一、离子选择电极分析在生物医学检验中的应用（论文文献综述）
张正燕,陈钰,宋丽杰,苏政权,张海燕[1]（2021）在《场效应晶体管生物传感器在生物医学检测中的应用研究进展》文中认为场效应晶体管生物传感器因其灵敏度高、分析速度快、无标记、体积小、操作简单等特点而受到了很多关注,广泛应用于DNA、蛋白质、细胞、离子等生物识别物的检测。近年来,更有纳米材料和微电子技术在传感器设计中提高传感器的传感性能,场效应晶体管生物传感器朝着高灵敏、微型化、快速化以及多功能化的方向以令人惊叹的速度发展。研究场效应晶体管生物传感器工作原理,阐述近年来场效应晶体管生物传感器在生物医学检测领域中最新的研究进展与应用,探讨场效应晶体管生物传感器克服各种缺陷的应对策略,为该传感器在未来生物医学检测中的开发提供参考。
吴甜甜,黄赣辉[2]（2021）在《电化学方法在无机磷酸盐检测中的应用》文中研究表明过多的磷将导致严重的生态环境和生理健康危害,包括水体富营养化,水生生物死亡以及人类的高磷血症等.因此,针对磷酸盐检测技术的研究变得至关重要.与传统比色法相比,电化学方法具有很多优势,包括选择性强,成本低,响应时间短且能满足在线监测的要求.本篇综述讨论电化学传感器在检测无机磷酸盐方面的研究进展,按照使用的电化学检测技术（电位法、安培法、伏安法、电导分析法等）对各种传感器进行分类.根据灵敏度、特异性、应用范围以及现场测量适用性等性能,对各类传感器的优劣势进行分析比较.
马超,赵刚[3]（2021）在《电子皮肤研究进展：材料、功能与应用》文中进行了进一步梳理电子皮肤是指模仿人类皮肤的特征以及具备相似感知功能的设备,得益于其卓越的可穿戴性和多功能性,近年来在健康监测、人机交互和机器感知等领域展现出巨大的应用前景而备受关注.本文从材料特性、功能特性及典型应用三个方面综述了电子皮肤近年来的研究进展,重点介绍了如何实现电子皮肤的可拉伸性、自修复性和生物相容性以及对物理、化学和电生理信号的实时监测.最后对电子皮肤及发展所面临的挑战和可能的解决方案进行了讨论与展望.电子皮肤作为一个新兴的研究热点,需要材料、信息、工程和生命等多个领域的科学家共同合作,才能充分发挥其潜力.
孟俊行[4]（2021）在《热响应柔性致动器的结构设计和性能研究》文中研究指明柔性致动器作为一种新型的机械能获取手段,具有微型化、轻量化、柔性化、智能化等特征,是一种可对电、光、热、湿度、化学气氛、压力产生响应的功能器件,在人工肌肉、细胞支架、显微操纵器、柔性机器人等领域,有着广泛的应用前景。其中,热响应柔性致动器以热能作为驱动源,能够通过红外光、焦耳热等方式驱动,并能与湿度响应、压力响应等致动材料相结合,有着独特的优势。热响应致动材料包括低熔点合金、形状记忆高分子、水凝胶、碳纳米材料等。除此之外,大部分材料在随温度变化时都会发生膨胀或者收缩,因此可通过结构设计来实现伸缩、弯曲、旋转等形变,常见的致动器结构包括薄膜结构、纤维状结构和腔体结构等。但是,目前的热响应柔性致动器基于材料和结构的不同,依然存在着以下几个问题:（1）热膨胀/热收缩材料的组分选择较为单一,同时缺乏从分子级、纳米级到宏观尺寸的材料复合和结构设计,限制了其多功能性的发展;（2）大部分热响应水凝胶的力学性能较差,且只能在水中工作,限制了在复杂环境下的应用;（3）受限于热扩散速率、驱动方式等因素,大部分聚合物致动材料的响应速率较慢、形变较小、驱动手段单一;（4）致动形态通常需要持续地外加驱动源来维持,属于非稳态变化,在长时间工作状态下能源消耗大,且易受环境影响。本文聚焦以上几点问题,开展了以下研究:基于碳纳米管/聚氨酯的螺旋纱线致动器:采用高速滚筒收集静电纺丝纤维膜,得到具有高度取向性的亚微米级碳纳米管/聚氨酯纤维,对纤维膜进行加捻进一步提高纤维的取向度并得到螺旋型纱线。通过改变加捻时的拉伸强度,对纱线的收缩形变和收缩应力进行调控。聚氨酯在取向后沿轴向具有负热膨胀系数,而在径向上具有正热膨胀系数,因此在温度升高时会产生收缩形变。碳纳米管在聚氨酯纤维中分布均与,保证了纱线具有良好的力学强度。同时由于碳纳米管优良的红外热吸收和红外热辐射能力,致动纱线能够在红外照射下产生快速的温度变化,从而实现伸缩形变。螺旋纱线致动器在70℃时有着6.7%的收缩率,并能稳定循环1000次以上。基于PNIPAM/MXene/海藻酸的水凝胶薄膜致动器:利用聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）和聚丙烯酰胺（PAM）水凝胶构筑了具有非对称结构的薄膜致动器。PNIPAM层为活性层,在28℃的相转变温度附近会发生剧烈的吸水率和体积变化,而PAM层为被动层,吸水率随温度不发生改变,因此薄膜在温度发生变化时会发生可逆的弯曲形变。MXene作为亲水性二维材料,能与PNIPAM分子链以氢键相结合,因此大大提高了水凝胶的力学强度和拉伸率,同时MXene具有优良的红外热吸收能力,使水凝胶薄膜能在空气中经红外照射驱动。海藻酸经钙离子交联后能大大提高水凝胶的力学性能。相比于PNIPAM水凝胶,PNIPAM/MXene/海藻酸水凝胶的断裂强度提高了3倍以上,拉伸率提高了5倍以上,所制备的薄膜致动器曲率变化最高能到0.29cm-1。基于铜/还原氧化石墨烯的柔性薄膜致动器:利用铜的还原性和氧化石墨烯（GO）的氧化性,构筑了一种具有非对称结构的薄膜致动器。其中一层为铜,另一层为氧化亚铜/还原氧化石墨烯（Cu2O/rGO）复合层,通过改变铜和GO的氧化还原时间可以调控铜层和Cu2O/rGO层的厚度比。反应后得到的rGO均匀地覆盖在Cu2O颗粒的表面,通过范德华力、Cu-C和Cu-O-C键将松散的Cu2O颗粒结合在一起,使得薄膜具有优异的稳定性,在50000次循环之后致动性能没有明显的衰变。Cu2O/rGO层具有较多的孔隙结构,热膨胀系数相对于铜层小很多,基于热膨胀系数差异,薄膜在温度变化下能产生高达2.4cm-1的曲率形变。薄膜继承了铜的高导电性,能经1V的低电压驱动,2s内的温度变化能达到约170K。rGO则有着优异的红外热吸收和红外热辐射能力,使得薄膜能经红外照射驱动,2s内温度变化能达到60K,曲率变化能达到0.8cm-1。薄膜可根据需要裁剪成不同的形状,在柔性机械臂、远程控制等领域具有一定的应用前景。基于双稳态电活性聚合物的柔性薄膜致动器:基于双稳态电活性聚合物（BSEP）制备了一种具有双层结构的薄膜致动器。当温度在相转变点附近变化时,BSEP的模量变化可达到3个数量级。通过改变BSEP中丙烯酸十八酯的含量,可以对相转变温度和模量变化率进行调节。BSEP层作为电活性层,在高温相时能被麦克斯韦压驱动,在平面上产生扩张形变,与另一柔性被动层形成双层薄膜后,则会使薄膜发生弯曲形变。而当温度降回到相转变点以后,薄膜能够在撤去麦克斯韦压的情况下维持致动性态。薄膜的双稳态体现在无须持续外加驱动源即可保持初始形态和致动形态。此外,还利用聚酰亚胺细条对薄膜的弯曲方向进行了可控调节。使用Abaqus有限元分析软件对薄膜的形变进行了静力学模拟,分析了在致动前后的应变和应力分布情况。上述研究为热响应柔性致动器普遍存在的力学强度不高、响应速率较慢、功能性单一等问题提供了解决方案,促进了其在人工肌肉、水上/水下柔性机器人、远程控制等领域的应用。
