现代传感器技术与智能系统研究室-南开大学电子信息与光学工程学院

科学研究

现代传感器技术与智能系统研究室

一、实验室名称

传感技术与智能系统实验室

二、人员结构

刘国华教授
岳钊副教授

三、研究方向

   1、生物医学检测技术研究，包括SPR，QCM，ISFET，LAPS，LSPR，QDs/SAM/Au等微纳级别的传感平台。
   2、传感器网络研究
   3、光机电一体化智能系统研发

四、研究成果（获奖情况、科研立项、论文、专利）

1、科研立项

   目前承担项目：
   [1] 新型双技术融合生物传感芯片及其微流控系统研究（天津市自然科学基金重点项目）； 2012年4月-2015年3月；主持人：刘国华。
   [2] 基于无极QCM-D/LSPR双技术芯片的微流控系统及其对生物薄膜的多参数检测分析（国家自然科学基金面上项目）； 2013年1月-2016年12月；主持人：刘国华。
   [3] 基于荧光金属纳米团簇和等离子体电极的光电化学传感器（天津市自然科学基金面上项目）；2014年4月-2017年3月；主持人：岳钊。
   [4] 基于行波微泵的生物芯片微流控系统研究（教育部博士点博导基金）；2013.1-2015.12；主持人：刘国华。

   已结题项目：
   [1] SPR生物传感器的研制及其对DNA的检测（天津市自然科学基金面上项目）；
   [2] 柔性衬底太阳能电池的研制（863项目）；
   [3] 多通道SPR影像生物传感器技术的研究（南开大学科技创新基金）；
   [4] 集成多通道SPR生物传感芯片及其对IgE的检测分析（国家自然科学基金面上项目）；
   [5] SPR传感芯片关键技术及其生物医学检测分析系统的研究与开发（天津市科技攻关项目）；
   [6] 局部表面等离子共振生物传感芯片及测试系统研究（天津市自然科学基金重点项目）；
   [7] LSPR传感器与行波微泵集成化生物芯片及其对生物分子的检测研究（国家自然科学基金面上项目）；
   [8] SPR多通道生物医学检测系统产品开发（天津市科技支撑计划重点项目）；
   [9] 基于宏观量子隧穿效应的QDs/SAM/Au型高分辨率光寻址生化传感器的研究（国家自然科学基金青年项目）
   [10] 光电化学型量子点生化传感器的研究（天津市自然科学基金重点项目）

