋势,并展望了其在医疗、工业和军事等领域的应用前景。; 秦臻董琪胡靓HUANG Li-QuanHSIA Jimmy王平; 关键词：仿生嗅觉味觉生物传感

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国家教育部博士点基金(20120101130011)