韩曦[5]（2021）在《可拉伸自愈合离子水凝胶的制备及其在摩擦纳米发电机中的应用》文中提出电子皮肤（e-skin）具有与人体皮肤相似的功能和特性,包括可拉伸性,自修复性和多种感知功能,在可穿戴电子设备、个性化健康监测、人工假肢和智能传感器等领域有巨大潜在应用,是目前研究比较热门的方向之一,然而这类器件的能源供应问题制约了电子皮肤的灵活性和可拉伸性。基于此,本论文设计了一种以聚丙烯酸-明胶-氯化钠（PAA-Gel-Na Cl）离子水凝胶为柔性电极的摩擦纳米发电机（TENG）,将其用于人体运动能量收集和电子皮肤触觉传感应用。通过使用一种简单的原位自由基聚合方法制备了具有可拉伸自愈合的PAA-Gel-Na Cl复合离子水凝胶,该离子水凝胶呈现乳白色,最大单轴拉伸比λ=8,展现出良好的可拉伸性能,在室温下150 s内可以实现快速的自愈合,展现出较好地自愈合性能,愈合前后水凝胶的电阻变化很小,表明该材料具有优异的离子导电性能,可以作为一种柔性电极材料使用。探索了不同交联剂加入量和离子浓度对复合离子水凝胶的影响,优化了水凝胶的力学性能、导电性及保水性能。通过采用经典的“三明治夹层”结构,制备了一种由该PAA-Gel-Na Cl离子水凝胶和商用VHB（丙烯酸压敏胶）弹性薄膜构成的可作为人体运动能量收集和触觉传感的柔性可拉伸自愈的摩擦纳米发电机（SH-TENG）。SH-TENG采用单电极工作模式,可以提供开路电压(Voc)=22 V,短路电流(Isc)=0.8μA,电荷量(Qsc)=16 n C的电学输出。在匹配电阻约为140M?时,测得最大输出功率密度约为2.9μW/cm2。SH-TENG具有超可拉伸性,在拉伸状态下测试其电压输出,随着SH-TENG的拉伸增大,其电压输出呈现减小趋势。当单轴拉伸应变λ=8时,其开路电压达到初试拉伸状态下的一半,约为11 V。测试了SH-TENG的循环稳定性,经过12000次的耐疲劳测试,其输出电压没有明显的下降,显示了其具有较好的稳定性。研究了不同介电摩擦层分别是人体皮肤、纸、聚四氟乙烯（PTFE）对SH-TENG输出的影响,其中以PTFE作为摩擦层时SH-TENG最高可以获得约24 V的开路电压,0.8μA的短路电流。通过设计3×3像素传感器阵列,它被用作电子皮肤,通过触碰不同的像素点,会有对应的电压输出,可以实现感知从0.61 k Pa到106.32 k Pa的外界压力。这种柔性可拉伸的阵列化电子皮肤在精准的简单人机交互应用方面具有重要的应用前景。同时,作为一种生物力学的能量收集装置,它也可以用于收集人体运动能,借助线性马达提供周期性的接触分离模拟人体运动,成功点亮了一组LED灯。由该SH-TENG阵列组建的电子皮肤在柔性和可穿戴电子设备方面展现出一定优势。同时,自愈合的离子水凝胶也为设计柔性TENG的材料选择提供了一种很好的解决方案。
王静[6]（2021）在《三维石墨烯泡沫的制备及其电化学传感应用研究》文中认为随着人们生活水平与健康意识的不断提高,生物小分子检测在临床诊断、食品监控、生物医学等领域受到广泛关注。其中,电化学检测技术因其具有响应速度快、灵敏度高、操作简便等优点,在生物小分子检测中呈现良好的潜力。电极材料作为传感器的重要元件,对其传感器性能的提升有着不可忽略的作用。近年来,三维石墨烯材料,因比表面积大、导电导热性好、价格低廉等被广泛应用于电化学传感领域。尽管如此,如何设计满足电化学检测需求的三维石墨烯及其复合材料仍面临挑战。本论文采用模板导向法制备三维石墨烯材料,并构建多种高灵敏、高选择性的电化学传感平台对生物小分子进行单独或同时检测,其主要内容如下:（1）以氧化石墨烯（GO）为构建三维结构的前驱体,选择表面活性剂SDS泡沫为模板,通过冷冻固定技术制备三维多孔石墨烯泡沫（3D-PGS）。将3D-PGS分散于N,N-二甲基甲酰胺（DMF）后构建电化学传感平台,探究对乙酰氨基酚（AP）在3D-PGS传感器上的电化学行为。在优化的实验条件下,采用差分脉冲伏安法（DPV）对AP进行电化学检测,3D-PGS/DMF/GCE上线性浓度范围为1.0-500.0 μM,检出限为0.54 μM（S/N=3）。该传感器具有较好的重复性、稳定性和选择性,在药品对乙酰氨基酚缓释片的的实际检测中可也取得较好的结果。（2）通过对模板尺寸的调节可调控三维石墨烯材料的性能,选择不同孔径的表面活性剂泡沫F127作为模板制备三维气泡衍生石墨烯泡沫（3D-BGFs）。将3D-BGF/DMF修饰于电极表面,探究高浓度抗坏血酸（AA）存在下多巴胺（DA）与尿酸（UA）的电化学行为。3D-BGF/DMF/GCE上AA-DA与DA-UA的电位差为0.192和0.124 V,能够有限区分三个氧化峰。高浓度AA存在下同时检测DA和UA时,线性范围分别为1.0-80.0和5.0-500.0 μM,检出限分别为0.21和1.27μM（S/N=3）。此外,该传感器的重复性、稳定性和选择性表现优异,在医用盐酸多巴胺针剂和人体尿样的的实际检测中取得较好的结果。（3）电聚合法可通过表面修饰进行二次掺杂,将聚合物薄膜与三维石墨烯材料复合,可进一步提升传感器的检测性能。滴加法修饰3D-BGFs后,进行电化学聚合将甘氨酸修饰在电极表面得到聚甘氨酸/三维气泡衍生石墨烯泡沫/玻碳电极（p-GLY3D-BGF/DMF/GCE）。p-GLY3D-BGF/DMF/GCE的DPV曲线上UA与鸟嘌呤（GU）的电位差为0.412 V,因此该传感器对UA与GU进行单独与同时检测是可行的。在优化的实验条件下,同时检测UA与GU时它们的氧化峰电流分别在5.0-200.0和10.0-400.0μM的范围内呈线性增加,检出限分别为1.65和3.43μM（S/N=3）。该传感器具有较好的重复性、稳定性和选择性,在人体尿样的实际检测中可实现尿酸和鸟嘌呤的同时检测。可见,三维石墨烯泡沫材料在构建高灵敏电化学传感器方面具有很好的应用前景。
程亮[7]（2020）在《ZnO NPs和Cd2+共同作用下细叶蜈蚣草的光合作用动力学特性研究》文中指出为了更全面地评价纳米粒子的生物毒性,纳米粒子与其它毒性物质的协同作用正受到越来越多的关注。本文以细叶蜈蚣草（Egeria najas）为受试植物,研究了ZnO NPs与Cd2+的共同作用对水生植物光合作用动力学特性的影响。通过分析细叶蜈蚣草的荧光动力学曲线发现,与单独Cd2+溶液处理相比,ZnO NPs（球形,粒径为50 nm）的加入改善了细叶蜈蚣草的光合作用参数。在Cd2+浓度为2 mg/L时,加入30 mg/L的ZnO NPs后QA被还原的最大速率（0M）、J点相对荧光可变强度（jV）分别下降了11%和17%,用于电子传递的能量（0ET/RC）提升了24%,说明ZnO NPs增强了细叶蜈蚣草反应中心之间的连通性,对光电子的传递起到了促进作用;单位反应中心吸收的光能（ABS/RC）和用于热耗散的能量（0DI/RC）各下降了33%和34%（P<0.05）,光合性能指数absPI上升尤为明显,达到了162%（P<0.05）。这说明ZnO NPs在提升细叶蜈蚣草对光能的利用率的同时,改善了细叶蜈蚣草的整体光合性能。为了深入研究ZnO NPs和Cd2+共同作用下细叶蜈蚣草光合作用动力学特性变化的机制。本文制备了Cd2+选择性微电极,对培养液中Cd2+浓度进行实时监测。结果表明,在前6 h内,培养液中Cd2+浓度下降趋势最明显,8 h后Cd2+浓度逐渐趋于稳定。在培养细叶蜈蚣草24 h后,初始Cd2+浓度为1.00 mg/L和3.00mg/L的培养液中,Cd2+浓度分别降低了0.75 mg/L和1.82 mg/L;加入ZnO NPs处理后,这两种培养液中Cd2+浓度的下降幅度明显减小,分别只有0.64 mg/L和1.26 mg/L。以上结果表明ZnO NPs能够抑制细叶蜈蚣草对Cd2+的吸收,且Cd2+浓度越高抑制作用越明显。ZnO NPs对细叶蜈蚣草吸收Cd2+的抑制,有助于改善细叶蜈蚣草的光合作用。本文通过分析细叶蜈蚣草的荧光动力学曲线以及镉离子选择性微电极对培养液中Cd2+浓度的实时测量,揭示了ZnO NPs与Cd2+共同作用对细叶蜈蚣草光合作用的影响及作用机制。本文的研究结果对于寻找缓解重金属离子的植物毒性的有效途径具有一定的意义。
