一、光纤型纳米传感器生物测量进展(论文文献综述)
柳玢竹,张国军,李玉桃[1](2021)在《活体pH实时检测研究进展》文中进行了进一步梳理酸碱度异常即pH改变与机体的健康状况有密不可分的关系,活体实时pH检测不仅可以为临床诊疗提供支持信息,而且有助于一些疾病发病机理的研究。本文详细介绍了pH的定义、pH检测的发展历史、活体实时pH生物传感器所需满足的条件,重点介绍了各类型活体实时pH生物传感器包括电化学传感器、荧光传感器、光纤传感器以及超声传感器的原理与应用,并对活体实时pH生物传感器的未来发展方向做出展望。
薛冬萍[2](2020)在《SnO2基纳米材料的制备和甲烷敏感性能研究》文中认为甲烷(CH4)是一种无色、无味、易燃、易爆的气体,它不仅是很多合成气和化工产品的主要原料也是天然气和瓦斯的主要组成成分,并且是造成温室效应的主要气体之一。因此,开发一种可靠的CH4传感器来实时检测CH4泄露以便安全储存、运输和使用是至关重要的。SnO2是一种典型的n型金属氧化物半导体,是开发最早、应用最为广泛的气敏材料之一,最大的优点就是对多种气体均为敏感。本文是通过使用另一种金属氧化物半导体和贵金属修饰、改性SnO2纳米材料,提高其对CH4的气敏性能(响应值、工作温度、稳定性等),探讨研究了SnO2纳米复合材料对CH4的增敏机制。同时,利用第一性原理计算,分别建立了Pt表面沉积和掺杂SnO2的两种模型以及对甲烷的吸附模型,计算了模型的掺杂形成能和吸附能,为研究通过贵金属修饰提高SnO2的CH4敏感性能提供理论依据。1.以SnCl4·5H2O为Sn源,通过水热法合成由纳米棒自组装而成的粒径均一、分散性良好的纳米花状SnO2。通过浸渍-煅烧法将水热法合成的WO3纳米片负载到花状SnO2表面来提高SnO2对CH4的气敏性能。当WO3纳米片的负载量达到25 wt%时,SnO2纳米花的比表面积从4.37 m2g-1增加到6.49 m2g-1,气敏性能测试结果表明,WO3的修饰使SnO2传感器的最佳工作温度从120 oC降低到110 oC,且提高了SnO2气体传感器对CH4的灵敏度。2.以HAuCl4·4H2O为Au源,成功将不同含量的贵金属Au表面沉积到纳米花状SnO2表面形成对CH4具有高灵敏度的Au-SnO2纳米花状气体敏感材料。当Au纳米颗粒表面沉积量达到1.5 wt%时,与纯SnO2样品相比,1.5-Au/SnO2样品的比表面积和化学吸附氧含量均得到提高,且气敏性能测试结果表明,1.5-Au/SnO2传感器对CH4的气敏性能达到最优,灵敏度和选择性均得到了很大的提升。3.以H2PtCl6·6H2O为Pt源,通过热还原-煅烧法成功合成了兼具贵金属掺杂和表面沉积的Pt-SnO2纳米花状气敏复合材料,当掺杂剂Pt的掺杂修饰量达到2.5wt%时,SnO2的比表面积得到很大提高从4.37 m2g-1增加到21.47 m2g-1,并增加了SnO2纳米材料的空位氧和化学吸附氧的含量。气敏性能测试结果表明,2.5-Pt/SnO2气体传感器对CH4的气敏性能达到最优,最佳工作温度从120 oC降低到100 oC,灵敏度和稳定性也得到了较大的提高。4.基于密度泛函理论的第一性原理计算,分别建立了Pt表面沉积、掺杂的SnO2(110)面模型以及CH4分子吸附在SnO2(110)面上的模型。优化计算后得出:1)Pt在Sn6C位的掺杂形成能最低,表明Pt更容易掺杂到Sn6c位。2)对于Pt的两种修饰模型,Pt掺杂在SnO2(110)面的晶体模型对CH4分子的吸附能更低。3)在各吸附模型中,CH4分子最容易吸附在模型顶层的O2C空位处,且吸附后系统最稳定。通过对比两种修饰方式对CH4分子的吸附能力以及吸附前后的电荷布居情况进一步验证敏感材料检测CH4气体的敏感机理。并且为提高SnO2的气敏性能提供一种可能的有效方法。
安柄奇[3](2019)在《碳纳米传感器对高硅氧纤维复合材料的应变监测》文中提出纤维增强聚合物复合材料是传统金属合金的常用替代品。但是,它们内部发生的损伤需要采取一定措施进行实时监控。碳纳米传感器是一种可以利用其电阻的变化状态来监测与其一体成型的复合材料损伤状态的微型传感器,具有自支撑结构,体积小,电性能优异以及介孔材料等特性。在本文中,制作并使用碳纳米传感器来监测经受拉伸和循环疲劳载荷的复合材料的应变和损坏,通过测量与复合材料一体成型的碳纳米传感器的电阻响应来实现监测目的。测试结果表明,碳纳米传感器在静态拉伸试验中具有很高的应变灵敏度,应变传感系数可达到64.77左右;此外,在疲劳试验中,尽管温度降低了碳纳米传感器的电阻,但电阻变化率仍然随着装载和卸载而线性变化。这些研究表明,碳纳米传感器具有非常好的稳定性和应变监测同步性,可以满足复合结构健康监测的需要;在此基础上利用碳纳米传感器来监测火箭发动机喷管内壁与外壁在一定变温条件下的应变变化,试验结果表明碳纳米传感器可以用来作为监测高硅氧纤维/酚醛树脂复合材料的手段,并且测量精度高准确时效性强。
李燊[4](2017)在《基于块状金刚石NV色心的纳米结构及纳米传感器》文中认为近年来,随着人们对人工合成单晶块状金刚石技术的掌握,对于金刚石光学工程,主要包括对基于金刚石的纳米技术的研究,也越来越多。而且其中基于金刚石中NV色心的研究,在量子信息技术领域和量子精密测量领域被学术界广泛重视。因为在室温条件下就具有稳定的光子发射和长的消相干时间等特性,NV色心已经被应用并作为目前实现量子计算机与量子信息技术的重要候选者。NV色心的电子自旋状态可以为量子计算提供有希望的固体量子位之一。此外,NV色心可以作为电磁场,温度和压力的纳米传感器,因为其中电子自旋的量子态对于外部环境非常敏感。这在生物学等方面已得到很好的应用。本文从实际工作出发,主要取得以下四个方面成果:1.以半导体工艺、有限元仿真为主要手段,研究基于块状金刚石NV色心的单光子源器件的制备,成功加工出了几种微纳器件,包括:纳米线、固体浸没透镜、圆形靶心环光栅、微盘和自支撑薄膜。还分别在块状金刚石和纳米线上实现了人工制备单个NV色心。从而获得了基于块状金刚石材料微纳加工方面的工作及经验。2.对金刚石纳米线NV色心单光子源进行了实验分析,证明了这种锥形纳米线,相比块状金刚石,能以7倍增幅提高共聚焦实验系统对NV色心的单光子收集效率,而且单光子计数率可以到564kcps。可以应用这种具有高光子通量的纳米线单光子器件来提高量子信息处理的性能。更重要的是,还可以为纳米级传感与测量提供有效的解决方案。3.通过基于块状金刚石中的NV色心探测局域光场的光学远场显微镜技术,实现了对金刚石表面微纳结构的超分辨率成像。该技术将块状金刚石中人工制备的密集NV色心阵列作为近场光学探针。其局域光场通过金刚石表面上的纳米结构传输,并利用NV色心的电荷状态转换来测量。而电荷状态损耗型纳米显微技术可以实现6.1 nm的空间分辨率的氮空色心位置测量,所以,金刚石表面上的纳米结构也被以低于光学衍射极限的分辨率被成像。该结果提供了一种构建通用光学超分辨率显微镜技术的方法和用于具有NV色心高空间分辨率传感的便利平台。4.通过对微波器件的仿真,优化,处理和封装研究,为基于NV色心的量子传感的光学远场超分辨率显微镜技术提供了集成高品质因子微波天线的纳米传感器。此外,本文还说明了计算机视觉等人工智能技术在实验检测和样品制备中的应用,并开源相关程序为其他类似研究工作提供了参考和技术积累。上述四个方面成果,都是紧密围绕NV色心纳米传感这个目标进行的多方面多角度的研究。本文中无论是对纳米尺寸的传感器的研究,还是研究对目标进行纳米显微成像,都取得了阶段性成果。展望未来的工作,可以深入研究NV色心量子传感结合光学超分辨成像的技术,以及该技术在生物学和材料学上的应用,从而进行交叉学科研究。