2、论文

   SCI收录论文：
   [1] Weixiang Ye, Wei Zhang, Cheng Wang, Wenbin Li, Zhao Yue and Guohua Liu*, Travelling wave magnetic valveless micropump driven by rotating integrated magnetic arrays, micro and nano letters. Accepted
   [2] Liping Tu, Guohua Liu, Wei Zhang, Jinjie Qin, Zhao Yue*, Doped QDs Based Photoelectrochemical Sensors for Detection of H2O2 and Glucose, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 第22卷，第3期，DOI:10.1109/ JSTQE.2013.2292527, 2014
   [3] Ruping Liu、Cheng Wang、Quan Jiang、Wei Zhang、Zhao Yue and Guohua Liu*/ Magnetic- particle -based, ultrasensitive chemiluminescence enzyme immunoassay for free prostate-specific antigen/ Analytica Chimica Acta,801:p91-p96/2013.11.1
   [4] Cheng Wang、Ruping Liu、Wei Zhang、Yujian Wang、Kai Xu、Zhao Yue and Guohua Liu* / Multichannel scan surface plasmon resonance biochip with stationary optics and baseline updating capability/ Journal of Biomedical Optics,18(11):p115002/2013.11.1
   [5] Wenbin Li、Zhao Yue、Cheng Wang、Wei Zhang and Guohua Liu*/An absolutely green approach to fabricate carbon nanodots from soya bean grounds/RSC Advances, (3) : p20662-p20665
   [6] Cheng Wang、 Wei Zhang、Ruping Liu and Guohua Liu*/Time-division self-referencing multichannel spectral SPR sensor without mechanical scanning/ Electronics Letters，49(7):p436-p438/ 2013.3.28
   [7] Zhao Yue, Fred Lisdat, Wolfgang Parak, Stephen Hickey, Liping Tu, Nadeem Sabir, Dirk Dorfs, Nadja C. Bigall*, Quantum Dot Based Photoelectrochemical Sensors for Chemical and Biological Detection, ACS Applied Materials and Interface, 2013, 5 (8): 2800-2814.
   [8] Zhao Yue*, Wei Zhang, Cheng Wang, Guohua Liu,Wencheng Niu, CdS-FePt Dimers Based Photoelectrochemical Sensor for Detection of H2O2, Materials Letters, 第74 卷，第1期，180-182 页，2012
   [9] YUE Zhao*, ZHANG Wei, WANG Cheng, LIU GuoHua, NIU WenCheng, Photoinduced Electron Transfers between CdS Quantum Dots and Gold Electrodes, Acta Physico-Chimica Sinica, 第27卷，第12期，2814-2820页，2011（SCI收录）
   [10] W. Zhang, C. Wang, Z. Yue,C.N. Zhan,W.D. Geng,G.H. Liu*, Travelling-wave piezoelectric micropump with low resistance microchannel. Electronics Letters, 2011, Vol. 47, No. 19, 1065-1066
   [11]W. Khalid, M. El Helou, T. Murböck, Z. Yue, J.-M. Montenegro, K. Schubert, G. Göbel, F. Lisdat, G. Witte and W. J. Parak*,Immobilization of quantum dots via conjugated self assembled monolayers and their application as a lightcontrolled sensor for the detection of hydrogen peroxide, ACS Nano, 2011, 5 (12): 9870-9876. (IF=10.774)
   [12] Zhao Yue*, Wencheng Niu,Wei Zhang, Guohua Liu, Wolfgang.J.Parak, Detection of CO2 in solution with a Pt-NiO solid-state sensor, Journal of Colloid and Interface Science，第348卷，第1期， 227-231页， 2010（SCI收录）
   [13] Zhao Yue, Waqas Khalid, Marco Zanella, Azhar-Zahoor Abbasi, Andrea Pfreundt, Pilar Rivera Gil, Kirsten Schubert, Fred Lisdat, Wolfgang J. Parak*, Evaluation of quantum dots applied as switchable layer in a light-controlled electrochemical sensor. Analytical & Bioanalytical Chemistry 2010, 396 (3):1095-1103.
   [14] Kirsten Schubert, Waqas Khalid, Zhao Yue, Wolfgang J.Parak, Fred Lisdat*, Quantum-Dot-Modified Electrode in Combination with NADH- Dependent Dehydrogenase Reactions for Substrate Analysis. Langmuir 2010, 26 (2):1395-1400. (IF=4.097)

   EI收录论文：
   [1] Liu Jiazhuo, Ye Weixiang, Zhang Wei, Wang Cheng and Liu Guohua* / Design and Implementation of a fuzzy control filtering approach based on the fractal dimension of the SPR signal / IEEE International Conference on Signal Processing, Communications and Computing (ICSPCC2013), Kunming，P.R. China，5-8 Augest 2013/2013.8.30
   [2] Wenbin Li、Cheng Wang、Wei Zhang、Weixiang Ye、Shun Huang、Zhao Yue and Guohua Liu*/Fabrication of Stable Silver Nanoparticles through a Green Approach/Proceedings of the 8th IEEE International Conference On Nano/Micro Engineered And Molecular Systems, Suzhou, P.R. China,7-10 April 2013
   [3] Zhang Wei, Wang Cheng, Yue Zhao, Zhan Chuanna, Geng Weidong, Niu Wencheng, Liu Guohua*. Fabrication and measurement of traveling wave piezoelectric micropump. Nanotechnology and Precision Engineering, 2013, 11(1): 79-84 （EI：20130615999504）
   [4] 张维，孙辉，刘儒平，岳钊，王程，常胜江，耿卫东，刘国华*，Au纳米粒子二维周期阵列的LSPR消光特性分析，光电子•激光，2012年，第23卷，第5期：1005-1010 （EI：20122615178886）
   [5] Fanglin Chen,Xiang Fei,Xinmin Chen,Guohua Liu*，ARHCI:Use Input and Output of Eyes to Interact with Things，13th ACM International Conference on Ubiquitous Computing，September 17-21, 2011（EI）
   [6] Wei Zhang, Cheng Wang, Wei Zhou, Zhao Yue, Guohua Liu*, The analysis of Ag nanospheres and arrays LSPR phenomena based on DDA and FDTD method.The Analysis of Ag Nanospheres and Arrays LSPR Phenomena Based on DDA and FDTD Method，Applied Mechanics and Materials, v110-116, 3860-3866，2011
   [7] Zhang, Wei, Yue, Zhao, Wang, Cheng, Yang, Siyi, Niu, Wencheng, *Liu, Guohua，Theoretical models, fabrications and applications of localized surface plasmon resonance sensors，International Symposium on Photonics and Optoelectronics, SOPO 2010, 2010/6/19.(EI, ISTP)
   [8] 刘国华*，张福海，俞梅，贾芸芳，张维，岳钊，常露，牛文成，“多通道SPR影像传感器及其对DNA的特异性检测”，电子学报，2006年11月
   [9] Jia Yunfang, Niu Wencheng, Li Xiao, Liu Guohua, “The Cell Detection Using EIS Sensor and Phage Display”, ICSICT-2006, No.89, Oct. 23-26, 2006, Shanghai, China（SCI:9408463）
   [10] 贾芸芳、牛文成、张福海、刘国华、俞梅，EIS型半导体生化传感器EI界面势的理论模拟,半导体学报，2005.26（11），2196-2201（SCI：8790451，EI：06119760622）
   [11] 贾芸芳，牛文成，张福海，刘国华，俞梅，EIS型半导体生化传感器EI界面势的理论模拟，半导体学报，26（11），P2196-2201，2005.11
   [12] 刘国华*、张维、牛文成，米永巍，王宁，“多通道SPR影像传感器及其对生物分子的检测”，仪器仪表学报，2005, Vol.26 No.11，（EI:05509546589，SCI: 8754198）。
   [13] 李胜林、冯凯、刘浩然、刘国华，“用电子束蒸发法低温无损情况下在有机柔性基片上制作ITO膜及其性能研究”，真空科学与技术学报，2004，Vol.24，No.4，（EI：04498706396）。

