生物传感器-磁分离-3110100122-邵建智
3 3110100122_邵建智_植物形态生长模拟实验
邵建智3110100122一、目的1.了解基于L系统原理的植物生长模拟软件2.用软件模拟植物形态的生长一、设备和工具1.计算机2.植物形态生长模拟软件二、原理和方法L-系统（L-system）是美国生物学家Aristide Lindenmayer于1968年提出的，史密斯于1984年、普鲁辛凯维奇于1986年将它用于计算机图形学。
它的功能是用形式语言的方式来描述植物形态发生和生长过程。
L-系统的本质是一个重写系统，它通过一条公理和几条产生式，进行有限次迭代，并对产生的字符串进行几何解释，就能生成非常复杂的图形。
因此L-系统非常适合描述植物的形态结构。
L-系统表明了一个深刻的道理，在复杂自然现象的背后，存在着简单的规律。
1.L-系统基本定义1）字符表（Alphabet）：由a,b,c等字母或其他一些字符构成的一个形式符号有限集合V。
2）公理（Axiom）：也成起始因子（initiator），是由字符表V中的字符构成的字符串[也称字（words）]w。
例如：已知V=|a,b,c|,则V*表示V上所有字符串（字）的例子。
3）V表示字符表，则V*表示V上所有字符串（字）的集合。
4）字长（length）：是字w包含字符的个数，用w表示。
5）产生式（Productions）：或称改写规则（rewriting rule），是指从字符a，到字w的变换。
表示为：p->w6)w可以是空字（empty word），a还可以是w本身7）如果对字符a，没有明确地给出它的产生式，则隐含规定，其变换为本身。
在这种情况下，称a为L系统常数。
四、实验步骤Q1：L-system部分输入：#define STEPS 1Lsystem:1derivation length:STEPSAxiom:-(90)FF-->F+F--F+FEndlsystem在L-system View界面输入：angle factor:6initial color:2点击Cpfg->Go观察结果：将步长改为2时：将步长改为3时：将步长改为4时：Q2：L-system部分输入：#define STEPS 1Lsystem:1derivation length:STEPSAxiom:F-F-F-FF-->F-F+F+FF-F-F+FEndlsystem角度为90度，则将angle afctor改为4 在L-system View界面输入：angle factor:4initial color:3点击Cpfg->Go观察结果：Q3：L-system部分输入：#define STEPS 1Lsystem:1derivation length:STEPSAxiom:FF-->F+f-FF+F+FF+Ff+FF-f+FF-F-FF-Ff-FFFf-->ffffffendlsystem观察结果：在View界面下增加：initial line width:2 pixels，结果如下：Q4：在L-system部分修改为：Axiom:F-F-F-F结果为：Q5:L-system部分输入：#define STEPS 3 Lsystem:1derivation length:STEPS Axiom:F-F-F-FF-->FF-F+F-F-FF EndlsystemQ6：将angle factor改为12 第一个：L-system部分输入：#define STEPS 2 Lsystem:1derivation length:STEPS Axiom:FF-->F[-F]F[+F][F] Endlsystem第二个：#define STEPS 2Lsystem:1derivation length:STEPSAxiom:FF-->F[-F]F[+F]FEndlsystem当加上“[]”时，则从分支点开始画，没有加“[]”时，从尖端开始画Q7:#define STEPS 2Lsystem:1derivation length:STEPSAxiom:FF-->FF-[-F+F+F]+[+F-F-F]Endlsystem改变线宽：initial line width:8 pixels 改变颜色：initial color:4结果为：Q8:L-system部分为：#define STEPS 24#define d 10#define m 2#define n 3#define u 1#define v 1#define p 3#define r1 1.0#define