一、用碘离子敏感电极作为汞离子选择性电极(论文文献综述)
孙广意[1](2021)在《金纳米棒光纤局域表面等离激元共振金属离子传感器的制备及应用研究》文中认为一些金属离子(例如铁离子等)对人体健康具有重要影响,少量摄入时对人体有益,若过量则会威胁人体健康,因此,研制简单快速的金属离子检测方式在环境监测和食品安全等领域具有重要意义。传统的金属离子检测方法如原子吸收光谱法等操作复杂,成本高昂,不利于现场实时监测。因此,便携式高灵敏度金属离子检测技术对于人体安全检测的需求至关重要。局域表面等离激元共振(Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR)技术是一种无标记、无污染的生物传感技术。其中,光纤LSPR传感器因其简单、低成本和无电磁干扰等优势,近年来获得了广泛关注。本文旨在解决金属离子检测时间长、操作复杂以及无法现场检测等问题,设计并研制金纳米棒型光纤LSPR传感器,利用金纳米棒高的折射率灵敏度、易调控的纵向等离激元带等优势,实现对复杂样品中金属离子的快速原位检测。本论文的主要研究工作如下:首先阐述了表面等离激元共振技术的发展现况,介绍了金纳米棒的特性及生化传感应用;研究了光纤局域表面等离激元传感器的工作原理,为设计金纳米棒型光纤LSPR金属离子传感器提供了理论依据。本研究研制了金纳米棒型光纤LSPR传感系统,采用种子生长法合成不同长径比金纳米棒,并使用硅烷偶联法实现金纳米棒在光纤传感表面的自组装。针对汞离子传感器快速高灵敏的检测需要,利用金纳米棒的LSPR特性,研制一种金纳米棒型光纤LSPR汞离子传感器。汞离子在抗坏血酸存在下还原为汞单质,可快速在金纳米棒表面形成金汞齐引起纳米棒的形貌变化,从而使金纳米棒的纵向LSPR波长发生漂移。在优化条件下,汞离子的浓度检测灵敏度为0.08 nm/μM,浓度的线性范围为5-100μM。研究表明该传感器具有良好的选择性和稳定性。利用刻蚀金纳米棒方式调控纳米棒的纵向等离激元带,构建金纳米棒型光纤LSPR铁离子传感器。在酸性环境下,三价铁离子与碘离子发生氧化还原反应,其产物碘单质氧化刻蚀金纳米棒,引起金纳米棒长径比的变化,导致纵向LSPR波长的蓝移,从而实现对三价铁离子的检测。铁离子的浓度检测灵敏度为0.28 nm/μM,检测范围为5-50μM。结果表明该光纤LSPR铁离子传感器可实现复杂环境中铁离子现场实时检测。最后,对全文工作进行了总结和展望,本论文工作为金属离子检测提供简单快速的检测技术,在环境监测领域具有重要的实用价值。
马志研[2](2020)在《有机硼化合物电子结构与性质的密度泛函理论研究》文中研究指明有机硼化合物是应用比较广泛的一类杂原子取代的有机分子,因独特的结构和优秀的光电性质,使得它们在荧光分子识别、荧光成像、光响应材料、有机光电材料和电化学传感等领域具有广泛地应用。当中,有机硼化合物作为荧光传感器和电化学传感器在分子识别领域的应用也受到了越来越多的关注。从理论上研究有机硼化合物荧光发光机制与分子识别作用,探索有机硼化合物作为荧光传感器的反应机制,对设计和开发新型的荧光传感器材料具有非常重要的意义。本论文利用密度泛函(Density functional theory,DFT)和含时密度泛函(Time-dependent density functional theory,TD-DFT)的方法,对几种不同结构类型的有机硼化合物,以及它们的阴离子复合物结构进行了理论计算分析,通过对相关结构的基态和激发态计算讨论,分析了不同结构类型的有机硼化合物的电子结构与离子识别的作用关系,讨论了反应机制与荧光发光机理,并研究了电场作用下有机硼化合物的电子转移机制,为有机硼化合物的荧光离子传感器或电化学传感器的设计与开发提供一些理论思考。主要的研究内容如下:1、应用DFT和TD-DFT理论方法,研究了6个具有D–π–A结构的三杜基有机硼化合物的电子结构,激发态性质和荧光识别机制。主要包括基态、激发态的几何结构、电子结构、激发能、发射能、自然跃迁轨道(Natural transition orbitals,NTO)和空穴–电子分析(Hole-electron)等。结果表明,第一激发态电荷转移(CT)的程度是影响氟离子荧光响应机制的关键,其CT程度取决于D–π–A体系中吸电子基团和供电子基团的种类、数量导致的结构差异。采用电子–空穴方法对CT的程度进行定量分析,为合成高效的氟离子传感器提供设计思路。