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用于微流控芯片中监测干酪乳杆菌Shirota生长的微型化pH全息传感器
摘要： 生物反应器既用于开发新型生物制药产品，也用于提高其生物工艺产量。然而，为节省成本和加速工艺开发进程而缩小生物反应器规模的努力，一直受限于该尺度下缺乏现场监测能力。本研究将小体积（3纳升）非消耗型全息传感器集成到玻璃-聚二甲基硅氧烷微流控芯片中，通过全息回放波长的蓝移来监测干酪乳杆菌Shirota菌株微生物生长过程中的pH值变化。在干酪乳杆菌的最佳生长pH范围内，这种微型化pH传感器的准确性与传统pH计相当。可以设想，该方法可扩展为对不同分析物敏感的微型化全息传感器阵列，从而为纳米生物反应器中微生物的可靠、实时、无创监测铺平道路。
关键词： 微型生物反应器、生物传感器、pH监测、全息传感器、细菌生长、微流控芯片、纳米生物反应器
更新于2025-09-23 15:22:29
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脉冲高强度掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）激光对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌生长的即时影响：一项实验研究
摘要： 本研究旨在评估脉冲高强度掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）激光对金黄色葡萄球菌（S. aureus）和铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）生长的影响，这两种细菌会引发多种健康问题，并确定有效抑制细菌的剂量。在微生物实验室制备了五份金黄色葡萄球菌样本和五份铜绿假单胞菌样本，其中一份作为对照样本，其余四份作为实验样本。实验样本接受总剂量分别为500、600、700和800焦耳的脉冲高强度Nd:YAG激光照射。主要测量指标为菌落计数及菌落计数减少百分比，分别在基线时和激光照射24小时后评估菌落计数。与对照样本相比，所有实验样本（金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌）在接受500、600、700和800焦耳剂量的脉冲高强度Nd:YAG激光照射24小时后，菌落计数及菌落计数减少百分比均显著下降，且较高剂量的脉冲高强度Nd:YAG激光对两种细菌的抑制效果均优于较低剂量。研究发现，单次应用脉冲高强度Nd:YAG激光即可有效抑制金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的生长。
关键词： 细菌生长，脉冲高强度掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）激光，菌落计数
更新于2025-09-16 10:30:52
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玻色子损耗的对称与非对称区分：生物样本与光降解材料的玩具模型应用
摘要： 我们基于对称与非对称假设检验，研究了玻色子损耗的量子判别问题。在这两种方法中，纠缠资源在低光子数条件下均能超越基于相干态发射器的任何经典策略。对于对称情形，我们进一步考察了培养基中细菌生长的低能量检测。通过假设细菌浓度呈指数增长规律，且样品的光学透射率遵循比尔-朗伯定律，发现利用纠缠可实现比使用相干态更快速的生长检测。该性能还通过指数光降解模型进行了研究——其中通过增加照射样品的光子数来降低浓度。随后，我们将该研究拓展至从经特殊设计的光降解光学存储器中读取经典信息。
关键词： 相干态发射器、光学存储器、细菌生长、纠缠资源、量子判别、玻色子损耗、比尔-朗伯定律、光降解模型、光学透射率、对称与非对称假设检验
更新于2025-09-10 09:29:36
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超灵敏折射率测量技术 通过 超临界角荧光法
摘要： 折射率测量法（即测量折射率RI）可提供样品浓度、分子结构等多种特性信息。在显微镜中实现样品RI精确测定的一种物理现象是超临界角荧光效应——当玻璃-介质界面附近发光体的荧光被高数值孔径物镜捕获时，就会产生该效应。材料间的折射率失配会在物镜后焦平面形成与介质RI成比例变化的独特强度分布过渡区。本研究提出一种折射率测量方法：将荧光团预先附着于微流控通道底面，仅需皮升级微量液体即可实现高灵敏度RI测定。该方法标准偏差达3.1×10??，重复性为2.7×10?? RI单位。我们首先验证了该装置对甘油-水溶液的检测能力，随后展示了其在生物体系监测中的应用价值。以大肠杆菌为模型系统，证实该方法能检测单菌落并测定群体生长情况。
关键词： 折射率、折射测量法、细菌生长、微流控技术、超临界角荧光、生物检测
更新于2025-09-09 09:28:46