r2 0.6#define r3 1.0#define r4 1.5#define r5 0.5Lsystem: 0derivation length: STEPSignore: +-/,axiom: D(0)F(3,0)A(0)S(i) < A(j) --> C(0)S(i) < B(j) --> C(0)A(i) : i<m-1 --> A(i+1)A(i) : i==m-1 --> [+F(3,1)B(0)]F(3,0)/(180)A(0)B(i) : i<n-1 --> B(i+1)B(i) : i==n-1 --> [+L]F(3,1)/(180)B(0)D(i) : i<d --> D(i+1)D(i) : i==d --> S(0)S(i) : i<u+v --> S(i+1)S(i) : i==u+v --> *S(i) < F(l,o) : (o==0)&&(i==u-1) --> ,#F(l,o)!;S(0)S(i) < F(l,o) : (o==1)&&(i==v-1) --> ,#F(l,o)!;S(0)C(t) : t<=p --> C(t+1)homomorphismmaximum depth: 1L --> ,,,,,,{-f(r5)+f(r5)+f(r5)-|-f(r5)+f(r5)+f(r5)}C(age) : age == 0 --> ,,,@o(r1);;;C(age) : age <= p --> [,,[{-f+f|-f+f}]++[{-f+f|-f+f}]++ [{-f+f|-f+f}]++ [{-f+f|-f+f}]++[{-f+f|-f+f}]++[{-f+f|-f+f}],,@o(r2)]C(age) : age>p --> ,,,,,{.[-f(r4).][+f(r4).]} endlsystemL-system View界面为：angle factor: 10initial color: 127color increment: 1initial line width: 2.0 pixelsline width increment: 2.0viewpoint: 0,0,30view reference point: 0,0,0twist: 0projection: parallelfront distance: -10000000.0back distance: 10000000.0scale factor: 0.8z buffer: offcue range: 0shade mode: 3light direction: 1.0,0.0,0.0diffuse reflection: 10tropism direction: 0.0,1.0,0.0initial elasticity: 0.00elasticity increment: 0.00结果为：1）第1代的字符表达式：D(1)F(3,0)A(1)第2代的字符表达式：D(2)F(3,0)[+F(3,1)B(0)]F(3,0)/(180)A(0) 第3代的字符表达式：D(3)F(3,0)[+F(3,1)B(1)]F(3,0)/(180)A(1)2）第一代：第二代：第三代：3）A：控制主干生长B：控制侧枝生长S：控制信号传递至形成花苞，即将要开花的地方F：画出树枝C：控制花苞，花，果实三个形态五、注意事项边学习，边上机实验，并即时总结，分析。
215502052_磁适配体生物传感器
生物技术进展 2023 年 第 13 卷 第 3 期 339 ~ 344Current Biotechnology ISSN 2095‑2341进展评述Reviews磁适配体生物传感器康帅帅1，2 ， 王瑞安2 ， 许文涛2 ， 朱龙佼2*1.中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083；2.中国农业大学营养与健康系，食品精准营养与质量控制教育部重点实验室，北京 100193摘要：磁珠（magnetic beads,MBs ）是具有磁性的微小球形颗粒，在将分析物从复杂基质中分离出来以及固定配体等方面发挥关键作用。
为了获得不同的识别及信号输出性能，MBs 可以与各种反应基团进行功能化并发挥相应作用。
对磁珠的性质、制备方法、功能化改性与搭载适配体的应用等方面进行了全面综述，总结了磁生物传感器所表现出的准确性、及时性、便携性、低成本，及在痕量水平上的信号放大等优势。
最后，提出了磁珠潜在的应用挑战和未来方向。