许刚[8]（2020）在《无线无源柔性电化学传感器件及其在生物医学中的应用研究》文中研究指明近年来,随着材料、设计、工艺、电子等领域的长足进步,柔性电子器件取得了飞速发展,并广泛应用于穿戴式或植入式传感等新兴领域。相对于传统的穿戴式或植入式器件来说,这类器件具有超薄、柔性、可拉伸的特点,可与皮肤、脏器等表面完美贴合,提供精准检测的同时,可减低对机体的伤害,从而实现更加舒适的穿戴体验。在柔性电子发展的早期,监测目标主要是温度、压力、心电等生理参数。近年来,随着电化学传感技术的发展,诞生了一系列穿戴式或植入式柔性电化学传感器件,从而实现了唾液、泪液、汗液、组织液、血液中的各种生化目标物质的检测,大大拓宽了柔性电子的应用范围。对于柔性电化学传感系统来说,电路是不可或缺的部分。然而,大部分的柔性电化学传感系统都缺少电路部分,需要连接外部电化学工作站来实现数据采集和处理,大大制约了系统在穿戴式和植入式方面的实际应用。近年来,随着电化学传感电路的集成化发展,出现了很多同时集成电路和电极的混合系统,可以实现完整的电化学传感功能。但是,它们大都需要锂电池供电,无法实现系统的完全柔性化和集成化。近场通讯（NFC）技术作为一种短距离无线电技术,可以同时实现无线的能量和数据传输。将NFC模块、电化学传感电路、柔性电极集成到一起,就可以在保证完整的电化学传感功能同时,最大程度地实现系统的小型化、柔性化和集成化。因此,本文基于NFC技术、电化学传感技术和柔性电子技术,构建了一系列无线无源的柔性电化学传感系统,并利用这些系统实现了一系列创新性应用,例如汗液等多种生物体液的成分分析、重金属检测、气体监测以及伤口感染监测和治疗等。本文的主要内容如下:1.设计并构建了用于汗液等生物液体成分分析的无线无源柔性电子贴片汗液、尿液、泪液等生物液体成分复杂,包含着丰富的生化物质,如代谢物、电解质、神经递质等,这些物质蕴含着丰富的生理信息。在本研究中,我们基于NFC技术,电化学传感技术和印刷电子技术,设计并构建了两款无线、无源、柔性的电子贴片,可以实现汗液等多种生物液体中葡萄糖、Na+,K+,H+,Ca2+,Cl-等生化目标物的定量检测。贴片包括柔性印刷电路板和柔性可拉伸电极两部分。电极部分基于柔性可拉伸的PDMS基底,采用全印刷工艺构建而成,其上印刷有用于各种目标物检测的电化学传感电极,并进行了相应的电极修饰,以实现不同目标物的特异性检测。电极上的导线部分为银纳米线（AgNWs）和PDMS的复合物,可以在拉伸的同时保证电阻的稳定,有助于电化学信号的稳定传输。电路部分集成了 NFC模块及用于电化学传感的模拟前端,可以实现电化学信号的获取和处理,同时可以与智能手机之间进行无线的能量和数据传输。相比于已经报道的汗液传感设备,该系统实现了进一步的小型化、柔性化和集成化,未来可广泛应用于运动监测、健康监测和疾病诊断等领域。2.设计并构建了用于溶液中重金属检测的无源柔性标签在环境监测、食品安全以及生命健康等领域,重金属检测一直是重要的问题。但是,当前缺乏方便有效的检测工具,难以对食品中的重金属进行快速原位检测。在本研究中,我们基于NFC技术、阳极溶出方波脉冲伏安法（SWASV）和印刷电子技术,设计并构建了一种全集成的无线无源重金属检测标签。该标签柔性、小巧,可以贴附在各种容器的内壁,定量检测内部铅和镉的浓度。根据检测要求,我们设计了手机端的配套软件。当我们需要测试重金属浓度时,只需将智能手机靠近容器的外壁,就可以激活标签上的SWASV检测模块,实现现场快速便捷的重金属检测。该研究为重金属检测提供了一个新的思路,在食品安全和环境污染监测等领域具有广阔的应用前景。3.设计并构建了用于半定量气体传感的智能NFC标签商业化的NFC标签具有超低成本、无线无源、柔性化等特点,可以被具有NFC模块的智能手机激活和读取,但缺少生化传感能力。本文在商业化NFC标签的基础上,进行了创新性的电路改造,将具有电化学传感特性的石墨烯叉指电极集成到NFC标签中,设计并构建了可以应用于半定量气体检测的智能NFC标签。同时,根据检测需求,设计了相应的手机端软件,将带有NFC模块的智能手机靠近该贴片,就可以实现对乙醇的半定量检测。该智能标签具有低成本、无线无源、柔性等特点,它为柔性电化学传感提供了一种新的思路,未来可广泛应用于呼出气中疾病标志物的检测或环境中的有机挥发性气体检测。4.设计并构建了用于感染监测和电控给药的闭环智能伤口敷料在临床上,慢性伤口感染一直是护理中的重要难题。对伤口感染程度的判断主要依赖医生的经验,同时,对伤口的治疗主要是口服用药或局部大剂量用药,这在一定程度上也加重了肝脏等器官的负担。在本研究中,我们设计并构建了一种可同时用于伤口感染监测和治疗的智能伤口敷料。该敷料采用了多层堆叠的设计方式,包括柔性可拉伸电极层和柔性电路层。电路层集成了 NFC模块、电化学恒电位仪模块、电势测定法模块、电控释药模块以及温度传感器模块;电极层在聚酰亚胺（PI）基底上集成了尿酸电极,pH电极,以及药物控释电极,电极的导线部分采用了蛇形的设计,并使用了可拉伸的PDMS进行封装,保证生物相容性的同时,可以实现一定程度的形变。该敷料可以通过检测伤口表面的温度、pH和尿酸浓度来判断伤口的感染程度,并根据伤口感染程度来按需进行电控药物释放,达到精准治疗的目的。在实际应用中,我们无需打开伤口的绷带,将带有NFC功能的智能手机靠近智能敷料附近,就可以无线获取伤口的感染情况,从而通过手机控制药物释放,达到抗菌消炎的目的。该无线、无源、柔性的智能敷料可以在临床伤口护理中得到广泛的应用。