关运龙[5](2016)在《比率荧光型光化学纳米传感体系检测半胱氨酸和溶解氧》文中研究说明光化学传感器是利用光信号反馈物质的化学信息和分子或离子之间相互作用的装置。通过测定该类传感器与待分析物发生特异性结合前后发光行为的变化,可以识别待分析物及定量分析其浓度。相比于电化学、色谱、质谱分析等方法,光化学传感器在确保灵敏度、选择性、响应速度等性能的同时还具有适用范围广泛、操作简单、可裸眼识别、较低的测试成本和可原位、实时在线检测等优点,在环境、生物、医学检测和化学分析等方面具有广阔的应用前景。近年来功能化纳米材料的研究取得了显着进展。其中上转换纳米颗粒可被近红外激光激发,这种光源在生物样品中具有较大的穿透深度且引发的生物自荧光很小。碳点是近年来发展起来的一类性能优异的荧光材料,具有荧光效率高、抗光漂白能力强、水分散性好等优点。通过适当地修饰可将这些纳米材料与荧光探针结合成复合体系,构建新型功能光化学传感器。本课题致力于研究基于纳米复合材料的比率荧光型化学传感体系,以实现对半胱氨酸、溶解氧等生物小分子进行高选择性、便捷简易的检测。涉及对传感体系的设计、制备、传感性能及能量传递机理的系统研究,主要内容包括:1、基于发射-吸收机理的上转换纳米颗粒-荧光探针复合体系对半胱氨酸分子的比率荧光传感以掺杂镱、铥的四氟钇钠上转换纳米颗粒为基质,并将作为荧光探针的荧光素衍生物装载于表面包覆的介孔二氧化硅孔道内,构建出在水相中以比率荧光的形式对半胱氨酸分子产生特异性响应的传感体系。其在检测条件下对同型半胱氨酸和谷胱甘肽等生物巯基小分子几乎不产生响应,对半胱氨酸的检测限为20μmol/L,可以满足人体健康检测的要求。该体系用于人血清样品中半胱氨酸含量的检测,与常用的高效液相色谱的测试数据相比较其结果在允许的误差范围内。2、基于荧光共振能量传递机理的上转换纳米颗粒-荧光探针复合体系对半胱氨酸分子的比率荧光响应以掺杂镱、铥的四氟钇钠上转换纳米颗粒为基质,通过配体替换、共价嫁接等方法将作为荧光探针的荧光素衍生物修饰于表面形成复合纳米体系。该类体系均可对半胱氨酸产生响应。化学键连接荧光探针的体系表现出了与物理吸附体系不同的发光变化趋势,揭示了二者在能量传递过程上的差异。这些现象得到了较为合理的解释。3、钌(Ⅱ)配合物-碳点复合体系对溶解氧的传感通过缩合反应将表面富含氨基的碳点与钌(Ⅱ)配合物偶联成一个同时发射出蓝色荧光和红色磷光的复合体系。利用溶解氧分子可以动态淬灭钌(Ⅱ)配合物的磷光而几乎不影响碳点荧光的特点,以碳点的蓝色荧光强度作为内标,构建了测定水中溶解氧含量的新型光学传感器。比率荧光的输出形式使该传感器对测试条件的变化具有较高的抗干扰能力。该传感器可以在溶解氧浓度为0.7242.14 mg/L范围内进行定量分析并可多次反复使用。利用其对自来水中的溶解氧进行检测,结果与国标滴定法相差在+5%以内。
陶亮[6](2013)在《纳米粒子免疫传感器及其在癌细胞早期检测和免疫分析中的应用》文中指出医学免疫分析分为体液免疫分析和细胞免疫分析两大部分。体液免疫分析是测定体液中游离在寄主细胞外的抗原及其产生的有毒物质,如病毒,细菌等;细胞免疫分析则是测定细胞膜表面的特异性蛋白或侵入到寄主细胞内的病毒、胞内寄生菌或外来的组织团块、癌变的细胞等。免疫分析要求高亲合力、高特异性和超高灵敏度检测。为了实现这一目标,本论文研究用细胞融合技术制备高亲合力和特异性的单克隆抗体,用高量子产率的荧光纳米粒子作标记物,和用荧光显微成像;激光诱导荧光阵列分析和化学发光阵列分析进行检测。用以上研究制备的纳米粒子免疫传感器已经成功地用于结肠癌细胞、7721肝癌细胞及HHCC肝癌细胞的细胞免疫分析,实现对这些癌细胞的灵敏检测,配合流式细胞技术进行癌细胞早期诊断。采用细胞融合技术制备了一对能同特异蛋白质上两种不同位点进行识别的高亲合力的单克隆抗体。实现了对金黄色葡萄球菌肠毒素C1及胱抑素C高灵敏和高特异性免疫分析。具体研究内容和结果如下:(1)通过三步水解法制备了氨基化的荧光化学发光双功能介孔二氧化硅纳米粒子。纳米通道内的疏水基团能有效的防止染料的泄漏。表面的氨基使该纳米粒子更易于生物功能化。由于纳米二氧化硅中独立的纳米通道能削弱荧光染料分子间的内滤效应能,从而有效地减弱荧光分子的猝灭。得到了90nm的二氧化硅粒子的量子产率约为61%。相比核壳荧光纳米颗粒,化学发光试剂可以自由进入纳米粒子与荧光染料反应产生化学发光。结果表明,FCMSN是荧光标记和化学发光标记。在生物学中的应用,过碘酸钠氧化法被证明优于戊二醛法。表面氨基的量影响FCMSN在生物应用中的特异性。(2)建立了一种采用抗CD155和抗CD112单克隆抗体标记的荧光共振能量转移介孔二氧化硅纳米颗粒(FCMSN)检测肝癌细胞的方法。罗丹明6G与荧光素被同时掺杂到介孔二氧化硅纳米粒子中。得到的纳米颗粒的直径为90nm。量子产率为69%。由于荧光素的发射光谱与罗月明6G的激发峰高度重叠,且在纳米粒子中两种染料足够接近,所以两种染料之间会发生荧光共振能量转移。纳米孔道和二氧化硅网络骨架能有效削弱染料的内滤效应,也使激发峰更宽,增加染料的有效载荷量。更宽的斯托克位移减弱了激发光的干扰,同时提高检测的灵敏度。单克隆抗体的共价固定化采用不使用交联剂的过碘酸钠氧化法。这些优点使得检测SMMC-7721肝癌细胞HHCC细胞的纳米传感器具有较高的灵敏度和特异性。(3)通过将抗人上皮细胞粘附分子(EpCAM)单克隆抗体抗体共价修饰到核壳型二氧化硅纳米粒子上制备了一种敏感的和有选择性的检测结肠癌细胞的纳米传感器。透射电子显微镜(TEM)图像表明,纳米粒子和生物功能化的纳米粒子具有良好的分散性。过碘酸钠氧化的方法很好地保持了活性的抗体。荧光显微成像和流式细胞仪(FCM)的实验表明,纳米传感器能明显提高信号强度和区分三种靶细胞(Colo205, SW480和NCM460)。核膜双染色表明纳米传感器在细胞膜表面结合。最后,一个简单体系的示例证明抗EpCAM抗体纳米传感器能有效地区分Colo205细胞,并为后续研究打下了良好的基础。(4)建立了敏感的金黄色葡萄球菌肠毒素C1(SEC1)免疫分析。氨基化的染料掺杂的介孔二氧化硅纳米颗粒(FCMSN)作为标记物。由于染料和疏水基团之间的疏水相互作用,染料被有效固定在FCMSN的矩阵中。在FCMSN表面的胺基团提高了纳米颗粒的标记性质。使用双抗体夹心法,单克隆抗体(G8)和单克隆抗体(C4)分别作为捕获抗体和检测抗体。TCPO体系用来进行化学发光检测。激光诱导荧光则用来进行荧光检测。结果表明,FCMSN(?)能够起到有效放大信号的作用。化学发光检测线性范围为0.025-2ng/mL,检出限0.019ng/ml (3σ)。工作曲线的回归方程为I=3027.5[SEC1](ng/mL)+1804.6(R2=0.9958)。11次平行测量1ng/ml SEC的相对标准偏差(R.S.D.)为4.6%。激光诱导荧光的线性范围0.05-2ng/mL,检出限0.042ng/mL,回归方程I=302.5[SEC1](ng/mL)+672.6(R2=0.9908)。测定lng/mL SECl (N=11)的相对标准偏差(R.S.D.)为5.3%。此外,全自动化学发光分析仪能有效提高提高检测效率。为SEC1提供了敏感、快速、简便的检测方法。(5)胱抑素C是人体内一个重要的半胱氨酸蛋白酶抑制剂。在肾损伤检测中,它是新的检测肾小球滤过率的标志物。在这章中,利用功能化的FCMSN作为标记物,采用染料溶出化学发光夹心免疫分析法对胱抑素C进行了检测。该法具有检出限低,简单快速的特点。氨基官能化的染料封装FCMSN采用三步水解法制备。纳米基质具内的疏水性环境用于固定染料。纳米粒子表面的氨基基团可以用于生物标记。此外,过碘酸钠标记法很好地保持了抗体活性。分析表明,该法线性范围0.0025-0.5ng/mL (R2=0.9936),检出限0.0020ng/mL。11次平行测定0.25ng/mL CysC的相对标准偏差(R.S.D.)为4.2%。本研究主要特色和创新点为:1.采用三步水解法,在极稀的表面活性剂浓度下制备了形貌较好的罗丹明6G掺杂的介孔二氧化硅纳米粒子。MTMS水解后的甲基使介孔和基质内部产生疏水环境从而实现对染料的固定。APTES水解产生的氨基使介孔二氧化硅纳米粒子更易于标记且增加了纳米粒子在水中的分散性。制得的介孔二氧化硅纳米粒子具有很高的量子产率。同时,由于罗丹明6G既能产生荧光又是过氧化草酸酯-过氧化氢-咪唑化学发光体系的能量转移体且介孔结构对溶液传质影响比核壳结构小的多,使得制备的介孔二氧化硅纳米粒子可以同时作为荧光标记物和化学发光标记物,实现单标记物的双功能化。还利用上述方法制备了罗丹明6G与荧光素双掺杂的荧光共振能量转移介孔二氧化硅纳米粒子。由于荧光素的发射峰与罗丹明6G的激发峰有较大重叠,且二氧化硅纳米粒子基质能保证两种染料足够接近,所以荧光素和罗丹明6G可以发生荧光共振能量转移。和单染料掺杂相比,该法扩大了荧光介孔二氧化硅纳米粒子的斯托克斯位移,能削弱激发光对检测的影响。荧光量子产率也较单染料有所增加。2.