   中文核心论文：
   [1] 徐凯，王程，张维，刘儒平，王育剑，刘国华*，多通道SPR传感器生物敏感膜的在线修饰，第十二届全国敏感元件与传感器学术会议，江苏昆山，2012.11.2-5
   [2] 刘儒平、孔祥贵、岳钊、牛文成、刘国华*/水滑石纳米材料特性及其在电化学生物传感器方面的应用/ 化工进展, 32 (11) : p2661-p2667/ 2013.11.5
   [3] 刘儒平、王程、徐万帮、岳钊、牛文成、刘国华*/基于生物素-亲和素放大的spr传感器检测大肠杆菌研究/传感技术学报，26(6)：p757-p761/2013.6.15
   [4] 刘儒平、杜利东、岳钊、牛文成、刘国华*/Cu2O纳米晶制备及其在乙醇气体传感器中的应用/传感器与微系统，32(12):p138-p141/2013
   [5] 叶巍翔、徐凯、刘佳卓、马丁、刘国华*/用于生化传感检测的自适应增量PID恒温控制系统/南开大学学报,46(5):p20-p25/2013.10
   [6] 王育剑，刘国华，战传娜，涂丽平，马晓，岳钊，基于VC6.0的SR830数据采集系统的设计与实现，南开大学学报，46（1），p22-27，2013.2
   [7] 杨长锐，张维，战传娜，岳钊，牛文成，刘国华*，压电式行波微流泵的仿真分析，南开大学学报（自然科学版），2012年，第45卷，第3期：23-28
   [8] 战传娜，张维，李亭，杨长锐，岳钊，牛文成，刘国华*，一种用于生化传感检测的压电式行波微流泵的研究，传感技术学报，2011.11，Vol.24，No.11，1517-1521
   [9] 王程，张维，牛文成，岳钊，刘国华*，用于SPR检测的自消噪光电二极管阵列驱动电路，传感技术学报，2011.4，Vol.29，No.2，522-526
   [10] 王程，张维，赵子春，刘国华*，应用光电二极管阵列的SPR生物传感器微弱信号检测，应用科学学报，2011.3，Vol.29，No.2，133-139
   [11] 王程，赵子春，张维，岳钊，刘国华*，一种通用的DSP脱机调试快速实现方式，自动化与仪表，2011（7），55-59
   [12] 周伟，张维，王程，赵子春, 王延涛, 牛文成，岳钊，刘国华*，传感技术学报，贵金属纳米颗粒LSPR现象研究，Vol.23，No.5，2010，630-634
   [13] 王程, 赵子春, 张维, 岳钊, *刘国华，DSP多段代码可选择加载的设计与实现，南开大学学报(自然科学版), 2011，44(5), pp 1-6-13
   [14] 刘国华*，赵子春，王延涛，孙玉刚，杨锶毅，无线体域网中体征参数的采集与处理，南开大学学报，2010，Vol. 43, No.1, 48-51
   [15] 张维，徐宁，谢海燕，王程，杨锶毅，牛文成，刘国华*，基于二元光学的多通道SPR传感芯片及其系统设计，传感技术学报，2009，Vol.22，No.8，1099-1104
   [16] 米永巍，刘国华，张维，SPR传感技术在生物医学工程中的研究与应用，医疗卫生装备，2008, 29(6)，p31-34
   [17] 刘国华*，靳昊宇，张维，蔡东红，李智梁，王程，杨锶毅，姜平，张莉，SPR生物传感系统测控电路设计，南开大学学报，2008，Vol.41，No.5，15-20
   [18] 刘国华*，李智梁，张维，靳昊宇，姜平，王程，杨锶毅，牛文成，一种验证SPR传感器金膜表面固定蛋白质分子有效性的简易途径，传感技术学报,2008，Vol.21, No.9，1477-1480
   [19] 刘国华*、张维、牛文成，“SPR传感器理论模型的仿真研究”，南开大学学报，2005，Vol. 38, No.5。
   [20] 刘国华*，邝丽丽，张维，常露，尹文武，牛文成，“SPR生物传感系统研究”，南开大学学报，2005，Vol. 38, No.6
   [21] 刘国华*，张维，常露，邝丽丽，尹文武，牛文成，“SPR生物传感系统及其对DNA的检测分析”，传感技术学报，2005，Vol. 18 No.4，700-704
   [22] 刘国华*，常露，张维，邝丽丽，尹文武，牛文成等，SPR传感技术的发展与应用，仪表技术与传感器，2005，No.11
   [23] 牛文成、刘国华等, 高分辨率pH图像传感器及其对溶液二维pH值分布的测量, 南开大学学报, 2004.No.4,64-68
   [24] 牛文成、喻骏、贾芸芳、张福海、俞梅、刘国华，“光扫描型pH图象传感器测试条件的研究与分析”，传感技术学报，2004，No.2，199-203。
   [25] 刘国华、文可、牛文成*，“表面等离子共振（SPR）传感器理论分析”，仪表技术与传感器，2003，No.11, 1-3 。
   [26] Guang Kang XI*, Guo Hua LIU,“MOLECULAR BEAM STUDIES ON OXIDATION OF CO ON Pd WITH DIFFERENT MIXED RATIOS OF Pco TO Po2”，Chinese Chemical Letters， 1992，No.2，23-26。
   [27] 席光康*、刘国华，“用不同比例的混合分子束来研究CO在Pd上氧化动力学”，第四届全国化学动力学会议，（1992.9）。
   [28] 吴虹，吴岳，刘国华，TDD-TDM多路复用终端设备的研制，数字通信，2000，Vol.27，No.2
   [29] 吴虹，吴岳，刘国华，移位寄存器芯片4517B在TDD-TDM终端设备中的特殊应用，半导体杂志，2000，No.3

