Development, fabrication, and applications of biomedical electrodes

生物医用电极作为一种能够有效地将生物体电化学活动产生的离子电位转换成测量系统电子电位的传感器,广泛应用于现代临床检测和生物医学测量.近年来,由于生物医用电极在心电图ECg、脑电图EEg、肌电图EMg以及电阻抗成像EIT等领域的迫切应用需求,新型生物医用电极结构及其高效低成本的制造方法不断涌现,生物医用电极制造技术获得飞速发展.本文通过对现有的生物医用体表电极进行了分类(包括传统银/氯化银电极、微针电极、纺织柔性电极、柔性衬底电极、泡沫结构电极、绝缘干电极),分别对其制造工艺过程与使用方法进行了综述,并对其已有或潜在的应用领域进行详细分析,最后对生物医用电极的应用前景进行了展望.Biomedical electrodes convert the ion potential generated by electrochemical activities into an electronic potential that can be measured by instrumentation systems; they are widely used as sensors in modern clinical detection and biomedical measurement.In recent years, with increasing applications in the fields of electrocardiography(ECG), electroencephalography(EEG), electromyography(EMG), and electrical impedance tomography(EIT), a great number of new biomedical electrodes with novel structural design and new material selection have been explored and developed; low-cost fabrication methods are also being intensively studied.In this paper, biomedical electrodes are classified into five types, including traditional silver/silver chloride electrodes, microneedle electrodes, flexible textile electrodes, foam electrodes, and insulated dry electrodes.The conversion mechanisms from ion potential to electronic potential of different biomedical electrodes described in the prior literature are firstly introduced, and then the latest research results concerning the fabrication processes for different biomedical electrodes, and the methods of using them, are reviewed.The advantages and disadvantages of each type of electrode for practical applications are discussed, based on the published literature.A general description of the current applications of biomedical electrodes in ECG, EEG, EMG, and EIT is presented.Typical results from researchers in various countries are reviewed to further introduce the detailed application of different biomedical electrodes.Emerging application fields for biomedical electrodes, such as electrooculography, electrogastrography, and the study of the nervous system, are also presented.Finally, the development and application prospects of biomedical electrodes are described briefly.With the rapid development of microelectronics, micro-nano manufacturing and signal processing technology, the related manufacturing technologies and signal processing methods for biomedical electrodes have achieved great progress; in particular, a much deeper understanding about the contact mechanism with human tissue and skin has been obtained.We believe that many new biomedical electrodes will be developed in the next few years to greatly improve the detection level of bioelectric information.国家自然科学基金(51475397); 厦门大学中央高校基本科研业务费(2013121017)资

粉煤灰-矿粉-水泥三元胶凝材料对混凝土抗压强度的影响

为研究粉煤灰-矿粉-水泥三元胶凝材料对混凝土抗压强度的影响,测试混凝土标准养护3、7、14、28和56 d龄期的抗压强度,分析凝土抗压强度与胶凝材料各组分的关系。实验结果表明,混凝土抗压强度与粉煤灰-矿粉-水泥三元体系组分的掺量比例有密切关系。粉煤灰和矿粉双掺时,由于粒径不同会相互填充,从而产生超叠加效应,使掺加粉煤灰和矿粉的混凝土抗压强度得到明显改善。水泥、矿粉、水泥及粉煤灰的组合、粉煤灰和矿粉的组合对混凝土的抗压强度有增强作用,其中粉煤灰和矿粉的协同效应对混凝土抗压强度增强最为明显。随着龄期增加,粉煤灰和矿粉的协同效应对混凝土抗压强度的增强作用逐渐减弱,与28 d抗压强度相比,其对56 d抗压强度贡献降低了55.9%;粉煤灰及水泥-粉煤灰-矿粉的三元组合对混凝土抗压强度的影响逐渐降低,与28 d抗压强度相比,粉煤灰及水泥-粉煤灰-矿粉的三元组合对56 d抗压强度的降低效应分别减少了40.9%和67.3%。国家自然科学基金项目(51778551)福建省科技厅青年创新项目(2016J0514

石子级配对混凝土工作性的影响

基于研究石子级配对混凝土工作性的影响,对混料设计方法设计了10组三级配石子混凝土配合比,测试了不同石子级配的混凝土的坍落度和扩展度,并对测试结果进行优化。结果表明:石子级配对混凝土工作性有重要影响,良好的石子级配可有效改善混凝土的工作性。采用混料设计的方法设计的混凝土配合比,可在尽量少实验量的基础上快速有效得到满足工作性要求的石子比例

