Advances in airborne microorganisms detection using biosensors: A critical review

• Airborne microorganism detection methods are summarized. • Biosensors play an important role in detecting airborne microorganisms. • The principle of biosensor detection of airborne microorganisms is introduced. • The application and progress of biosensor in recent years is summarized. • The future perspectives of biosensor are identified. Humanity has been facing the threat of a variety of infectious diseases. Airborne microorganisms can cause airborne infectious diseases, which spread rapidly and extensively, causing huge losses to human society on a global scale. In recent years, the detection technology for airborne microorganisms has developed rapidly; it can be roughly divided into biochemical, immune, and molecular technologies. However, these technologies still have some shortcomings; they are time-consuming and have low sensitivity and poor stability. Most of them need to be used in the ideal environment of a laboratory, which limits their applications. A biosensor is a device that converts biological signals into detectable signals. As an interdisciplinary field, biosensors have successfully introduced a variety of technologies for bio-detection. Given their fast analysis speed, high sensitivity, good portability, strong specificity, and low cost, biosensors have been widely used in environmental monitoring, medical research, food and agricultural safety, military medicine and other fields. In recent years, the performance of biosensors has greatly improved, becoming a promising technology for airborne microorganism detection. This review introduces the detection principle of biosensors from the three aspects of component identification, energy conversion principle, and signal amplification. It also summarizes its research and application in airborne microorganism detection. The new progress and future development trend of the biosensor detection of airborne microorganisms are analyzed.     

铂铈共掺杂纳米TiO2的制备、表征及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,过氧化氢为氧化剂,采用简单易行的低温氧化法制备出晶粒尺寸较小(平均尺寸25 nm)的二氧化钛纳米粒子。通过贵金属Pt掺杂TiO₂(Pt-TiO₂)、稀土元素Ce掺杂TiO₂(Ce-TiO₂)和Pt、Ce共掺杂TiO₂(Pt/Ce-TiO₂)的掺杂的方法对二氧化钛进行改性。通过XRD,XPS,TEM,紫外漫反射等表征手段对制备的样品进行表征。通过可见光下降解罗丹明B来测试其光催化活性。实验结果表明,由Ce掺杂的TiO₂光催化剂对有机污染物的最大降解能力略大于Pt掺杂的TiO₂,2种元素进行共同掺杂时对应的TiO₂光催化剂降解能力最大。     

食品废弃物厌氧消化产乙酸的研究

通过实验,研究了pH、总固体浓度(TS)、碳氮比(C/N)对食品废弃物厌氧消化产乙酸的影响,详细考察了挥发性脂肪酸(VFA)的组成和浓度及乙酸浓度随时间的变化规律.结果表明,pH为6.5、TS为7%(质量分数)、C/N为16:1时,总VFA的最大质量浓度为31.56 g/L,乙酸的最大质量浓度为19.46 g/L.     

新乡市城市污水对泥鳅的生理毒性与遗传毒性研究

采用鱼体外周血细胞微核技术研究新乡市城市污水对泥鳅的遗传毒性,实验各组(A组、B组、C组、D组)中微核率明显高于对照组(P<0.01).以黄嘌呤氧化酶法检测泥鳅肝组织中的超氧化物歧化酶(SOD)酶活力变化,以赖氏法检测肝组织和血清中的谷草转氨酶(GOT)和谷丙转氨酶(GPT)酶活力变化,研究该污水对泥鳅的生理毒性.结果表明,实验各组肝组织中SOD、GOT和GPT酶活力均低于对照组.且随城市污水浓度升高而减小;血清中的SOD、GOT和GPT酶活力均高于对照组,且随城市污水浓度升高而增强.由此可知,直接排放的城市污水对泥鳅有显著的遗传毒性与生理毒性,水样中有致突变酶活力物质存在.     

软岩地基下AP1000核电屏蔽厂房结构地震响应研究

以AP1000核电屏蔽厂房结构为研究对象,进行考虑土-结构相互作用的地震响应分析,探讨不同厚度和不同地表倾斜角度软岩场地对屏蔽厂房结构地震响应的影响。利用ABAQUS有限元软件建立了软岩层厚度分别为25、30、35、40m以及地表倾斜角度分别为0°、3°和6°的土-结构相互作用模型,实现了地震动输入。对计算所得楼层响应谱进行对比分析可知,软岩层较硬岩层对地震传播有一定的放大效应,软岩层厚度的增加会使峰值频率往低频方向移动;倾斜场地对楼层响应谱高频部分有一定的放大效应。该研究结果对软岩场地下核电厂抗震安全评价具有一定参考意义。     

近场长周期强地震动幅值谱研究

本文研究了近场长周期强地震动加速度的傅氏谱和功率谱模型及其参数估计方法,基于强地震动参数统计上的无向性,提出了一种结合地震学模拟模型和工程学统计回归模型的综合方法。文中定义了强地震动平稳段均方根加速度的计算方法,并通过均方根加速度建立了震源力学参数和强地震动工程参数间的关系。通过对目前使用的主观持时定义的应用分析,指出主观持时定义使得估计的地震动过程的峰值加速度的变异性与实际地震动过程的峰值加速度的变异性有显著不同,明显偏小,这对于结构抗震可靠度分析可能会得到失效概度偏小的结果,应引起工程界的重视。     

场地土-群桩基础-结构体系动力响应研究——大型振动台系列试验方案设计

以饱和砂土液化后场地失效模式特征与场地失效时群桩基础地震反应破坏机理为研究目的,依托中国建筑科学研究院大型模拟地震振动台系统,开展可液化场地、非液化场地在水平地震动激励下桩-土-结构动力相互作用动力体系大型振动台系列试验。基于本次系列试验研究对象以及试验目的,阐述了系列试验中动力模型体系相似比设计的基本原则、地基的制备、模型结构制作、各个种类传感器的选择与布设、输入地震记录的选取与工况安排等内容,介绍了阵列式位移计、非接触式位移动态采集系统等新型传感测试设备,并对所采用的层状单向剪切模型土箱设计合理性与科学性进行了验证。由之后的试验结果可知,本次系列试验设计方案是合理、可靠的,层状剪切模型箱的"模型箱效应"很小。     

含重金属离子废水治理技术的研究进展

介绍了治理含重金属离子废水的物理法、物理化学法、普通化学法、生化法及电化学法等技术的研究进展;论述了电-生物耦合法处理该类废水的最新趋势;指出将不同治理技术加以耦合,充分发挥不同技术的优点、取长补短,并尽量避免它们之问的相互抑制作用,将是该类废水治理技术的发展方向。     

RH大孔吸附树脂处理炼油厂碱渣废水的研究

在研究ＲＨ大孔吸附树脂吸附和解吸性能的基础上，以ＲＨ树脂处理炼油厂的碱渣进行了试验。结果表明，ＲＨ树脂可用于碱渣脱酚，在一定条件下，树脂的吸酚量可达１３０ｍｇ／ｍｌ，吸附饱和后的树脂，解吸后可重复使用，碱渣中的硫不会树脂中毒而降低吸酚量。