比较了过碘酸钠氧化法与戊二醛法在抗体固定化方面的优劣。由于过碘酸钠氧化法不使用交联剂,避免了交联剂对抗体活性的影响,提高了纳米传感器与目标抗原的结合能力。在染料掺杂介孔二氧化硅纳米粒子的共价修饰方面,直接过碘酸钠氧化法还避免了交联剂将染料从介孔二氧化硅纳米粒子中溶出的缺点。3.将抗人上皮细胞粘附分子单克隆抗体共价固定在掺杂了Rubpy的核壳型二氧化硅纳米粒子上,并对结肠癌细胞进行了特异性检测。荧光成像的结果能直观的说明细胞表面抗原的分布与数量,但对极低表达的细胞效果有限。流式细胞分析能量化比较细胞表面抗原数量并提高了辨识低表达细胞的能力。4.使用荧光介孔二氧化硅纳米粒子对肝癌细胞进行了成像研究。荧光显微成像结果直观定性地显示了CD155与CD112在SMMC-7721肝癌细胞与HHCC肝癌细胞表面的数量差别。此外,发现介孔二氧化硅纳米粒子表面氨基的量对介孔二氧化硅纳米粒子的特异性也有一定的影响。5.与第四军医大学免疫教研室合作,采用细胞融合技术制备了一对能同金黄色葡萄球菌肠毒素C1特异蛋白质上两种不同位点进行识别的高亲合力的单克隆抗体(G8和C4),用双染料掺杂介孔二氧化硅纳米粒子作为标记物,采用TCPO体系对金黄色葡萄球菌肠毒素C1进行了化学发光检测。由于介孔二氧化硅纳米粒子能负载大量染料分子,该法检出限达到了0.019ng/ml。在测定胱抑素C时,为了减小二氧化硅基质对传质的影响,采用了染料溶出法。即在化学发光检测前先将介孔二氧化硅纳米粒子内的染料溶出,再进行化学发光测定。和直接法相比,该法进一步地降低了检出限。
李先懿[7](2010)在《纳米结构M-TCNQ的应用研究》文中研究表明纳米科技是21世纪科学发展的主流之一,是渗透于现代科学各个领域的大跨度科学,具有十分广阔的发展前景。纳米科技是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术。同时,纳米科技又推动先进科学技术的进步,其中包括传感器技术的发展。利用纳米技术制作的传感器具有尺寸小、精度高、响应快、功耗低等优点。纳米传感器的制备及其相关研究逐渐成为一个新的方向。本文在系统介绍纳米材料、纳米传感器,M-TCNQ、石英晶体微天平(QCM)的基础上,研究了单根Cu-TCNQ纳米线的电学开关特性;提出了一种增强M-TCNQ场发射性能的方法;采用M-TCNQ纳米线阵列制作湿度传感器。主要内容如下:用溶液反应法制备了Cu-TCNQ纳米线,对其形貌和结构进行了表征。研究了单根Cu-TCNQ纳米线的电学开关特性。当外加电压增加到一定值,Cu-TCNQ纳米线从高阻态转变为低阻态。Cu-TCNQ单根纳米线与薄膜或体材料有相似的开关特性。研究了单根Cu-TCNQ纳米线电学开关特性的温度相关性。低温下,电流引起单根纳米线的白加热效应和外加电场共同影响其阻态转变。随着温度降低,Cu-TCNQ纳米线阻态转变的阈值电压增大。当温度低于160 K时,单根Cu-TCNQ纳米线出现负阻现象。分别对Cu-TCNQ和Ag-TCNQ纳米线阵列的场发射性能进行了测试。提出一种提高M-TCNQ纳米线阵列场发射电流密度,降低场发射开启电压的方法。添加金属缓冲层后,Ag-TCNQ的开启电压从9.7 V/μm下降到6 V/μm,Cu-TCNQ的开启电压从7.6 V/μm下降到2.2 V/μm。两种材料的场发射电流密度均增加了两个数量级。制备了场发射显示器件原型,场发射的亮度达810 cd/m2。制作了基于石英晶体微天平的聚醚酰亚胺(PEI)湿度传感器。在石英晶体微天平晶振表面原位生长Ag-TCNQ纳米线阵列。在11%-95%的相对范围内PEI展示了良好的湿敏性能,其频率变化约为2000 Hz。高湿度差对比下的响应时间和恢复时间分别为30秒和20秒。晶振表面的纳米结构有助于PEI湿敏性能的提高。本论文主要的创新点在于:(1)首次研究单根M-TCNQ纳米线在低温下的负阻效应;(2)在M-TCNQ纳米线场发射器件中引入缓冲层,改善其场发射性能;(3)制作了基于石英晶体微天平的PEI/Ag-TCNQ复合纳米结构的湿度传感器。
王以明[8](2010)在《纳米光纤DNA生物传感器研制及基因诊断》文中进行了进一步梳理纳米光纤DNA生物传感器因其独特的光学特性和纳米级的敏感元件等优越性能,能在生物体组织、细胞内物质的检测和基因诊断及碱基突变检测等方面受到了广泛的应用。本论文研究和制作了纳米光纤DNA生物传感器,并将其应用于基因的诊断。在这个研究中,我们首先制作了纳米光纤DNA生物传感器,其后分析了光在纳米光纤的传播特性;检测了纳米光纤传感器的特性,并表征了它的传感性能;设计和制作了用于光纤传感器测试、诊断用的多功能型样品池,最后,将此传感器应用于对碱基缺损和突变等基因畸变诊断。在这些研究中,我们的主要成果和创新点概括如下:1.通过对纳米光纤探针的结构及光学特性展开分析,我们将光纤制作成连续锥形的纳米光纤结构,并对光纤探针进行优化设计。2.采用静态的HF管腐蚀刻方法,研究了不同浓度蚀刻液和不同蚀刻时间对纳米光纤头几何构型的影响,并通过扫描电镜(SEM)表征不同光纤头的几何形状,实验结果显示,该纳米光纤的锥形尖端大小约100nm,且表面较为光滑,并呈现出连续锥形纳米光纤的结构。3.采用SEM和能谱仪(EDS)检测纳米光纤表面微结构的成分;建立了荧光分析法检测光纤头硅烷化的反应体系。通过对未活化和活化的纳米光纤的比较,发现未活化的光纤在SEM-EDS检测方法中未检测出碳元素,而活化的光纤则检测出碳元素;未活化的光纤在荧光分析检测方法中无荧光,而活化的光纤则有荧光,实验表明,硅烷化分子固定到纳米光纤上。这为纳米光纤生物传感器敏感元件的制备提供了新的检测方法。4.采用静电吸附和共价键合相结合将Oligo DNA靶分子,固定在硅烷化的纳米光纤尖端,并设计和制作了可收缩纳米光纤DNA探针;还通过SmartSpecTM Plus核酸蛋白测定仪检测了固定在纳米光纤上的Oligo DNA靶分子量。5.研究了基于纳米光纤DNA生物传感器的样品池的设计及信号收集装置的制作。采用独特的锥形腔体平面聚光镜组,通过调节镜面角度可光信号进行调制,增大光信号的耦合效率,提高该传感器的灵敏度,并与荧光光谱仪匹配,利用光子计数检测器进行信号的处理,提高该传感器的灵敏度。6.将制作的纳米光纤DNA生物传感器进行了基本性能的测试实验,结果显示,该传感器的响应时间为15min左右;最低检测限约为8nmol/ml,其检测范围为8-57nmol/ml,且重现良好;再生条件为升温到90℃;使用寿命约为50天。7.制作的纳米光纤DNA生物传感器应用于碱基突变检测,实验结果表明,不同碱基突变数目(1、2和4个碱基突变及完全不互补链)对传感器的响应程度不同。当碱基突变数目越多,其相应的荧光强度越来越低。
汤琳[9](2009)在《环境污染控制过程高灵敏生物传感技术研究及其检测体系构建》文中研究指明在环境污染控制过程中,污染物的降解大多是通过微生物的相互协同作用完成的,对污染物及参与降解过程的微生物的种群分布、功能活性和代谢产物变化等进行快速、灵敏的追踪、监测与时空分辨,是研究污染物降解过程的重要途径。生物传感技术是一种对待测物实现快速、实时、在线分析检测的新兴技术,它利用生物识别作用对待测的物质进行分析测定,与传统的分析方法相比,具有高灵敏度、高专一性、快速测定、简便易携、适用于复杂体系的实时、在线测定等优点,为环境污染物及其降解过程涉及到的各种生物组分或代谢产物的分析检测提供了一个新的技术平台。系统地构建环境污染控制过程中生物传感技术检测体系,为环境污染控制工作提供及时、准确的生物信息,对于解决环境科学与工程领域的实时、在线监测技术难题,最终实现自动化控制,推动环境检测技术大跨度发展具有重要意义。本文研制了一系列生物传感检测方法,用于环境中痕量污染物及其降解产物等的高灵敏检测,并以堆肥环境体系为例,建立起了一套基于生物传感技术的检测环境复杂系统中的污染物及参与其降解过程的生物酶、微生物种群、功能基因和代谢产物动态变化的新方法体系,克服了传统的分析检测方法在环境污染控制过程实时在线检测等方面的局限性,有利于深入了解整个垃圾堆肥处理过程的微生物学机理,高效指导微生物接种和堆肥工艺革新。论文工作从整体上分为四个部分:第一部分为环境中痕量有毒有害污染物及降解产物的高灵敏生物传感检测技术研究。