关键词：磁珠；适配体；制备方法；核酸传感器DOI ：10.19586/j.20952341.2022.0199中图分类号：S951.4+2, TP212.3 文献标志码：AMagnetic Aptamer BiosensorsKANG Shuaishuai 1，2 ， WANG Ruian 2 ， XU Wentao 2 ， ZHU Longjiao 2*1.College of Food Science and Nutritional Engineering ， China Agricultural University ， Beijing 100083， China ；2.Key Laboratory of Precision Nutrition and Food Quality ， Department of Nutrition and Health ， China Agricultural University ， Beijing 100193， ChinaAbstract ：Magnetic beads （MBs ） are small spherical particles with magnetism ， which plays a key role in separating analytesfrom complex matrices and fixing ligands. In order to obtain different recognition and signal output performance ， MBs can be functionalized with various reaction groups to play a corresponding role. In this review ， we reviewed the properties ， preparation methods ， functional modification and application of carrying adapters of magnetic beads. The advantages of magnetic biosensors ，such as the accuracy ， timeliness ， portability and low cost as well as the signal amplification at the trace level ， were summa -rized. Finally ， the potential application challenges and future directions of magnetic beads were proposed.Key words ：magnetic bead ； aptamer ； preparation method ； nucleic acid sensor磁性材料是由直径几十或数百纳米的磁性纳米粒子组成。
生命科学与我的专业-邵建智-3110100122
生物生产
环境监测
传感器监测：对某一区域的水域定时定点 取水进行监测，水的电阻与其受污染程度 密切相关，当电压一定时电流与电阻成反 比关系，所以通过传感器内电流值的变化 可以了解到取样水的污染程度，通过对一 个区域多个地点实现长期观测便可以得到 该区域水体污染程度的长时指标。
环境监测
生物图像与计算机视觉技术
公安：指纹识别、痕迹辨认、电子警察、图像自动跟踪、 安全监控等。
生物图像与计算机视觉技术
统工程1102 3110100122
生物系统工程四个方向
信息
机电
水利
环境
生物生产
水果采摘机器人：运用传感器根据水果的颜色，成熟度等 指标对可以食用的水果进行机械化采摘操作，相对于传统 的人工采摘，可以使得采摘效率大大提高
水果分级系统：通过水果的大小，成熟度，好坏程度等指标对所 采摘的水果实现商品化过程，分级系统为流水线作业，效率高， 为生物系统工程的以应义斌教授为负责人的团队发明，获得2008 年国家科技发明二等奖（浙江大学从2001-2011年共获得8个国家 科技发明二等奖，未获得过一等奖。）
计算机视觉系统中，视觉信息的处理计数主要依赖于图像 处理方法，它包括图像增强、数据编码和传输、平滑、边 缘锐化、分割、特征抽取、图像识别与理解等内容。经过 这些处理后，输出图像的质量得到相当程度的改善，既改 善了图像的视觉效果，又便于计算机对图像进行分析、处 理和识别。