孙瀚[9]（2019）在《基于多模态生物电信号人机交互技术研究》文中研究表明基于生物电信号的人机接口是一种新型的人机交互技术,使用人体自身的生物电信号构建与外部设备直接相连的通道。目前主要采用的生物电信号有脑电信号（EEG）及表面肌电信号（sEMG）。EEG信号记录了头皮脑电信号,不依赖肌肉组织,具有响应速度快、使用安全方便、无创性等优点;sEMG信号可以直接反映肌肉活动情况和运动意图,操作方便自然,信号相对较稳定、幅值较大。本研究对基于多模态生物电信号的人机接口进行了深入研究,并充分分析了单模态信号处理方法。本研究提出了少量电极共空间模式算法及基于所有样本对信息的相关性距离度量算法,这两种算法的组合可以用于电极/特征提取及选择;还结合深度度量学习,创新性地提出了基于二分图最大权完美匹配的多模态信号处理算法MWP-EMG-EEGNet。将这些算法用于多种任务,可以测试分类性能,其中,论文重点分析了ERP范式诱发的多模态生物电信号的单试次识别,并将相关结论运用于研究基于生物电信号的反应时间缩短程度。算法结果验证了生物电信号可以在更短的时间内得到更高的反应动作识别准确率。在这些算法研究基础上,本论文工作还搭建了在线人机接口系统,实现在线测试及应用。本论文工作设计了可穿戴式设备,该设备可以记录进行四种腕部活动时上臂肌肉组织诱发的sEMG信号。信号的时域、频域和时频域可提取共42维特征向量。本研究提出的DM算法利用所有样本对信息重新定义了类间距离和类内距离,将二者的比值作为可分性度量标准。四种不同分类器算法用于评价通过DM算法得到的普适性最优特征子集。在线任务是通过可穿戴式设备采集实时sEMG信号,并在有简单障碍物的环境下通过四种不同范式操纵改装设计的遥控车完成指定路径。任务完成时间和动作识别正确率是在线测试的两个性能评估指标。硬件测试结果说明采集系统SNR指标达到68.91 dB。特征选择结果表明DM算法可以使用23维特征达到96.77%的分类性能。在线测试结果表明,信号窗口长度为125 ms的状态机范式最接近实际控制情况,在线任务完成时间为48.08 s。将脑机接口系统应用在日常生活中的一个关键难点是如何减少电极数量,因此本研究提出了少量电极共空间模式算法（Fewer-channel Common Spatial Patterns,FCSP）及基于模拟退火策略的相关性距离度量（Corr-DM）算法来选取普适性最优化电极组合。采集被试者进行心算任务和想象空间旋转任务时的认知行为EEG信号验证算法性能。本论文研究提出的算法组合平均仅需7个电极就可以区分上述两种认知行为任务,达到90%的二分类正确率阈值,并结合截断加权算法确定了普适性的最优化电极组合。通过相关性和可分性分析验证最优化电极组合在训练组被试者数据上的有效性,相关性分析表明该电极组合与全部电极组合有显着性相关关系,可分性分析表明当使用最优化电极组合时,两种认知行为任务的信号有显着性差异。对测试集被试者进行跨被试分析,结果说明使用普适性电极组合的平均分类正确率可达到93.18%。基于上述生物电信号处理算法及结果,本论文还研究了生物电信号对于反应时间的缩短情况。本文设计了基于反应时间的实验范式,使用Corr-DM算法选取10个电极,并通过滑动窗及拓展时间窗方法分别分析EEG和sEMG信号。结果表明两种模态的反应时间相对于实际鼠标反应时间分别缩短了159.04 ms和75.22 ms。生物电信号可以在较短的反应时间内得到较高的反应动作识别准确率。本研究使用人工神经网络分析0400 ms的EEG信号,反应动作识别准确率（单试次ERP信号分类正确率）可以达到93.39%;使用手工特征工程结合SVM算法分析0400 ms的sEMG信号,反应动作识别准确率为88.65%;两种生物电信号的反应准确率相对于真实鼠标点击准确率的提升幅度分别为60.2%及55.46%。基于单模态反应时间的分析结果,本论文研究提出了基于最大权完美匹配（Maximum-Weight Perfect,MWP）的多模态生物电处理算法MWP-EMG-EEGNet,算法的核心思想是在加权完备二分图中找到最大权完美匹配,这样可以为批量数据中的每个样本找到最优匹配的同类/异类难样本,从而缓解训练过程中的过训练及样本不平衡问题。在此基础上,本论文将MWP匹配引入深度度量学习框架,研究设计了一种新型的损失目标函数,联合该损失函数与二值交叉熵损失实现端到端训练。多模态处理算法可以结合单模态分析的优势,保证了生物电信号反应时间（307.22 ms）的同时,可以获得较优的反应动作识别准确率,具体实验结果说明:在0400 ms时段多模态处理算法可以达到96.38%的识别准确率,高于实际反应动作准确率63.19%;联合训练MWP匹配和交叉熵损失优化目标可以同时考虑异类样本可分性及同类样本紧凑性,优化试次样本在特征空间中的分布;基于MWP匹配可以完成难样本加权,提升神经网络模型的收敛速度和分类精度。在上述离线数据分析的基础上,本论文工作设计了两种多模态生物电信号的在线人机接口系统。第一种联合了NeuroScan、BCI2000及FieldTrip工具箱,邀请与离线实验中相同的被试组进行了两次在线实验,第一次在线实验（仅使用离线实验数据训练的模型）及第二次在线实验（使用离线实验数据和第一次有反馈在线实验数据联合训练）得到的平均分类正确率分别为94.62%和97.16%。但是该系统还存在便携性问题,因此本论文还设计了一种便携式多模态生物电信号采集系统,实现多操作系统及多编程环境下的实时数据采集及图形可视化界面设计;本研究还将该系统应用于虚拟轮椅控制,设计的系统和算法能够准确识别出转向和前进状态,转向状态中还可以具体识别出左转和右转状态。
王健,王春仁[10]（2019）在《离子敏感性生物材料的研究进展》文中研究说明目的:全面梳理离子敏感性生物材料的研究进展,对此类材料的主要应用领域、发展现状和应用前景进行归纳总结,为相关领域的深入研究提供参考。方法:以离子敏感性生物材料的重要科研和应用进展为主线,展现离子敏感性生物材料的发展过程、主要应用领域及其发展前景。结果与结论:离子敏感性生物材料目前主要应用于离子交换树脂、离子敏感电极、离子选择敏感膜、离子敏感性凝胶四个领域,是新一代精准医疗对各种生物响应机理进行探索研究的基础材料之一。对于药物受控释放、医学诊断、组织工程（含生物增材制造）和生物医学装置及相关医疗器械的研制创新均会产生深远影响。
二、离子选择电极分析在生物医学检验中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、离子选择电极分析在生物医学检验中的应用（论文提纲范文）
（1）场效应晶体管生物传感器在生物医学检测中的应用研究进展（论文提纲范文）
| 1 从离子敏感场效应管到纳米场效应管 |
| 2 场效应管生物传感器在生物医学中的应用 |
| 2.1 离子和小分子代谢物检测 |
| 2.2 核酸检测 |
| 2.3 蛋白质检测 |
| 2.4 细胞检测 |
| 3 结语与展望 |
（3）电子皮肤研究进展：材料、功能与应用（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 材料特性 |
| 2.1 可拉伸性 |
| 2.1.1 材料类型 |
| 2.1.2 结构设计 |
| 2.2 自愈合性 |
| 2.3 生物相容性和生物降解性 |
| 3 功能特性 |
| 3.1 物理信号监测 |
| 3.2 化学信号监测 |
| 3.3 电生理信号监测 |
| 4 典型应用 |
| 4.1 健康监测 |
| 4.2 人机交互 |
| 4.3 机器感知 |
| 5 结论与展望 |
| 利益冲突 |
（4）热响应柔性致动器的结构设计和性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 柔性致动器的研究进展 |
| 1.2.1 电场响应型柔性致动器 |
| 1.2.2 磁响应型柔性致动器 |
| 1.2.3 压力驱动型柔性致动器 |
| 1.2.4 紫外光响应型柔性致动器 |
| 1.2.5 湿度响应型柔性致动器 |
| 1.2.6 柔性致动器的应用 |
| 1.3 热响应致动材料的分类及机理 |
| 1.3.1 低熔点合金 |
| 1.3.2 形状记忆高分子 |