通过采用二茂铁掺杂电聚合和伴刀豆蛋白A自组装等技术将酶固定在电极表面,构建了抑制型葡萄糖氧化酶传感器和抑制型辣根过氧化物酶传感器,分别用于检测土壤样品中的痕量Cr(VI)和Hg(II)与湘江水中的苯肼,具有灵敏度高、抑制可逆、稳定性和选择性好等优点,获得的Cr(VI)和Hg(II)的检测下限均为0.49μg L-1,苯肼的检测下限为1.7×10-6 M,并运用酶传感器实验数据,推导出了辣根过氧化物酶对H2O2、对苯二酚的催化反应以及苯肼对该反应的抑制作用的动力学模型,进行了模型拟合与参数估计;将有机氯农药毒莠定与牛血清蛋白交联制备人工抗原,并注射入新西兰大白兔体内提纯出抗体,研制了一种基于壳聚糖/纳米金复合膜的电化学免疫传感器,用于检测稻米、莴苣和稻田水中的痕量毒莠定,该免疫膜具有很好的选择性,灵敏度高,可批量制作、一次性使用,检测下限为5 ng mL-1 ;利用酚类物质普遍具有的还原性,研制了一种传感晶片,以固定在玻片表面的金纳米颗粒为晶种,运用在酚还原作用下金纳米颗粒催化增长的原理和吸收光谱变化规律,用于好氧发酵液等复杂体系中酚浓度检测,检测下限为7×10-6 M,该方法操作简便,成本低,灵敏度高;还利用漆酶催化邻苯二酚氧化还原反应和磁性颗粒分离技术,研制了一种基于磁性纳米颗粒固定技术的漆酶传感器,可用于检测堆肥复杂系统中的浓度低至7.5×10-7 M的痕量邻苯二酚。第二部分着重开展基于生物传感技术的堆肥系统微生物降解酶活性及生物表面活性剂的跟踪监测。堆肥系统中多种酶的活性是检测堆肥腐熟度的重要指标,本文利用电极表面固定化纳米金原位扩增对还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)氧化的生物电催化活性,研制了一种新型NADH电化学传感器,响应迅速,灵敏度高,能够在酸性缓冲液中检测浓度低至2.5×10-7 M的NADH,3个月内保持检测结果精确;利用在NADH还原作用下Au/Ag核壳型纳米颗粒催化增长的原理和吸收光谱变化规律,研制了一种NADH光学纳米生物传感晶片,检测下限为1.56×10-5 M;利用木素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP)催化底物的氧化还原反应,研制了一种快速同步检测堆肥中木质素降解酶活的电化学酶传感器,检测样品LiP活性范围为8.1429.79 U L-1 ,MnP活性范围为0.0851.37 U L-1 ,该方法能够排除堆肥浸出液中浊度和光干扰物质的干扰,较传统的分光光度法更加快速、灵敏和精确,是堆肥系统中快速、低成本的堆肥腐熟度检测技术;堆肥常见微生物铜绿假单胞菌发酵代谢产生的鼠李糖脂是一种可改善堆肥微环境的生物表面活性剂,本文制备了二鼠李糖脂人工抗原和抗体,研制了一种基于3,3’-二氨基联苯胺(DAB)显色的二鼠李糖脂酶联免疫试纸,可用于肉眼检测浓度低至0.05 mg L-1的二鼠李糖脂,该方法简便、快速,可重复性良好。第三部分着重开展基于基因传感技术的堆肥系统微生物种群动态和功能基因的跟踪监测。堆肥中某些高效降解污染物的微生物具有相应的功能基因,LiP是真菌降解木质素的一种关键酶,设计合成了黄孢原毛平格菌lip基因探针,研制了一种夹心式杂交识别lip基因的酶联电流型DNA传感器,结合聚合酶链式反应(PCR)和限制性酶切技术,成功检测了黄孢原毛平格菌的基因组DNA提取样品中的lip基因,检测下限为0.03 nM,该DNA传感器能够有效识别相同长度的错配核酸链样品;纤维二糖水解酶(CBH)是纤维素降解的一种关键酶,设计合成了瑞氏木霉cbh2基因探针,运用纳米金原位扩增技术制备了一种金/硅/铁三层复合型核壳磁性纳米颗粒,研制成竞争式杂交识别cbh2基因的电化学纳米DNA传感器,检测下限达到10-13 M;还将羧基化的多壁碳纳米管-多聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合膜沉积在电极表面,制备了cbh2基因传感器,优化实验参数,进行了扫描电镜(SEM)和电化学表征;细菌的16S rDNA/rRNA基因序列具有高度的保守性,可用于种属特异性鉴定,研制了一种基于分子信标荧光分析的铜绿假单胞菌16S rRNA体外定量检测方法,用于检测总RNA提取样品中的16S rRNA,杂交反应需时约30 min,该方法具有高度的特异性,不受核酸交叉污染,检测前不需要对细菌总RNA进行分离和纯化。第四部分为复杂环境体系污染物及降解性能定量检测的数据解析。由于环境样品组成复杂,干扰物质较多,多种待测组分可能同时存在,给分析监测带来很大的不确定性,本文利用人工神经网络(ANNs)解析信号的优良性能,将人工神经网络和电化学酶传感技术相结合,用于黄孢原毛平革菌接种堆肥中木质素降解酶活性电化学检测及漆酶传感器检测邻苯二酚的定量分析,与线性回归模型相比,该方法更加精确、灵敏、稳健;土壤阳离子交换量(CEC)是土壤保留阳离子营养物质和缓冲污染物能力的重要指标,本文还构建了一种基于径向基函数神经网络的土壤传递函数,用于定量分析不同地区、不同土层的土壤CEC,该复合神经网络模型在大规模数据拟合中具有优越性。
刘锦淮,孟凡利[10](2008)在《纳米技术环境安全性的研究及纳米检测技术的发展》文中研究表明纳米技术发展到今天,在短短的几十年时间里取得了重大的成绩、为人类社会创造了巨大的财富,但是我们是否忽略了对纳米技术本身安全性的研究呢?它的发展会不会给生态环境造成污染呢?这是纳米技术发展的一个新课题,纳米检测技术的发展是解决这个疑问的关键所在。
二、光纤型纳米传感器生物测量进展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光纤型纳米传感器生物测量进展(论文提纲范文)
(1)活体pH实时检测研究进展(论文提纲范文)
1 pH概述 |
1.1 pH定义 |
1.2 pH变化对生命活动的影响 |
2 pH实时检测概述 |
3 pH活体实时检测研究 |
3.1 活体实时pH生物传感器需要满足的条件 |
3.2 电学pH传感器 |
3.2.1 电化学pH传感器 |
3.2.2 场效应晶体管pH传感器 |
3.3 光学pH传感器 |
3.3.1 荧光pH指示器 |
3.3.2 光纤比率式pH传感器 |
3.4 超声pH传感器 |
4 结语 |
(2)SnO2基纳米材料的制备和甲烷敏感性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 纳米传感器 |
1.1.1 纳米传感器的分类 |
1.1.2 纳米传感器的应用 |
1.2 气体传感器 |
1.2.1 气体传感器的分类 |
1.2.2 气体传感器的性能参数 |
1.3 金属氧化物半导体气敏传感器 |
1.3.1 金属氧化物半导体气敏传感器的研究背景及现状 |
1.3.2 金属氧化物半导体气敏传感器的敏感机理 |
1.4 SnO_2气敏材料的介绍 |
1.4.1 SnO_2气敏材料结构及性质 |
1.4.2 SnO_2气敏材料研究现状 |
1.5 本论文的选题依据 |
1.6 本论文的主要研究内容 |
2 实验原料和性能表征 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验仪器 |
2.2.1 样品制备所需仪器 |
2.2.2 样品表征所需仪器 |
2.3 气敏性能测试 |
2.3.1 气敏元件的制作方法 |
2.3.2 气敏性能测试系统 |
3 WO_3-SnO_2复合物的制备及甲烷气敏性能 |
3.1 引言 |
3.2 SnO_2、WO_3以及WO_3-SnO_2复合物的制备 |
3.2.1 WO_3纳米片的制备 |
3.2.2 SnO_2纳米花的制备 |
3.2.3 WO_3-SnO_2复合物的制备 |
3.3 实验结果及分析 |
3.3.1 样品的物相分析 |
3.3.2 样品的形貌结构分析 |
3.3.3 样品的比表面积、孔径分布及XPS分析 |
3.3.4 样品的气敏性能分析 |
3.3.5 传感器的气敏机理分析 |
3.4 小结 |
4 Au-SnO_2复合物的制备及甲烷气敏性能 |
4.1 引言 |
4.2 Au-SnO_2复合物的制备 |
4.3 实验结果及分析 |
4.3.1 样品的物相分析 |
4.3.2 样品的形貌结构分析 |
4.3.3 样品的气敏性能分析 |
4.3.4 传感器的增敏机制析 |