医疗：B超、CT、X光、ECT、内窥镜、病理分析医学影像、 血管造影，细胞图像分析系统等。采用医疗图像分析系统， 可对血液细胞自动分类计数、染色体分析、癌症细胞识别 等。
4_3110100122-邵建智-生物物料含水率在储藏与加工中的应用
含水率对 抗压强度的影响
12/31/2013
含水率对粉煤灰蒸压加气混凝土砌块力学性能的影响
含水率对加气混凝 土劈裂抗拉强度的影响 与对立方体抗压强度的 影响相似,加气混凝土砌 块含水率小于10%时,劈 拉强度随着含水率的增 大而急剧降低,含水率从10%增加到40%时,劈拉强度随着含 水率的增大而降低的趋势有所减小,含水率超过40%至饱水 状态时,强度下降的趋势趋于平缓。
生物物料学
生物物料含水率在储藏与加工中的应用
邵建智 3110100122
含水率
•12/31/2013Fra bibliotek粮食含水率高 含水率
呼吸作用旺盛
酶活性 呼吸作用
12/31/2013
含水率过高——呼吸作用—— 葡萄糖分解——脂肪、蛋白质降 解——产生水、热——粮食发 热——恶性循环 因此，粮食在储藏期间，控制含 水量，从而控制呼吸强度保持很 低水平，是一项重要措施。
12/31/2013
含水率对粉煤灰蒸压加气混凝土砌块力学性能的影响 含水率对粉煤灰蒸 压加气混凝土的抗 压强度有显著影响, 绝干状态时抗压强 度最高,随着含水率 的增加,其抗压强度 不断降低,而且在含水率较低的情况下,强度 下降速度快。
12/31/2013
含水率对粉煤灰蒸压加气混凝土砌块力学性能的影响
12/31/2013
含水率对粉煤灰蒸压加气混凝土砌块力学性能的影响
含水率对 抗拉强度的影响
12/31/2013
从原料到成品含水量依次减少
茶多酚含 量的变化
12/31/2013
从原料到成品含水量依次减少
氨基酸含 量的变化
12/31/2013
从原料到成品含水量依次减少
咖啡碱含 量的变化
生物传感器在肠道致病菌临床快速检测中的新进展
［ ２ ］ 贾宇 ， 刘利杰 ， 胡功成． 铅 接 触 者 职 业健 康 监 护 血 锌 原 卟 啉 筛 选 指 标值的探讨［ Ｊ ］ ． 职业与健康 ， ２ ０ ０ ８ ， ２ ４ （ １ ４ ） ： １ ３ ７ ０ — １ ３ ７ １ ． ［ ３ ］ 吴根华 ， 汪春华． 荧 光 法 研究 了 ｐ ｂ ２ ＋与 牛 血 清 白蛋 白 的 相 互 作 用 ［ Ｊ ］ ． 光谱学与光谱分析 ， ２ ０ ０ ５ ， ２ ５ （ ２ ） ： ２ ４ ６ — ２ ４ ８ ． ［ ４ １ 陶 慧林 。 朱仕 毅， 梁吴 东 ． 铌一 铬天青 Ｓ 与 牛 血 清 白蛋 白结 合 反 应 及 其 应用 ［ Ｊ ］ ． 分析试验室 ， ２ ０ ０ ９ ， ２ ８ （ １ ０ ） ： ５ ３ — ５ ５ ． ［ ５ ］ 张 根成 ， 许 洁艳 ． Ｃｒ （ Ｖ Ｉ ） 与牛血清 白蛋 白的相互作 用［ Ｊ ］ ． 应 用 化
光光谱法研究［ Ｊ ］ ． 西部皮革 ， ２ Ｏ １ １ ， ３ ３ （ ２ ２ ） ： ３ ０ — ３ ３ ． ［ ７ ］ 杨乡珍． 钐的光度分析进展［ Ｊ １ ． 湿法冶金 ， ２ ０ ０ ７ ， ２ ６ （ ２ ） ： １ ０ ９ — １ １ ２ ． ［ ８ ］ 邓凡政 ， 陈琳琳 ， 汤秀琴． 稀 土 钐 离 子 与 人 血 清 白 蛋 白 的 相 互 ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ａ ｎｔ ｉ ｅ ａ ｎｃ ｅ ｒ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｔ ｈｒ ｏｕ ｇｈ ｉ ｎ ｈｉ ｂ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｋ ｉ ｎ ａ ｓ ｅ
1_3110100122-邵建智-介电特性与大豆水分检测
参考文献
[1]周祖锷主编.农业物料学[M]. 农业出版社, 1994 [2]郭文川, 朱新华,周闯鹏, 张晓军.西红柿成熟度与电特性关系的无 损检测研究,2002,23(6) [3]鲍一丹; 朱哲燕.基于电特性的大豆含水率测量研究.中国食品学 报.2006年4月. [4]张小平.农业物料电学特性及其在农业科学中的应用前景.甘肃农 业大学学报.1999年4月. [5]尹丽妍; 吴文福; 张亚秋.介电特性在粮食水分检测中的应用.中国 粮油学报 .2010年11月. [6]徐保江; 张本华; 张淑珍; 李宝林; 高竞 .根据物料的电特性快速测 定含水率的试验研究 .沈阳农业大学学报 .1998年3月.