| 1.3.3 水凝胶 |
| 1.3.4 碳纳米材料 |
| 1.4 热响应柔性致动器的设计和应用 |
| 1.4.1 薄膜结构 |
| 1.4.2 纤维状结构 |
| 1.4.3 腔体结构 |
| 1.5 选题思路和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 基于碳纳米管/聚氨酯的螺旋纱线致动器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料与试剂 |
| 2.2.2 静电纺丝分散液的制备 |
| 2.2.3 螺旋纱线致动器的制备 |
| 2.2.4 样品表征及性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 碳纳米管/聚氨酯螺旋纱线的形貌分析 |
| 2.3.2 碳纳米管/聚氨酯螺旋纱线的致动机理分析 |
| 2.3.3 碳纳米管/聚氨酯螺旋纱线的红外热致动性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 基于PNIPAM/MXene/海藻酸的水凝胶薄膜致动器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料与试剂 |
| 3.2.2 MXene分散液的制备 |
| 3.2.3 水凝胶薄膜致动器的制备 |
| 3.2.4 样品表征及性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 MXene的物相分析 |
| 3.3.2 水凝胶的力学性能分析 |
| 3.3.3 水凝胶的致动机理分析 |
| 3.3.4 水凝胶致动器在水中的致动性能 |
| 3.3.5 水凝胶致动器的红外致动性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 基于铜/还原氧化石墨烯的柔性薄膜致动器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料与试剂 |
| 4.2.2 氧化石墨烯的制备 |
| 4.2.3 柔性薄膜致动器的制备 |
| 4.2.4 样品表征和性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 铜/还原氧化石墨烯薄膜的形貌分析 |
| 4.3.2 铜/还原氧化石墨烯薄膜的致动机理分析 |
| 4.3.3 铜/还原氧化石墨烯薄膜的电热致动性能 |
| 4.3.4 铜/还原氧化石墨烯薄膜的红外热致动性能 |
| 4.3.5 铜/还原氧化石墨烯柔性薄膜致动器的应用 |
| 4.3.6 铜/还原氧化石墨烯柔性薄膜的有限元分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 基于双稳态电活性聚合物的柔性薄膜致动器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验材料与试剂 |
| 5.2.2 双稳态电活性聚合物的制备 |
| 5.2.3 双稳态薄膜致动器的制备 |
| 5.2.4 样品表征及性能测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 双稳态薄膜致动器的结构和致动机理 |
| 5.3.2 双稳态电活性聚合物的相转变分析 |
| 5.3.3 电极的微观形貌及电热性能分析 |
| 5.3.4 双稳态薄膜致动器的致动性能 |
| 5.3.5 双稳态薄膜致动器的有限元分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 全文结论及展望 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）可拉伸自愈合离子水凝胶的制备及其在摩擦纳米发电机中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 摩擦纳米发电机概述 |
| 1.1.1 摩擦纳米发电机的工作模式和摩擦材料 |
| 1.1.2 摩擦纳米发电机在传感方面的研究进展 |
| 1.1.3 摩擦纳米发电机在能量收集方面的研究进展 |
| 1.2 自愈合水凝胶概述 |
| 1.2.1 自愈合水凝胶应用 |
| 1.3 电子皮肤概述 |
| 1.3.1 电子皮肤的传感原理及研究进展 |
| 1.4 研究意义及内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 研究创新点 |
| 第二章 聚丙烯酸-明胶-氯化钠复合离子水凝胶的性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水凝胶制备过程中相关材料 |
| 2.3 水凝胶表征相关仪器 |
| 2.4 水凝胶合成过程 |
| 2.5 水凝胶的性能表征 |
| 2.5.1 水凝胶的微观形貌 |
| 2.5.2 明胶质量分数对水凝胶力学性能的影响 |
| 2.5.3 水凝胶的红外光谱分析 |
| 2.5.4 水凝胶的自愈合机理 |
| 2.5.5 水凝胶愈合前后的电阻变化 |
| 2.5.6 水凝胶流变性能测试 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 复合离子水凝胶及基于其制备的SH-TENG的性能调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 交联剂的加入量对复合离子水凝胶力学性能的影响 |
| 3.3 离子浓度对复合离子水凝胶导电性的影响 |
| 3.4 离子浓度对复合离子水凝胶阻抗的影响 |
| 3.5 复合离子水凝胶的失水特性 |
| 3.6 离子浓度对SH-TENG输出的影响 |
| 3.7 不同介电摩擦层对SH-TENG输出的影响 |
| 3.8 小结 |
| 第四章 基于复合离子水凝胶构建的摩擦纳米发电机作为能量收集和触觉感知的电子皮肤 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验耗材 |
| 4.2.1 药品试剂和仪器 |
| 4.3 实验部分 |
| 4.3.1 摩擦纳米发电机的制备 |
| 4.3.2 阵列电子皮肤的制备 |
| 4.4 结果与分析 |
| 4.4.1 SH-TENG器件结构及穿戴展示 |
| 4.4.2 SH-TENG的柔性可拉伸性 |
| 4.4.3 SH-TENG的工作原理与电学测试 |
| 4.4.4 SH-TENG的耐用性测试 |
| 4.4.5 SH-TENG的腹式呼吸信号测试 |
| 4.4.6 SH-TENG作为电子皮肤的触觉传感和点灯测试 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）三维石墨烯泡沫的制备及其电化学传感应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电化学传感器 |
| 1.1.1 电化学传感器的工作原理 |
| 1.1.2 电化学传感器的分类 |