4.4 小结 |
5 Pt-SnO_2复合物的制备及甲烷气敏性能 |
5.1 引言 |
5.2 Pt-SnO_2复合物的制备 |
5.3 实验结果及分析 |
5.3.1 样品的物相分析 |
5.3.2 样品的形貌结构分析 |
5.3.3 样品的气敏性能分析 |
5.3.4 传感器的增敏机理分析 |
5.4 小结 |
6 基于第一性原理计算Pt不同方式修饰SnO_2基甲烷传感器的气敏机理分析.. |
6.1 引言 |
6.2 计算参数设置 |
6.3 计算结果与分析 |
6.3.1 SnO_2(110)面的弛豫及缺陷模型计算分析 |
6.3.2 SnO_2(110)面氧吸附模型的计算分析 |
6.3.3 金属Pt表面沉积SnO_2(110)面对甲烷吸附性能的影响 |
6.3.4 金属Pt掺杂SnO_2(110)面对甲烷吸附性能的影响 |
6.3.5 金属Pt以两种方式修饰SnO_2基甲烷传感器的气敏机理分析 |
6.4 小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 相关工作展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(3)碳纳米传感器对高硅氧纤维复合材料的应变监测(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 传统健康监测方法 |
1.2.1 光纤光栅传感器在健康监测上的应用 |
1.2.2 压电陶瓷传感器的应用 |
1.2.3 超声C扫描技术 |
1.3 研究意义 |
1.4 国内外相关研究进展 |
第2章 碳纳米传感器的制备与传感基理分析 |
2.1 碳纳米传感器的制备 |
2.1.1 碳纳米传感器的制备方法 |
2.1.2 碳纳米传感器的制备材料 |
2.1.3 试验主要仪器 |
2.1.4 碳纳米传感器的制备工艺 |
2.2 薄膜比表面积和孔径分析 |
2.3 金属电阻应变效应 |
2.4 碳纳米传感器的微观形貌 |
2.5 碳纳米传感器的基本参数和元素组成 |
2.6 碳纳米传感器的导电模型理论 |
2.7 碳纳米传感器的传感因子理论 |
2.8 本章小结 |
第3章 碳纳米传感器压阻效应试验验证 |
3.1 实验 |
3.1.1 制备试件 |
3.1.2 试验与表征 |
3.1.3 测试结果 |
3.2 碳纳米传感器损伤监测以及微结构变化 |
3.3 疲劳试验 |
3.4 温度对碳纳米传感器的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 碳纳米传感器在变温条件下监测火箭发动机喷管的应变变化 |
4.1 试验设备和试验方法 |
4.1.1 安装碳纳米传感器 |
4.1.2 试验方法 |
4.2 火箭发动机喷管内壁各点电阻变化率与应变分析 |
4.3 火箭发动机喷管内壁各点电阻变化率与应变分析 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表(含录用)的学术论文 |
(4)基于块状金刚石NV色心的纳米结构及纳米传感器(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究内容与意义 |
1.3 金刚石与NV色心 |
1.3.1 NV色心的基本概念 |
1.4 单光子源与HBT实验 |
1.5 NV色心与纳米结构 |
1.5.1 微纳光学 |
1.5.2 其他 |
1.6 NV色心与纳米传感器 |
1.6.1 NV色心传感理论 |
1.6.2 磁场传感与微波器件 |
1.6.3 荧光寿命与传感 |
1.6.4 微弱信号检测 |
1.6.5 纳米传感器 |
1.7 远场超分辨光学成像 |
1.7.1 NV色心精密测量成像 |
1.8 近场成像与NV色心 |
1.9 基础微纳加工介绍 |
1.10 NV色心与计算机技术 |
1.11 本章小结 |
第2章 NV纳米结构制备研究 |
2.1 引言 |
2.2 工艺研究 |
2.2.1 匀胶 |
2.2.2 电子束光刻 |
2.2.3 聚焦离子束刻蚀 |
2.2.4 扫描探针光刻 |
2.2.5 金刚石刻蚀加工 |
2.2.6 NV色心人工制备 |
2.2.7 NV色心制备讨论 |
2.2.8 酸洗金刚石 |
2.3 单光子器件微纳加工 |
2.3.1 纳米线 |
2.3.2 纳米颗粒 |
2.3.3 固体浸没透镜 |
2.3.4 平面单个NV色心阵列 |
2.4 本章小结 |
第3章 NV色心单光子源器件研究 |
3.1 引言 |
3.2 NV色心纳米线检测与对比 |
3.2.1 实验光路HBT |
3.2.2 偏振测量 |
3.2.3 饱和功率测量 |
3.2.4 光谱测量 |
3.2.5 二阶关联函数测量 |
3.2.6 荧光寿命测量 |
3.2.7 收集效率分析 |
3.2.8 补充与讨论 |
3.3 本章小结 |
第4章 NV色心探针与超分辨显微技术研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验光路CSD |
4.3 光致变色及应用 |
4.4 CSD正成像 |
4.5 NV色心探针与CSD成像 |
4.6 本章小结 |
第5章 NV色心纳米传感器封装研究 |
5.1 引言 |
5.2 载玻片封装传感器研究 |
5.2.1 光探测磁共振 |
5.2.2 近场微波天线加工 |
5.2.3 3D微波谐振腔 |
5.3 本章小结 |
第6章 自动化识别与检测研究 |
6.1 引言 |
6.2 检测平台框架 |
6.3 Python与NV实验 |
6.3.1 Numpy |
6.3.2 SciPy |
6.3.3 OpenCV |
6.4 pyNVscan项目 |
6.4.1 背景及目标 |
6.4.2 程序概览 |
6.4.3 核心算法研究 |
6.4.4 结果与推广 |
6.5 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
参考文献 |
附录A |
A.1 部分英文缩写对照 |
A.2 微纳加工部分设备型号参数 |
A.2.1 EBL-JEOL6300 |
A.2.2 SUSS MABA6 |
A.2.3 ICP380 |
A.2.4 NeaSNOM |
A.3 pyNVscan的部分程序 |
A.3.1 光存储图片转化路径程序 |
A.3.2 荧光点识别的OpenCV算法程序 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
(5)比率荧光型光化学纳米传感体系检测半胱氨酸和溶解氧(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 相关背景知识介绍 |
1.2.1 光化学传感器 |
1.2.2 比率荧光 |
1.2.3 稀土上转换发光 |
1.3 相关领域的研究现状 |
1.3.1 生物巯基小分子光化学传感器 |
1.3.2 动态淬灭型光学氧传感器 |
1.4 本论文主要研究内容 |
第2章 实验试剂与仪器设备 |
2.1 材料制备主要试剂 |
2.2 主要实验设备 |
2.3 主要表征手段及测试仪器 |
第3章 基于发射-吸收机理的上转换纳米颗粒-荧光探针复合体系对半胱氨酸分子的比率荧光传感 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 同质包覆上转换纳米颗粒 β-NaYF_4: Yb~(3+), Tm~(3+) @NaYF_4 (UCNPs)的制备 |
3.2.2 介孔二氧化硅包覆的上转换纳米颗粒(UCNPs@m Si O2)的制备 |
3.2.3 探针分子 5(6)-羧基荧光-O,O’-二丙烯酸酯的合成 |
3.2.4 纳米传感器的制备 |
3.2.5 介孔二氧化硅球的制备 |
3.2.6 检测水中的半胱氨酸 |
3.2.7 检测人血清中的半胱氨酸 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 纳米传感器的设计 |
3.3.2 上转换纳米颗粒的优化及表征 |
3.3.3 探针分子的表征 |
3.3.4 纳米传感器的构建与表征 |
3.3.5 纳米传感器的技术可行性分析 |