同一频率时, 含水率与等效电容的关系 理论上，等效电容值随含水率的增加而增大，即介电常数与含水率有 正相关性。这是由于大豆水分增加时, 水分子的电偶极子骤增, 介电极 化增强, 而且电偶极子也变得活泼,产生的反相电位变大, 电容器的两极 板间的电压值减小, 表现在介电常数增大, 电容值增加。 激励频率对介电特性的影响在相同含水率下, 频率越高, 等效电容值越 小。这是因为测试频率增高后参与介电的电偶极子不能及时随电场方 向改变而转向。
通常所指的介电特性主要有三项，即相对介电常数，相对介质损耗因 数，和介质损耗角正切。 相对介电常数：是物料实际介电常数和真空介电常数的比值，是一个 无量纲的量，真空的介电常数为8.85X10-14 F/cm。 介电常数：是表示物料可能储存的电场能量，它反映该物料提高电容 器电容量，即储存电场能量的能力。其值变化范围很大，空气为1， 20℃时的水伟80，对于一定的混合物其值甚至更高。
两种等效电路的关系为 通常, 相对介电常数可表示为:
这里,C0 为被测电介质的几何电容.
生物传感器-文献综述-3110100122-邵建智
检测葡萄糖浓度的酶传感器研究文献1题目：Real-Time Noninvasive Measurement of Glucose Concentration Using a Microwave Biosensor检测机理：通过微波生物传感器，用探头尖端和葡萄糖溶液之间的实时电磁相互作用来检测葡萄糖浓度，微波生物传感器包括一个耦合到探针尖端的电解质谐振器，由于微波谐振器和葡萄糖溶液之间的电磁相互作用，葡萄糖浓度的变化与微波的反射系数直接相关，并且检测分辨率达1毫克/毫升。
检测仪器：如图所示的微波传感器。
分子识别元件：镀金探针尖端检测步骤：微波生物传感器包括一个耦合到探针尖端的电解质谐振器，其共振频率约为4.6GHz，为了获得高的灵敏度，有圆顶点的镀金探针尖端和圆筒形端部需要连接到谐振器的内部循环当中，硅管壁厚TT = 0.4毫米和内径TG = 2.5毫米被安装在圆筒形探针尖端的端部，如图所示。
整个系统放置在机械振动隔离台，测量全部在电磁内进行，其内环境，温度与湿度均自动控制，管内葡萄糖的流速保持着2毫米/秒的速度，利用网络分析仪，可以测得微波谐振器的反射系数，从而得出葡萄糖的浓度。
检测限：0.003dB/(mg/ml)检测时间：实时监控并检测创新性：可以进行无创实时检测不足：微波遥感平台应用不够广泛文献2题目：Measurement of Glucose Concentration in Blood Plasma Based on a Wireless Magnetoelastic Biosensor检测机理：血浆中的无线磁弹性葡萄糖生物传感器描述的基础上，使用质量敏感的磁传感器作为传感器。
葡萄糖生物传感器的制作是用pH敏感的聚合物和葡萄糖氧化酶（葡萄糖氧化酶）和过氧化氢酶的生物层涂布的带状，磁致弹性传感器。
将pH响应聚合物溶胀或收缩，从而改变传感器质量负荷，分别响应于增加或减少的pH值。
在血浆中的葡萄糖氧化酶催化的氧化反应产生葡糖酸，从而使pH敏感聚合物收缩，这反过来又降低了传感器的质量负荷。
1_测定空气的定压比热容和定容比热容之比
实验报告课程名称： 生物系统传输过程 指导老师： 叶章颖 成绩：__________________ 实验名称： 测定空气的定压比热容和定容比热容之比 实验类型：一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与试剂（必填） 四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必填） 六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填） 八、讨论、心得一、实验目的 测定空气的定压比热容和定容比热容之比k 二、实验装置 DH4602气体比热容比测定仪；螺旋测微计；物理天平 三、实验原理 测定比热容比的方法有好多种。
