生物战剂紫外激光诱导荧光激光雷达遥测技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41375026
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0509.大气观测、遥感和探测技术与方法
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Biological warfare agent(BWA) is pathogenic microbe and biotoxin and is characterized with lethal contagiosity, high stability, high toxicity and infectivity, easy to producing, and is offen called the poor man's boob. Interfered by the beingn biological matter in the enviroment, and the significant advances in the areas of molecular biololgy and biotechnology over the paster quarter century, BWA is exceedingly diffcucly to be dectected. The traditional detecting methods such as electrochemistry, nucleic acid based assays and passive IR remote sensing are severely limited with time and distance resolution. So, this study put forward a new BWA standoff sensing architecture based on Ultraviolet Laser-induced Fluorescence(UV-LIF) technology, to research and test the Fluorescence laser wavelength, intensity of BWA(simulant), to study the tracking and positioning technology of the BWA cloud, and to study the establishment schema and detection,tracking and reconginiton methods of a standoff UV-LIF Lidar system, and to study the simulation model of the UV-LIF Lidar system. Based on achivements of this study, a real rapid and senstive UV-LIF Lidar system will be established and will act as highly useful remote sensing tool for the military and homeland protection.
生物战剂是伤害人和动植物的病原微生物和生物毒素,致病力强、稳定性好、传染性强、易于大量生产,且由于良性环境生物物质的干扰,对生物战剂的探测识别尤为困难。基于电化学、色谱分析法、基因法、被动红外遥测法等传统探测方法存在实时性差和不能实现距离分辩等严重不足。为此,本研究提出了基于紫外激光诱导荧光(UV-LIF)技术的生物战剂光学遥测新方法,对生物战剂(替代品)的荧光受激辐射波长、强度等光谱指纹特征采集技术进行研究和试验,对生物战剂云团的远程定位和跟踪技术进行研究、在此基础上,探讨生物战剂远程遥测激光雷达系统建立和探测识别方法,并进行系统性能仿真。通过本方案的研究,为下一步研制快速灵敏的UV-LIF生物战剂激光雷达探测系统奠定技术基础。

结项摘要

生物战剂气溶胶本征荧光特性研究和紫外激光诱导荧光激光雷达系统的仿真、构建与测量数据分析是生物战剂光学遥测的热点之一。本项目完成了色氨酸、NADH等典型生物分子荧光团二三维荧光光谱的测量与特征分析,完成了枯草芽孢杆菌等7种典型细菌类生物战剂模拟物的培养和生长测定,完成了7种典型细菌类生物战剂模拟物和2种毒素类生物战剂模拟物荧光光谱的测量及特征分析,首次发现了细菌、毒素类模拟物荧光和标准氨基酸组分分子荧光在波长等参量上存在的细微差异;结合大气传输模型,开展了粒子散射截面、偏振和荧光的理论计算,为激光雷达的构建提供了参数参考;编制的PARAFAC多组分分析软件解决了复杂生物气溶胶粒子的荧光光谱解析和识别问题;10余种生物气溶胶的退偏比数据表明多波长退偏比用于生物气溶胶识别是可行的;利用MIE偏振激光雷达数据处理模块实现的退偏比数据时空分布特征可视化效果,成功保障了G20峰会等国家重大活动,为京津冀等地政府部门的决策提供了参考。获军队科学技术进步奖3项。完成的两部生物战剂监测专著即将出版,受到了评审同行的好评。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(1)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(8)
专利数量(5)
小型荧光激光雷达测量6种典型生物战剂模拟物
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    《光谱学与分析》
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨辉;马修兵
  • 通讯作者:
    马修兵
Intrinsic Fluorescence Spectra Characteristics of Riboflavin and NADH
核黄素和 NADH 的固有荧光光谱特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    International Journal of Simulation Systems, Science & Technology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yanghui
  • 通讯作者:
    Yanghui
近场小型激光雷达测量5种典型生物战剂模拟物
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光学精密工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨辉
  • 通讯作者:
    杨辉
一种生物气溶胶激光雷达
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Advanced Materials Research
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨辉
  • 通讯作者:
    杨辉
Bioaerosols Polarization Measurement and Identification by Multi-Wavelength Near- Distance Lidar
多波长近距离激光雷达生物气溶胶偏振测量与识别
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Sensors
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Yanghui
  • 通讯作者:
    Yanghui

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其他文献

Shh/Gli2信号轴在小鼠急性胰腺炎中的表达及意义
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.1001-9030.2011.10.067
  • 发表时间:
    2011-10
  • 期刊:
    国际免疫学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周翔宇;袁平;杨辉;何延政;ZHOU Xiang-Yu;YUAN Ping;YANG Hui;HE Yan-Zheng
  • 通讯作者:
    HE Yan-Zheng
Polyvinyl alcohol-modified gold nanoparticles with record-high activity for electrochemical reduction of CO2 to CO
聚乙烯醇修饰的金纳米颗粒具有创纪录的高活性,可将 CO2 电化学还原为 CO
  • DOI:
    10.1016/j.jcou.2019.06.002
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
    Journal of CO2 Utilization
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    马路山;胡维波;邹亮亮;杨辉
  • 通讯作者:
    杨辉
血清25(OH)D3 和IgE在呼吸道合胞病毒毛细支气管炎患儿中的表达及其临床意义
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1673-4130.2019.02.001
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    国际检验医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张蓉芳;梁譞;陈德;郭丽;杨辉;徐燕;李桂荣;刘东海
  • 通讯作者:
    刘东海
稀土萃取过程PI型广义预测控制
  • DOI:
    10.14107/j.cnki.kzgc.20200053
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    控制工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨辉;王颖;陆荣秀;朱建勇
  • 通讯作者:
    朱建勇
Fe-N共掺杂的碳纳米管串联空心球对氧还原反应的电催化
  • DOI:
    10.13208/j.electrochem.180842
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    电化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张雅琳;陈驰;邹亮亮;邹志青;杨辉
  • 通讯作者:
    杨辉

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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