3.3.6 纳米传感器对半胱氨酸的响应 |
3.3.7 探针装载量对传感器的影响 |
3.3.8 比率荧光变化的机理 |
3.3.9 纳米传感器的选择性 |
3.3.10 检测人血清中的半胱氨酸 |
3.4 小结 |
第4章 基于荧光共振能量传递机理的上转换纳米颗粒-荧光探针复合体系对半胱氨酸分子的比率荧光响应 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 同质包覆上转换纳米颗粒 β-NaYF_4: Yb~(3+), Tm~(3+) @NaYF_4 (UCNPs)的制备 |
4.2.2 去除UCNPs表面的油酸 |
4.2.3 5(6)-羧基荧光素-O,O’-二(2-氯乙酸)酯的合成 |
4.2.4 将探针分子通过配体替换修饰在UCNPs表面 |
4.2.5 用聚烯丙基胺 (PAAm) 对UCNPs表面进行氨基化修饰并嫁接探针分子 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 通过配体替换法构建的能量传递体系及其对半胱氨酸的响应 |
4.3.2 通过共价嫁接法将探针分子与上转换材料相连构建的能量传递体系及其对半胱氨酸的响应 |
4.4 小结 |
第5章 钌(Ⅱ)配合物-碳点复合体系对溶解氧的传感 |
5.1 前言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 荧光碳点的制备 |
5.2.2 钌(Ⅱ)配合物磷光探针的制备 |
5.2.3 溶解氧传感体系CDR的构建 |
5.2.4 用CDR检测溶解氧 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 溶解氧传感器的设计与可行性分析 |
5.3.2 材料的表征 |
5.3.3 CDR对水中溶解氧的光谱响应 |
5.3.4 CDR对水中溶解氧的传感性能 |
5.4 小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
在学期间学术成果情况 |
指导教师及作者简介 |
致谢 |
(6)纳米粒子免疫传感器及其在癌细胞早期检测和免疫分析中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 介孔二氧化硅纳米粒子 |
1.1.1 介孔二氧化硅纳米粒子的制备及功能化 |
1.1.2 介孔二氧化硅纳米粒子的应用 |
1.1.3 小结 |
1.2 核壳型二氧化硅纳米粒子 |
1.2.1 核壳型二氧化硅纳米粒子的合成方法 |
1.2.2 核壳型纳米粒子的应用 |
1.2.3 小结 |
第二章 荧光化学发光双功能介孔二氧化硅纳米粒子的制备及其在癌细胞检测的应用 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 氨基功能化的FCMSN与核壳二氧化硅纳米粒子的制备 |
2.2.4 光漂白实验 |
2.2.5 化学发光性质的表征 |
2.2.6 抗CD155单克隆抗体与FCMSN的共价固定化 |
2.2.7 细胞荧光显微成像 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 FCMSN的合成 |
2.3.2 FCMSN的荧光性质 |
2.3.3 FCMSN与核壳二氧化硅纳米颗粒化学发光性质的比较 |
2.3.4 抗CD155单克隆抗体的共价固定化 |
2.3.5 7721细胞的检测 |
2.4 结论 |
第三章 荧光共振能量转移介孔二氧化硅纳米粒子的制备及在肝癌细胞检测中的应用 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂 |
3.2.2 荧光共振能量转移介孔二氧化硅纳米粒子的制备 |
3.2.3 荧光共振能量转移介孔二氧化硅纳米粒子的生物功能化 |
3.2.4 SMMC-7721及HHCC细胞的培养 |
3.2.5 免疫荧光染色及成像 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 介孔二氧化硅纳米粒子的表征 |
3.3.2 单克隆抗体在FCMSN表面共价固定 |
3.3.3 肝癌细胞的检测 |
3.3.4 FCMSN的光稳定性 |
3.4 结论 |
第四章 抗上皮细胞粘附分子单克隆抗体荧光纳米生物传感器对结肠癌细胞的敏感检测 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 联吡啶钌掺杂二氧化硅纳米粒子的制备 |
4.2.3 戊二醛法修饰二氧化硅纳米粒子 |
4.2.4 过碘酸钠氧化法将单克隆抗体抗EpCAM在二氧化硅纳米粒子上共价固定 |
4.2.5 细胞培养 |
4.2.6 免疫荧光 |
4.2.7 荧光显微成像和流式细胞仪分析 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 表征纳米粒子 |
4.3.2 单克隆抗体抗EpCAM在纳米粒子表面的共价固定 |
4.3.3 结肠癌细胞的检测 |
4.3.4 混合Colo205和SW480检测系统 |
4.4 结论 |
第五章 基于染料掺杂介孔二氧化硅纳米粒子的化学发光免疫分析、激光诱导荧光免疫分析及对金黄色葡萄球菌肠毒素C1的灵敏检测 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验材料 |
5.2.2 纳米粒子的制备 |
5.2.3 抗体的制备 |
5.2.4 抗体的共价固定化 |
5.2.5 三明治免疫分析法 |
5.2.6 化学发光 |
5.2.7 激光诱导荧光免疫分析平台 |
5.3 结果和讨论 |
5.3.1 FCMSN的表征 |
5.3.2 激光诱导荧光免疫分析平台的建立 |
5.3.3 MSN标记的三明治免疫分析的条件优化 |
5.3.4 化学发光反应条件的优化 |
5.3.5 方法的性能 |
5.3.6 样品分析 |
5.4 结论 |
第六章 基于染料掺杂介孔二氧化硅纳米粒子标记物的染料溶出化学发光夹心免疫法检测胱抑素C |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 实验试剂 |
6.2.2 纳米粒子的制备 |
6.2.3 抗体的共价固定化 |
6.2.4 夹心免疫分析 |
6.2.5 化学发光检测 |
6.2.6 样品测定 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 氨基功能化介孔二氧化硅纳米粒子的制备 |
6.3.2 化学发光条件的优化 |
6.3.3 纳米粒子表面抗体密度的影响 |
6.3.4 纳米粒子标记物用量的影响 |
6.3.5 方法表现 |
6.3.6 样品测定 |
6.4 结论 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间研究成果 |
(7)纳米结构M-TCNQ的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
第一章 纳米材料及纳米传感器 |
1.1 纳米材料及其分类 |
1.2 纳米材料的基本效应 |
1.3 纳米材料的制备 |
1.3.1 物理方法 |
1.3.2 化学方法 |
1.4 纳米材料的应用 |
1.5 纳米传感器 |
1.5.1 传感器概述 |
1.5.2 纳米传感器概述 |
1.5.3 纳米传感器的制备 |
1.6 几种典型的纳米传感器 |
1.6.1 纳米气敏传感器 |
1.6.2 纳米生物传感器 |
1.6.3 纳米化学传感器 |
第二章 M-TCNQ简介 |
2.1 金属有机配合物M-TCNQ的研究现状 |
2.2 M-TCNQ纳米材料的制备方法 |
2.2.1 溶液反应法的步骤 |
2.2.2 溶液反应法制备的M-TCNQ的形貌 |
2.2.3 蒸汽输运反应法的步骤 |
2.2.4 蒸汽输运反应法制备的M-TCNQ的形貌 |
2.3 M-TCNQ的晶体结构及电荷转移度 |
2.4 M-TCNQ的电学性质 |
第三章 石英晶体微天平介绍 |
3.1 石英晶体微天平简介 |
3.2 石英晶体微天平的工作原理 |
3.2.1 压电效应 |