| 1.1.3 电化学传感器的研究进展及其发展趋势 |
| 1.2 石墨烯材料概论 |
| 1.2.1 石墨烯 |
| 1.2.2 三维石墨烯 |
| 1.3 电化学方法检测生物小分子的研究概况 |
| 1.3.1 生物小分子的研究意义 |
| 1.3.2 生物小分子检测方法的研究进展 |
| 1.3.3 电化学传感技术在生物小分子检测中的挑战和发展趋势 |
| 1.4 本论文的研究目的和研究内容 |
| 第2章 以表面活性剂SDS为模板制备三维石墨烯材料及其对AP的电化学检测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 GO的制备 |
| 2.2.4 3D-PGS材料的制备 |
| 2.2.5 三维石墨烯材料修饰电极的制备 |
| 2.2.6 表征方法 |
| 2.2.7 电化学性能测试方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 实验条件优化 |
| 2.3.2 电镜表征 |
| 2.3.3 XRD表征 |
| 2.3.4 Raman表征 |
| 2.3.5 比表面积和孔径 |
| 2.3.6 修饰电极在铁氰化钾体系中的电化学表征 |
| 2.3.7 实验条件的优化 |
| 2.3.8 AP在修饰电极上的电化学行为 |
| 2.3.9 单独检测AP |
| 2.3.10 传感器的稳定性、重复性与选择性 |
| 2.3.11 实际样品分析 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 以表面活性剂F127为模板制备三维石墨烯及其在高浓度AA中DA与UA的选择性检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2.2 三维气泡衍生石墨烯泡沫的制备 |
| 3.2.3 三维泡沫衍生石墨烯修饰电极的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 实验条件优化 |
| 3.3.2 电镜表征 |
| 3.3.3 元素分析 |
| 3.3.4 接触角分析 |
| 3.3.5 修饰电极在铁氰化钾体系中的电化学表征 |
| 3.3.6 实验条件的优化 |
| 3.3.7 DA和UA在修饰电极上的电化学行为 |
| 3.3.8 AA存在下单独和同时检测DA和UA |
| 3.3.9 传感器的稳定性、重复性与选择性 |
| 3.3.10 实际样品分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 聚甘氨酸/三维泡沫衍生石墨烯电化学传感器的构建及其对UA和GU的同时检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂与仪器 |
| 4.2.2 聚甘氨酸/三维泡沫衍生石墨烯修饰电极的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 电镜表征 |
| 4.3.2 Raman表征 |
| 4.3.3 XPS表征 |
| 4.3.4 接触角分析 |
| 4.3.5 聚甘氨酸改性电极在铁氰化钾体系中的电化学表征 |
| 4.3.6 实验条件的优化 |
| 4.3.7 UA和GU在修饰电极上的电化学行为 |
| 4.3.8 单独和同时检测UA和GU |
| 4.3.9 传感器的稳定性和重复性与选择性 |
| 4.3.10 实际样品分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（7）ZnO NPs和Cd2+共同作用下细叶蜈蚣草的光合作用动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 纳米材料 |
| 1.1.1 纳米材料简介 |
| 1.1.2 纳米材料的应用 |
| 1.1.3 纳米氧化锌概述 |
| 1.1.4 氧化锌纳米粒子的制备方法 |
| 1.2 离子选择性微电极技术 |
| 1.2.1 离子选择性微电极技术简介 |
| 1.2.2 离子选择性微电极技术应用 |
| 1.3 植物光合作用及叶绿素荧光检测技术 |
| 1.3.1 植物光合作用原理 |
| 1.3.2 叶绿素荧光原理 |
| 1.3.3 叶绿素荧光检测技术 |
| 1.4 选题依据 |
| 第二章 镉离子选择性微电极制备及叶绿素a荧光检测 |
| 2.1 镉离子选择性微电极 |
| 2.1.1 离子选择性微电极工作原理 |
| 2.1.2 镉离子选择性微电极制备 |
| 2.1.3 镉离子选择性微电极性能检测 |
| 2.2 叶绿素a荧光检测 |
| 2.2.1 荧光动力学曲线 |
| 2.2.2 快速荧光诱导动力学曲线 |
| 第三章 ZnO NPs和 Cd~(2+)共同作用下细叶蜈蚣草的光合特性 |
| 3.1 细叶蜈蚣草的培养 |
| 3.1.1 原料 |
| 3.1.2 溶液的制备 |
| 3.1.3 细叶蜈蚣草的培养 |
| 3.1.4 实验条件及参数 |
| 3.2 细叶蜈蚣草的光合作用参数测量 |
| 3.2.1 O-J-I-P荧光动力学曲线 |
| 3.2.2 ZnO NPS和 Cd~(2+)共同作用下细叶蜈蚣草的光合特性 |
| 3.2.3 Zn~(2+)和Cd~(2+)共同作用下细叶蜈蚣草叶的光合特性 |
| 第四章 不同胁迫下细叶蜈蚣草培养液中Cd~(2+)浓度的变化 |
| 4.1 检测方法 |
| 4.2 ZnO NPs和 Cd~(2+)共同作用下培养液中Cd~(2+)浓度随时间的变化 |
| 4.3 Zn~(2+)和Cd~(2+)共同作用下培养液中Cd~(2+)浓度随时间的变化 |
| 第五章 综合分析与讨论 |
| 5.1 光系统Ⅱ受体侧变化的分析 |
| 5.2 光系统Ⅱ单位反应中心能量流变化情况分析 |
| 5.3 混合溶液中Cd~(2+)浓度变化分析 |
| 5.4 ZnO NPs和 Cd~(2+)共同作用对光合作用的影响 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间公开发表论文及着作情况 |
（8）无线无源柔性电化学传感器件及其在生物医学中的应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 柔性电子技术 |
| 1.2.1 柔性电子器件的力学特性 |
| 1.2.2 柔性电子器件的电学特性 |
| 1.2.3 柔性电子器件的封装方法 |
| 1.2.4 柔性电子器件的人体集成 |
| 1.2.5 柔性电子器件的应用 |
| 1.3 电化学传感技术 |
| 1.3.1 电化学电极 |
| 1.3.2 电化学方法 |
| 1.3.3 基于智能手机的便携式电化学传感系统 |
| 1.4 柔性可穿戴电化学传感器件 |
| 1.4.1 用于汗液成分分析的柔性可穿戴电化学传感系统 |
| 1.4.2 用于唾液成分分析的柔性可穿戴电化学传感系统 |
| 1.4.3 用于泪液成分分析的柔性可穿戴电化学传感系统 |
| 1.4.4 用于组织液成分分析的柔性可穿戴电化学传感系统 |