Water production function of artificial grassland crop in arid desert area of Northern Xinjiang

在北疆地区开展非充分灌溉试验,分析北疆干旱荒漠地区主要人工草地在不同土壤水分条件下的作物产量,确定了紫花苜蓿、苏丹草和青贮玉米的水分生产函数模型,并分别采用Jensen模型、Stewart模型和Jensen模型得出了各生育阶段的敏感指数和敏感系数。检验结果表明,所确定的模型有较高的精度,平均相对误差为6.51%、9.24%和9.25%。该研究结果可为合理开发阿勒泰草原乃至新疆牧区有限的水土资源提供理论和技术支撑

宽口光唇鱼微卫星位点的筛选与特征分析

通过FIASCO法（Fast Isolation by AFLP Sequences Containing Repeats）筛选宽口光唇鱼Acrossocheilus monticola（Günter）基因组微卫星位点,利用生物素标记的寡核苷酸探针（AC）8、（CT）8、（GGT）8、（GATA）8和（GATT）7首次成功构建宽口光唇鱼基因组微卫星富集文库。从文库中共筛选495个克隆测序,成功设计163对微卫星引物,经PCR扩增检测,获得了18个多态性微卫星标记。利用这18对多态性引物,分析了赤水河赤水市宽口光唇鱼种群的遗传多样性,数据显示：18对多态性微卫星引物的等位基因数为8～31个,平均等位基因数为19.6个,平均期望杂合度为0.8701,平均观测杂合度为0.8312,其中引物Am07、Am35、Am47、Am69、Am78和Am127显著偏离哈迪温伯格平衡（P〈0.05）,以上数据表明赤水河赤水市宽口光唇鱼种群的遗传多样性水平较高。筛选的微卫星标记对于宽口光唇鱼的遗传背景分析和生物种质资源的保护有重要作用

我国的几种蓝藻的固氮作用

湖北、湖南和江西等地采集的稻田蓝藻经过分离、培养、缺氮培养初步找到可能固氮的蓝藻后,进一步得出了无菌的纯培养的蓝藻藻种,经过试验和用微量凯氏法测定其产生的氮量,确定了四种蓝藻系固氮蓝藻。在100毫升无菌无氮培养基中生长四天的结果测定,水生686固氮蓝藻(Anabaena azotica)、水生678固氮蓝藻(A.azotica forma a)、水生670固氮蓝藻(Anabaena variabilis forma)和水生508固氮蓝藻(Nastoc Linckia forma)的固氮量分别为1.014

固氮蓝藻的干燥保存试验

<正> 藻种或菌种的保存方法,在实验室中,一般是采用接种在固体培养基上,在较低的温度下进行保存,并需要经常进行移种培养;在生产上,固氮细菌一般是采用泥炭土等为基体混合保存,作为商品细菌肥料,体积重量都很大而所含的细菌数量有限,增加了运输上的困难。在肯定了固氮蓝藻对水稻有一定的肥效,并开始进行田间肥效试验以后,如何保存和运输蓝藻藻种也成为一个需要解决的问题。在日本,最初是采用航空运输培养液的方法

室温铁磁性Al2O3∶Mn的制备及性质

以Al2O3为衬底利用多能态离子注入法在离子注入设备上制备了一系列具有室温铁磁性的Al2O

池州长江大跨越超高输电塔高空摇臂抱杆吊装试验与数值分析

安徽省池州段长江大跨越345 m超高杆塔是国家“西电东送”工程中白鹤滩-浙江±800 kV特高压直流输电线线路的重点工程。在超高杆塔施工中对摇臂抱杆高空吊装全过程受力分析是保证施工安全、保障西电东送工程顺利竣工的重要手段。开展了模拟施工过程的摇臂抱杆调幅加载试验，明确了分级加载下摇臂抱杆的全过程受力特征，建立了考虑动力特性的摇臂抱杆高空吊装有限元分析模型，明晰了在实际荷载工况下结构重要杆件与节点的应力分布规律，并基于诸多关键工况分析优化了高空摇臂抱杆的设计方案。研究成果可为超高杆塔的摇臂抱杆吊装施工提供理论支撑