3.2.2 晶体振荡器 |
3.2.3 质量负荷效应及Sauerbrey方程 |
3.3 石英晶体微天平的组成结构 |
3.3.1 探头 |
3.3.2 振荡电路 |
3.3.3 计数器 |
3.3.4 数据处理系统 |
3.4 石英晶体微天平的应用 |
3.4.1 QCM膜厚测量仪 |
3.4.2 QCM生物医学传感器 |
3.4.3 QCM化学传感器 |
第四章 M-TCNQ纳米线的电学性能 |
4.1 单根Cu-TCNQ纳米线的电学特性 |
4.1.1 实验 |
4.1.2 结果及讨论 |
4.1.3 小结 |
4.2 MTCNQ阵列的场发射性能 |
4.2.1 场发射概述 |
4.2.2 M-TCNQ场发射器件的制备 |
4.2.3 MTCNQ场发射性能 |
4.2.4 小结 |
第五章 基于QCM的酰亚胺湿度传感器 |
5.1 湿度及湿度传感器 |
5.2 QCM湿度传感器的基本原理 |
5.3 QCM湿度传感器的制备和表征 |
5.3.1 样品制备 |
5.3.2 湿度测试系统 |
5.4 实验结果与讨论 |
5.4.1 纳米结构对湿度测量的影响 |
5.4.2 PEI的湿敏特性 |
5.4.3 PEI传感器的湿度响应 |
5.4.4 循环试验 |
5.4.5 长时间老化测试 |
5.5 结论 |
第六章 结论及展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(8)纳米光纤DNA生物传感器研制及基因诊断(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 光纤生物传感器 |
1.2.1 DNA 生物传感器 |
1.2.2 光纤传感器 |
1.3 光纤DNA 生物传感器 |
1.3.1 基于倏逝波的光纤DNA 生物传感器 |
1.3.2 基于表面等离子体共振的光纤DNA 生物传感器 |
1.3.3 基于椭圆偏振的光纤DNA 生物传感器 |
1.4 纳米光纤生物传感器 |
1.5 光纤DNA 生物传感器的国内外研究进展 |
1.6 本文研究的目的和意义 |
1.7 论文采用的实验方案路线 |
1.8 本文的主要内容和贡献 |
第二章 锥形光纤探针的结构及光学特性 |
2.1 引言 |
2.2 光纤探针的结构 |
2.2.1 光纤的结构 |
2.2.2 光纤的类型 |
2.2.3 描述光纤的基本参数 |
2.2.4 光纤的传输特性 |
2.3 纳米锥形光纤探头 |
2.3.1 实验用光纤 |
2.3.2 纳米锥形光纤探头的种类及特点 |
2.4 圆锥形光纤的光线传输分析 |
2.5 光纤探针设计 |
2.5.1 光纤探针设计的理论分析 |
2.5.2 光纤探针的设计方法 |
2.6 本章小结 |
第三章 纳米锥形光纤探头的制备、活化及表征 |
3.1 引言 |
3.1.1 纳米锥形光纤的制备方法 |
3.1.2 纳米锥形光纤的活化及表征 |
3.1.3 纳米锥形光纤的表征 |
3.1.4 扫描电镜和能量分散谱仪联用的检测原理 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 仪器与试剂 |
3.2.2 纳米锥形光纤探头的制备 |
3.2.3 纳米锥形光纤探头的活化 |
3.2.4 纳米锥形光纤的表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 不同浓度的 HF 溶液对纳米锥形光纤尖端的影响 |
3.3.2 化学蚀刻时间对光纤尖端构型的影响 |
3.3.3 硅烷化和吖啶橙的的作用 |
3.3.4 荧光检测 |
3.3.5 扫描电镜及能谱分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 光纤DNA 生物传感器的分子探针的固定及检测 |
4.1 引言 |
4.1.1 吸附法 |
4.1.2 包埋法 |
4.1.3 共价键合法 |
4.2 DNA 分子探针与光纤的耦联 |
4.2.1 分配法制备敏感元件 |
4.2.2 光引导原位合成法制备敏感元件 |
4.2.3 DNA 分子在光纤探针上构筑方式 |
4.3 实验部分 |
4.3.1 试剂与仪器 |
4.3.2 实验步骤 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 ssDNA 在氨基硅烷化后的纳米光纤末端的固定 |
4.4.2 纳米光纤DNA 探针的设计 |
4.4.3 DNA 固定化量 |
4.4.4 讨论 |
4.5 本章小结 |
第五章 纳米光纤DNA 生物传感器的样品池设计及信号收集 |
5.1 引言 |
5.1.1 透射式光纤DNA 生物传感器 |
5.1.2 反射式光纤DNA 生物传感器 |
5.2 基本原理 |
5.2.1 透射式强度模拟光纤传感原理和耦合效率 |
5.2.2 微流控与微/纳机械加工技术 |
5.3 样品池的结构设计 |
5.4 基于透射式光纤生物传感器的结构 |
5.4.1 结构设计 |
5.4.2 结构特点 |
5.5 本章小结 |
第六章 荧光探针的原理及选择 |
6.1 引言 |
6.2 荧光染料的发光机理 |
6.3 核酸染料 |
6.3.1 核酸染料的种类及特点 |
6.3.2 核酸荧光染料分子的选择原则 |
6.3.3 SYBR Green I*核酸染料 |
6.4 核酸分子探针与DNA 作用模式 |
6.4.1 荧光染料与DNA 的非共价结合 |
6.4.2 荧光染料与DNA 的共价作用 |
6.4.3 SYBR Green I 与DNA 分子的相互作用方式 |
6.5 本章小结 |
第七章 纳米光纤DNA 生物传感器及基因诊断 |
7.1 引言 |
7.2 纳米光纤DNA 生物传感器的构建 |
7.3 实验部分 |
7.3.1 仪器与试剂 |
7.3.2 实验步骤 |
7.4 结果与讨论 |
7.4.1 纳米光纤DNA 传感器对ssDNA 与dsDNA 的响应 |
7.4.2 纳米光纤DNA 传感器的响应时间 |
7.4.3 纳米光纤DNA 传感器的检测限和检测范围 |
7.4.4 纳米光纤DNA 传感器的再生 |
7.4.5 纳米光纤DNA 传感器的重现性 |
7.4.6 使用寿命曲线 |
7.5 基因诊断 |
7.5.1 试剂与仪器 |
7.5.2 实验步聚 |
7.5.3 结果与讨论 |
7.6 本章小结 |
第八章 结论与建议 |
8.1 论文总结 |
8.2 建议 |
致谢 |
参考文献 |
攻博期间取得的研究成果 |
(9)环境污染控制过程高灵敏生物传感技术研究及其检测体系构建(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
插图索引 |
附表索引 |
第1章 绪论 |
1.1 生物传感技术在环境污染物检测中的应用 |
1.1.1 生物传感技术的原理及其早期发展 |
1.1.2 生物传感器的分类 |
1.1.3 生物传感器的制备方法 |
1.1.4 功能型纳米颗粒在生物传感技术中的应用 |
1.1.5 用于环境污染物检测的生物传感技术的研究现状 |
1.2 环境污染控制过程生物传感检测体系的构建 |
1.2.1 环境污染控制过程中的检测技术研究面临的挑战 |
1.2.2 堆肥过程中污染物的微生物降解和转化 |
1.2.3 堆肥过程中纤维素和木质素的微生物降解过程研究 |
1.2.4 堆肥过程生物传感检测体系的构建 |
1.3 本文构想 |
第2章 抑制型酶生物传感器的构建及用于重金属和有机污染物的检测 |
2.1 前言 |
2.2 抑制型葡萄糖氧化酶传感器检测痕量Cr(VI)和Hg(II)的研究 |
2.2.1 Cr(VI)和 Hg(II)检测及葡萄糖氧化酶抑制与固定化的研究背景 |
2.2.2 实验部分 |
2.2.3 结果与讨论 |
2.3 抑制型辣根过氧化物酶传感器检测苯肼及其催化与抑制动力学研究 |
2.3.1 苯肼检测及辣根过氧化物酶抑制与固定化的研究背景 |
2.3.2 实验部分 |
2.3.3 结果与讨论 |
2.4 小结 |
第3章 一次性免疫抗体膜的制备及用于农药毒莠定的免疫传感检测 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 试剂 |