| 1.4.5 用于伤口监测与治疗的柔性可穿戴电化学传感系统 |
| 1.5 基于NFC技术的无线无源生化传感技术 |
| 1.5.1 NFC技术 |
| 1.5.2 基于NFC的柔性电子器件在气体传感方面的应用 |
| 1.5.3 基于NFC的柔性电子器件在穿戴传感方面的应用 |
| 1.5.4 基于NFC的柔性电子器件在植入传感方面的应用 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 用于汗液成分分析的无线无源柔性电子贴片 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 无线供电测试 |
| 2.2.2 电路设计方案 |
| 2.2.3 数据传输过程及软件APP设计 |
| 2.2.4 电极全印刷流程 |
| 2.2.5 电极机械和力学性能测试 |
| 2.2.6 电极表面的生化修饰 |
| 2.2.7 传感器基本特性测试 |
| 2.2.8 柔性电子贴片的整体稳定性测试 |
| 2.2.9 在体汗液成分分析 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 柔性电子贴片的系统整体设计 |
| 2.3.2 柔性电路的电磁性能测试 |
| 2.3.3 可拉伸电极阵列构建及测试 |
| 2.3.4 传感电极的生化修饰 |
| 2.3.5 传感器性能测试 |
| 2.3.6 在体汗液成分分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 用于多种生物液体成分分析的无线无源柔性电子贴片 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 柔性电子贴片的系统设计 |
| 3.2.2 可拉伸电极阵列构建 |
| 3.2.3 离子选择电极表面修饰 |
| 3.2.4 柔性电子贴片的机械和电学性能测试 |
| 3.2.5 离子选择电极的传感性能测试 |
| 3.2.6 利用柔性电子贴片进行实际样本测试 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 柔性电子贴片的力学和电学性能测试 |
| 3.3.2 Ca~(2+)传感器的传感特性测试 |
| 3.3.3 Cl~-传感器的传感特性测试 |
| 3.3.4 利用柔性电子贴片进行实际样本检测 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 用于溶液中重金属检测的无源柔性标签 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂和仪器 |
| 4.2.2 无源柔性标签的电路设计 |
| 4.2.3 用于重金属离子检测的电极阵列构建 |
| 4.2.4 用于重金属离子检测的电极修饰 |
| 4.2.5 用于重金属离子检测的电极表征 |
| 4.2.6 不同容器中重金属离子的原位检测 |
| 4.2.7 方波脉冲伏安法中的峰值电流计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 全集成、无线、无源的柔性电化学标签 |
| 4.3.2 无源SWASV电路的验证 |
| 4.3.3 柔性电极阵列的修饰和表征 |
| 4.3.4 利用该标签进行铅和镉的电化学分析 |
| 4.3.5 不同容器中铅和镉的无线原位检测 |
| 4.3.6 未来应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 用于半定量气体传感的无线无源NFC标签 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 NFC标签传感器构建 |
| 5.2.2 NFC标签传感器阵列设计 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 单一浓度乙醇气体检测 |
| 5.3.2 乙醇气体半定量检测 |
| 5.3.3 讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 用于感染监测和电控给药的闭环智能伤口敷料 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 智能伤口敷料的柔性电路设计 |
| 6.2.2 智能伤口敷料的电极阵列构建 |
| 6.2.3 智能伤口敷料的电极修饰方法 |
| 6.2.4 温度、pH和尿酸传感器特性测试 |
| 6.2.5 药物控释电极的体外表征和测试 |
| 6.2.6 利用智能伤口敷料进行体外抗菌实验 |
| 6.2.7 利用智能伤口敷料进行动物实验 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 智能伤口敷料的系统整体设计 |
| 6.3.2 可拉伸电极阵列的制作和修饰 |
| 6.3.3 尿酸、pH和温度传感器特性测试 |
| 6.3.4 电控药物释放模块的表征和测试 |
| 6.3.5 利用智能伤口敷料进行体外抗菌实验 |
| 6.3.6 利用智能伤口敷料进行动物实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
（9）基于多模态生物电信号人机交互技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 脑机接口研究背景与现状 |
| 1.1.1 脑机接口研究背景 |
| 1.1.2 脑机接口研究现状 |
| 1.2 基于肌电的人机接口研究背景和现状 |
| 1.2.1 基于肌电的人机接口研究背景 |
| 1.2.2 基于肌电的人机接口研究现状 |
| 1.3 多模态生物电人机接口研究背景和现状 |
| 1.3.1 多模态生物电人机接口研究背景 |
| 1.3.2 多模态生物电人机接口研究现状 |
| 1.4 生物电人机接口存在的问题及课题研究思路 |
| 1.4.1 系统的问题 |
| 1.4.2 课题研究思路 |
| 1.5 论文内容安排 |
| 第二章 基于生物电信号人机接口的研究基础 |
| 2.1 人机接口系统构成 |
| 2.2 脑机接口研究基础 |
| 2.2.1 EEG信号采集 |
| 2.2.2 脑电节律 |
| 2.2.3 基于EEG信号的BCI系统类型 |
| 2.2.4 信号处理算法 |
| 2.3 基于sEMG人机接口研究基础 |
| 2.3.1 EMG信号的产生 |
| 2.3.2 sEMG信号采集与处理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于新型特征优化技术的可穿戴式表面肌电信号人机接口 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 采集系统电路结构 |
| 3.2.1 离线sEMG信号采集系统 |
| 3.2.2 可穿戴式sEMG信号采集系统 |
| 3.2.3 采集系统硬件测试结果分析 |
| 3.3 实验方案设计 |
| 3.4 信号预处理 |