3、专利

   [1] 刘国华、李文彬、张维、王程、叶巍翔、岳钊/一种制备稳定的银纳米颗粒的绿色方法(发明专利，申请号：201310076938.7)
   [2] 刘国华、张维、叶巍翔、王程、李文彬/一种基于旋转微磁阵列协调驱动的行波式无阀微泵(发明专利，申请号：201310378611.5)
   [3] 刘国华费翔陈芳霖陈欣民张玮蔡文波，基于眼电信号和头部运动信号的智能轮椅，实用新型专利，专利号：ZL201020662078.7
   [4] 刘国华, 张维, 战传娜, 李亭, 杨长锐, 杨锶毅, 王有里, 韩志龙, 曹宁, 牛文成，多级扩散微流管道的行波式无阀压电微泵，发明专利，申请号：201110059444.9，2011年3月14日
   [5] 刘国华、张维、牛文成、邱佳桢、姜平、靳昊宇、李智梁、杨锶毅、王程，“一种基于二元光学器件的阵列化表面等离子共振传感器芯片”，发明专利，申请号：200810053048.3
   [6] 刘国华，牛文成，张福海，俞梅，贾芸芳，张维，米永巍，王宁，“多通道表面等离子共振影像传感器”，实用新型专利，专利号：ZL200420056276.3
   [7] 刘国华，牛文成，张福海，俞梅，贾芸芳，张维，米永巍，王宁，“基于片上PCR的多通道表面等离子共振影像传感器”，发明专利，专利号：ZL200410094090.1

4、学术交流

德国Hannover大学Physical Chemistry and Electrochemistry 研究所的Nadja-C. Bigall博士受到岳钊副教授的邀请，在中德科学中心“德国优秀青年科学家小组负责人来华访问”项目的资助下（项目号为GZ1024），计划于2014年7月29日进行为期10天的学术访问。

5、学生培养

共培养研究生30名，博士生3名。