3.2.2 仪器 |
3.2.3 毒莠定-BSA 偶联体制备 |
3.2.4 免疫实验和抗血清采集 |
3.2.5 免疫扩散实验 |
3.2.6 ELISA 实验 |
3.2.7 抗血清纯化 |
3.2.8 免疫膜制备 |
3.2.9 膜免疫反应和电化学检测 |
3.2.10 环境样品中毒莠定的浸提 |
3.2.11 安全注意事项 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 抗血清分析 |
3.3.2 免疫膜形态分析 |
3.3.3 免疫传感器酶反应的电化学行为分析 |
3.3.4 检测体系优化 |
3.3.5 免疫反应步骤优化 |
3.3.6 免疫传感器检测毒莠定 |
3.3.7 样品毒莠定检测 |
3.3.8 特异性和稳定性 |
3.4 小结 |
第4章 固定化纳米金原位催化扩增技术用于酚的光学检测 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 试剂 |
4.2.2 仪器 |
4.2.3 纳米传感晶片制备 |
4.2.4 对苯二酚检测 |
4.2.5 黄孢原毛平革菌好氧发酵液制备 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 固定化Au NPs 原位催化增长的特性分析 |
4.3.2 检测条件优化 |
4.3.3 对苯二酚检测 |
4.3.4 发酵液中酚回收实验 |
4.4 小结 |
第5章 堆肥过程中微生物降解酶活性的传感检测 |
5.1 前言 |
5.2 固定化纳米金原位催化扩增技术用于NADH 的电化学检测 |
5.2.1 NADH 电化学检测及固定化纳米金原位催化扩增研究背景 |
5.2.2 实验部分 |
5.2.3 结果与讨论 |
5.3 固定化 Au |
5.3.1 NADH 光学检测及核壳型纳米颗粒原位催化扩增研究背景 |
5.3.2 实验部分 |
5.3.3 结果与讨论 |
5.4 小结 |
第6章 斑点酶联免疫试纸技术用于堆肥过程生物表面活性剂鼠李糖脂的检测 |
6.1 前言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 试剂 |
6.2.2 仪器 |
6.2.3 微生物培养和鼠李糖脂提取 |
6.2.4 二鼠李糖脂-BSA 偶联体制备 |
6.2.5 免疫实验和抗血清采集与纯化 |
6.2.6 免疫扩散实验 |
6.2.7 ELISA 实验 |
6.2.8 免疫试纸制备 |
6.2.9 鼠李糖脂检测 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 二鼠李糖脂-BSA 偶联体的核磁共振分析 |
6.3.2 抗血清效价分析 |
6.3.3 抗血清特异性分析 |
6.3.4 检测条件优化 |
6.3.5 二鼠李糖脂免疫试纸敏感性试验 |
6.4 小结 |
第7章 DNA 传感器用于堆肥木质素降解功能基因的高灵敏检测 |
7.1 前言 |
7.2 实验部分 |
7.2.1 试剂 |
7.2.2 寡核苷酸探针、引物和目标链设计 |
7.2.3 仪器 |
7.2.4 微生物培养和基因提取 |
7.2.5 PCR 扩增和限制性酶切 |
7.2.6 传感器制备 |
7.2.7 杂交和检测 |
7.3 结果与讨论 |
7.3.1 金电极表面寡核苷酸探针的电化学表征 |
7.3.2 自组装和杂交条件优化 |
7.3.3 DNA 传感器检测合成寡核苷酸的性能 |
7.3.4 DNA 检测选择性 |
7.3.5 凝胶电泳分析 |
7.3.6 基因片段检测 |
7.4 小结 |
第8章 DNA 传感器用于堆肥纤维素降解功能基因的高灵敏检测 |
8.1 前言 |
8.2 金/硅/铁三层磁性核壳纳米颗粒用于纤维二糖水解酶 II 型编码基因分离和超灵敏检测 |
8.2.1 复合型磁性核壳纳米颗粒用于基因检测的研究背景和思路 |
8.2.2 实验部分 |
8.2.3 结果与讨论 |
8.3 多壁碳纳米管-高分子导电聚合物复合膜用于纤维二糖水解酶II 型编码基因检测 |
8.3.1 碳纳米管-高分子导电聚合物复合膜用于基因检测的研究思路 |
8.3.2 实验部分 |
8.3.3 结果与讨论 |
8.4 小结 |
第9章 分子信标技术用于堆肥微生物铜绿假单胞菌165 rRNA 序列检测 |
9.1 前言 |
9.2 实验部分 |
9.2.1 试剂 |
9.2.2 分子信标的设计与合成 |
9.2.3 仪器 |
9.2.4 铜绿假单胞菌菌种培养及RNA 提取 |
9.2.5 分子信标性能检测 |
9.2.6 铜绿假单胞菌总RNA 分析及165 rRNA 检测 |
9.2.7 注意事项 |
9.3 结果与讨论 |
9.3.1 分子信标性能的测试 |
9.3.2 标准曲线的绘制 |
9.3.3 提取的铜绿假单胞菌总RNA 纯度分析 |
9.3.4 铜绿假单胞菌165 rRNA 的检测 |
9.3.5 铜绿假单胞菌165 rRNA 检测条件的优化 |
9.4 小结 |
第10章 复杂环境体系污染物及降解性能定量检测的数据解析 |
10.1 前言 |
10.2 堆肥系统中的木质素降解酶活的电化学同步检测与多元线性回归、人工神经网络数据解析 |
10.2.1 木质素降解酶活测定的研究背景及电化学同步检测酶活的研究思路 |
10.2.2 实验部分 |
10.2.3 结果与讨论 |
10.3 基于磁性纳米颗粒固定技术的漆酶传感器检测堆肥中的邻苯二酚与人工神经网络数据解析 |
10.3.1 酚类污染物检测的研究背景及漆酶传感器与人工神经网络模型的构建思路 |
10.3.2 实验部分 |
10.3.3 结果与讨论 |
10.4 土壤阳离子交换量的定量分析与人工神经网络数据解析 |
10.4.1 土壤阳离子交换量的研究背景及人工神经网络模型的构建思路 |
10.4.2 实验部分 |
10.4.3 结果与讨论 |
10.5 小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
附录 B 攻读学位期间所发表的着作目录 |
附录 C 攻读学位期间所获奖励及专利情况 |
附录 D 攻读学位期间所承担或参与的科研项目情况 |
(10)纳米技术环境安全性的研究及纳米检测技术的发展(论文提纲范文)
1纳米材料环境安全性研究进展 |
2纳米安全性认识上的误区 |
3纳米技术在环境领域的切入点 |
4纳米检测技术的发展 |
(1) 基于量子点的传感器 |
(2) 基于碳纳米管的传感器 |
(3) 基于纳米线的传感器 |
(4) 基于多孔硅的传感器 |
(5) 光纤纳米传感器 |
(6) 纳米机械传感器 |
(7) 基于碳纳米管的库尔特纳米颗粒计数器 |
(8) 基于纳米狭缝 (nanogap) 的电介质调控场效应 (DMFET) 传感器 |
5结论和展望 |
四、光纤型纳米传感器生物测量进展(论文参考文献)
- [1]活体pH实时检测研究进展[J]. 柳玢竹,张国军,李玉桃. 化学通报, 2021(12)
- [2]SnO2基纳米材料的制备和甲烷敏感性能研究[D]. 薛冬萍. 河南理工大学, 2020(01)
- [3]碳纳米传感器对高硅氧纤维复合材料的应变监测[D]. 安柄奇. 沈阳航空航天大学, 2019(02)
- [4]基于块状金刚石NV色心的纳米结构及纳米传感器[D]. 李燊. 中国科学技术大学, 2017(02)
- [5]比率荧光型光化学纳米传感体系检测半胱氨酸和溶解氧[D]. 关运龙. 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所), 2016(08)
- [6]纳米粒子免疫传感器及其在癌细胞早期检测和免疫分析中的应用[D]. 陶亮. 陕西师范大学, 2013(02)
- [7]纳米结构M-TCNQ的应用研究[D]. 李先懿. 复旦大学, 2010(03)
- [8]纳米光纤DNA生物传感器研制及基因诊断[D]. 王以明. 电子科技大学, 2010(12)
- [9]环境污染控制过程高灵敏生物传感技术研究及其检测体系构建[D]. 汤琳. 湖南大学, 2009(01)
- [10]纳米技术环境安全性的研究及纳米检测技术的发展[J]. 刘锦淮,孟凡利. 自然杂志, 2008(04)