| 3.4.1 预处理算法 |
| 3.4.2 预处理算法结果分析 |
| 3.5 特征选择及分析结果 |
| 3.5.1 特征提取 |
| 3.5.2 特征选择 |
| 3.5.3 特征分类 |
| 3.5.4 电极和特征选择算法结果分析 |
| 3.5.5 特征分类算法结果分析 |
| 3.6 基于sEMG信号的人机接口控制范式 |
| 3.6.1 控制范式 |
| 3.6.2 基于s EMG信号的可穿戴式HCI系统在线性能评估 |
| 3.7 讨论 |
| 3.7.1 基于s EMG信号的可穿戴式HCI系统设计 |
| 3.7.2 特征选择和分类 |
| 3.7.3 实时控制性能 |
| 3.7.4 系统局限性及未来工作 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 基于最优化少量电极的认知行为想象脑机接口 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样本量确定及实验数据集描述 |
| 4.2.1 样本量确定 |
| 4.2.2 BCI系统被试者数量确定 |
| 4.2.3 实验范式设计 |
| 4.2.4 数据采集与数据集描述 |
| 4.3 信号预处理 |
| 4.3.1 信号预处理算法 |
| 4.3.2 特征可视化 |
| 4.3.3 信号预处理及可视化结果分析 |
| 4.3.4 ERD/S结果分析 |
| 4.4 实验方案及算法 |
| 4.4.1 CSP算法 |
| 4.4.2 传统CSP算法在EEG信号分析中的应用 |
| 4.4.3 改进的CSP算法在EEG信号分析中的应用 |
| 4.4.4 通用电极选择算法 |
| 4.4.5 基于相关性的新型DM电极选择方法 |
| 4.5 算法结果分析 |
| 4.5.1 特征提取算法结果分析 |
| 4.5.2 电极选择算法分析 |
| 4.5.3 最优电极组合选择 |
| 4.5.4 最优电极组合普适性与有效性验证 |
| 4.5.5 跨被试者普适性及鲁棒性分析 |
| 4.6 讨论 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 多模态生物电信号对反应时间缩短情况的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 事件相关电位物理意义 |
| 5.3 实验范式设计与数据采集 |
| 5.4 EEG信号整体评估及范式选择实验结果 |
| 5.4.1 真实反应时间分析 |
| 5.4.2 ERP信号可视化结果分析 |
| 5.4.3 ERP波形分类性能评估 |
| 5.4.4 浅层神经网络分类结果 |
| 5.5 基于EEG信号的反应时间分析 |
| 5.5.1 基于滑动窗算法的反应时间确定 |
| 5.5.2 普适性最优电极组合选择 |
| 5.5.3 与实际鼠标点击反应时间对比 |
| 5.5.4 基于滑动窗金字塔加权修正的无约束识别 |
| 5.6 sEMG信号分析及结果 |
| 5.6.1 可视化结果 |
| 5.6.2 不同特征向量提取方式比较 |
| 5.6.3 基于拓展时间窗的反应时间分析 |
| 5.7 讨论与本章小结 |
| 第六章 基于最大权完美匹配的多模态生物电信号人机接口 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 深层卷积神经网络架构背景介绍 |
| 6.2.1 深层卷积神经网络架构基本组件 |
| 6.2.2 CNN的改进优化方法 |
| 6.2.3 损失目标函数 |
| 6.3 数据集描述 |
| 6.4 算法流程 |
| 6.4.1 处理ERP波形的CNN网络结构 |
| 6.4.2 基于最大权完美匹配的难样本选择 |
| 6.4.3 关于MWP匹配方法及损失函数对比讨论 |
| 6.5 实验结果分析 |
| 6.5.1 运行环境及参数设置 |
| 6.5.2 EEGNet与传统方法对比结果 |
| 6.5.3 MWP-EEGNet对系统性能的提升 |
| 6.5.4 基于MWP-EMG-EEGNet多模态融合结果分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 基于多模态生物电信号的在线人机接口系统 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 基于NeuroScan的在线人机接口系统设计 |
| 7.2.1 基础模块 |
| 7.2.2 在线系统整体框架 |
| 7.2.3 在线实验方法 |
| 7.2.4 在线信号处理及结果分析 |
| 7.3 便携式多功能生物电采集系统 |
| 7.3.1 硬件电路设计 |
| 7.3.2 硬件采集系统测试结果 |
| 7.3.3 软件平台设计 |
| 7.3.4 数据分析算法 |
| 7.3.5 软件平台结果测试 |
| 7.3.6 基于PSUEEG平台的虚拟智能轮椅系统 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 主要代码流程及执行结果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）离子敏感性生物材料的研究进展（论文提纲范文）
| 1 离子交换树脂 |
| 1.1 离子交换树脂工作原理及分类 |
| 1.2 离子交换树脂在制药领域的应用 |
| 1.3 离子交换树脂在检验检测领域的应用 |
| 1.4 离子交换树脂作为味觉掩体、药物释放载体的应用 |
| 2 离子选择敏感膜与离子敏感电极 |
| 2.1 离子选择敏感膜 |
| 2.2 离子敏感电极 |
| 3 离子敏感性凝胶 |
| 3.1 海藻酸钠 |
| 3.2 结冷胶 |
| 3.3 盐敏感性水凝胶 |
| 4 展望 |
四、离子选择电极分析在生物医学检验中的应用（论文参考文献）
- [1]场效应晶体管生物传感器在生物医学检测中的应用研究进展[J]. 张正燕,陈钰,宋丽杰,苏政权,张海燕. 中国生物工程杂志, 2021(10)
- [2]电化学方法在无机磷酸盐检测中的应用[J]. 吴甜甜,黄赣辉. 环境化学, 2021(09)
- [3]电子皮肤研究进展：材料、功能与应用[J]. 马超,赵刚. 中国科学技术大学学报, 2021
- [4]热响应柔性致动器的结构设计和性能研究[D]. 孟俊行. 东华大学, 2021(01)
- [5]可拉伸自愈合离子水凝胶的制备及其在摩擦纳米发电机中的应用[D]. 韩曦. 广西大学, 2021
- [6]三维石墨烯泡沫的制备及其电化学传感应用研究[D]. 王静. 扬州大学, 2021(08)
- [7]ZnO NPs和Cd2+共同作用下细叶蜈蚣草的光合作用动力学特性研究[D]. 程亮. 东北师范大学, 2020(02)
- [8]无线无源柔性电化学传感器件及其在生物医学中的应用研究[D]. 许刚. 浙江大学, 2020(01)
- [9]基于多模态生物电信号人机交互技术研究[D]. 孙瀚. 东南大学, 2019(01)
- [10]离子敏感性生物材料的研究进展[J]. 王健,王春仁. 中国药事, 2019(10)