本实验通过测定物体在特定容器中的振动周期来计算k 值。
实验基本装置如图1-1所示，振动物体小球的直径比玻璃管直径仅小0.01-0.02mm 。
它能在此精密的玻璃管中上下移动，在瓶子的壁上有一小口，并插入一根细管，通过它各种气体可以注入到烧瓶中。
钢球A 的质量为m ，半径为r （直径为d ），当瓶子内压力p 满足下面条件时钢球A 处于力平衡状态。
这时2rmg p p b π+=，式中b p 为大气压力。
为了补偿由于空气阻尼引起振动物体A 振幅的衰减，通过C 管一直注入一个小气压的气流，在精密玻璃管B 的中央开设有一个小孔。
当振动物体A 处于小孔下方的半个振动周期时，注入气体使容器的内压力增大，引起物体A 向上移动，而当物体A 处于小孔上方的半个振动周期时，容器内的气体将通过小孔流出，使物体下沉。
以后重复上述过程，只要适当控制注入气体的流量，物体A 能在玻璃管B 的小孔上下作简谐振动，振动周期可利用光电计时装置来测得。
若物体偏离平衡位置一个较小距离x ，则容器内的压力变化p ∆，物体的运动方程为： p r dtx d m ∆=222π （1-1） 因为物体振动过程相当快，所以可以看作绝热过程，绝热方程k pv =常数 （1-2）将（1-2）式求导数得出：VV pk p ∆-=∆，x r V 2π=∆ （1-3） 将（1-3）式代入（1-1）式得04222=+x mVpk r dt x d π 此式即为熟知的简谐振动方程，它的解为TmV pkr ππω242== 4242644pdT mV pr T mV k == （1-4） 式中各量均可方便测得，因而可算出k 值。
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视频观感：在观看这个视频之前，一直以为只有离心是比较大众的分离方法，现在才知道了还有磁分离这种利用物理上的特性进行分离的方法，而视频中只是大概介绍了一下磁分离，具体的并没有详细说明，我觉得将抗体结合到磁珠上是其中非常重要的一步，因为抗原与抗体结合成复合物和该复合物在磁力作用下发生力学移动都是相对比较简单的步骤，理论上可以实现，而如何将抗体结合到磁珠上则是需要研究的问题，即如何对磁性微球进行处理使抗体能够结合上去。
免疫磁分离技术
原理：磁性微球经过一定处理后，可将抗体结合到磁珠上，形成免疫磁性微球，免疫磁性微球的抗体与特异性抗原结合形成抗原—微球复合物，该复合物在磁场中具有与其它组分不同的磁响应性，在磁力作用下，该复合物发生力学移动，从而达到分离抗原的目的。
结构原理图：
设计思路：免疫磁珠法分离细胞基于细胞表面抗原能与连接在磁珠上的特异性单抗相结合，在外磁场中，通过抗体与磁珠相连的细胞被吸附而滞留在磁场中，无该中表面抗原的细胞，由于不能与相连着磁珠的特异性单抗结合而没有磁性，不在磁场中停留，从而使细胞得以分离。
使用方法：
1.取培养液，沉淀所有的粗糙残渣，移取1mL上层液体加入试管中，加20uL转杯好的免疫磁珠，在漩涡缓和期上混合该悬液。
2.将试管固定在磁架的管孔中。
180度轻缓摆动磁架5-6次，使免疫磁珠聚集到磁极。
小心地打开磁架上的试管管盖，从磁极对面一侧慢慢吸出液体，不要接触管壁上的磁珠。
每一个样品换一次枪头并重新盖好盖子。
将磁极从支架上移走，180读轻缓摆动磁架5-6次，使管内各成分混合，重新将磁极放回到支架上。
重复该清洗步骤几次，并将离心管从磁性分离器上移开，用手轻轻摇晃。