2、通过DFT和TD-DFT方法,对含有B–N键的三配位苯硼酸衍生物的激发态性质、碘离子作用位点、作用类型和碘离子荧光猝灭机制进行了理论研究。采用构象搜索的方法确定了苯硼酸衍生物与碘离子的作用位点;通过电子局域函数(ELF)和约化密度梯度函数(RGD)等电子结构分析方法进一步确定了苯硼酸衍生物与碘离子的作用类型;利用电子激发能、发射能、前线分子轨道(FMO)、空穴–电子分析和电子跃迁前后的电子密度差(EDD)分析确定了碘离子荧光猝灭的机制。结果表明,苯硼酸衍生物和碘离子的结合是基于氢键相互作用,碘离子引入后,化合物的发射跃迁为强烈的CT态(暗态),即激发和发射过程中,苯硼酸衍生物和碘离子之间强烈的CT跃迁伴随大量的电子转移是造成化合物荧光猝灭的主要原因。3、通过DFT和TD-DFT方法,对N,C–螯合的四配位有机硼化合物的激发态性质、氟离子作用位点、作用类型和氟离子荧光猝灭机制进行了理论研究。采用构象搜索的方法,确定了四配位有机硼化合物与氟离子的相互作用位点,筛选得到了化合物的初始几何结构;通过对基态与激发态的键长、键级、激发能、发射能、空穴–电子和前线分子轨道的分析,研究了基态和激发态性质。理论上验证了四配位有机硼化合物与氟离子发生了亲核反应,使得B–N键发生了断裂。氟离子复合物的激发态具有明显的CT特征,属于“暗态”,导致了化合物的荧光猝灭。改变π共轭尺寸以及引入供体受体基团后,从8个四配位有机硼化合物中,计算筛选出在氟离子识别领域具有潜在的应用的3个四配位有机硼化合物,并建立了结构与性质的关系,为四配位有机硼化合物氟离子荧光传感器的设计提供一些理论参考。4、采用DFT理论,对电场作用情况下,双核Mn(II)笼状金属配合物的电子结构进行理论计算。研究表明,配合物具有很窄的HOMO-LUMO轨道能隙,随着电场强度的增加,能隙变小,说明该双核Mn(II)配合物具有优秀的电子传输性质。密度态分析(DOS)和前线分子轨道分析则进一步说明了LUMO轨道能量降低是能隙变小的主要原因。Mayer键级分析(MBO)、电子局域函数分析(ELF)、原子在分子(AIM)和电荷密度差图(CDD)分析结果表明,双核Mn(II)笼状金属配合物在电场环境下,具有稳定的结构和电子传输性能,未来可能在电化学传感、分子识别器件等领域具有潜在地应用。
杨洋[3](2020)在《环境水样中双酚A和汞的光谱学检测新方法研究》文中研究说明第一章首先阐述了环境水样中双酚A(BPA)和汞离子(Hg2+)检测的研究背景、意义及现状。其次,介绍本文建立检测BPA和Hg2+的卫生检验新方法所涉及的技术及相关材料,技术包括共振光散射技术、共振荧光技术和荧光分析法;材料包括适配体、氮掺杂碳点(N-CDs)和碳点/铜纳米簇双发射探针(CDs-CuNCs)等。最后阐述本文的研究内容。第二章在适当浓度的硫酸(H2SO4)介质中,微量的BPA能够促进溴酸钾(KBrO3)氧化荧光黄(FL)。并在KBrO3过量的条件下,KBrO3还能氧化BPA为醌式产物,二者的反应产物(或经质子化后)各能快速与溴酸根离子缔合形成两种电中性的离子缔合物分子,致使分子粒径加大。这两种体积较大的电中性粒子缔合物分子内部均含有较多的非极性基团(苯环),所以两缔合物分子之间又能通过范德华力和疏水作用力聚集形成更大的聚集体,导致体系共振光散射强度(IRLS)剧烈增强,体系共振光散射强度的增大值ΔI与BPA含量在1.7×10-72.0×10-5 mol/L范围内成线性相关,相关系数r=0.9993,检出限为0.83×10-7 mol/L。实验结果表明该方法检测水样中BPA有较好的应用前景。第三章基于BPA适配体(#3-aptamer)对BPA分子的准确识别和强亲和作用,利用BPA+#3-aptamer+聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)+金纳米颗粒(AuNPs)+罗丹明6G(Rh6G)之间的相互反应,建立一种检测环境水中微量BPA的共振荧光新方法。实验证明反应体系的共振荧光强度的改变值(ΔF)随样品中BPA含量增加而增大。最佳实验条件下,ΔF与BPA的浓度在5.0×10-95.5×10-7 mol/L范围内有较好的线性关系,ΔF=0.8252 CBPA(×10-9 mol/L)+4.469,r=0.9973,BPA的检出限为1.4×10-9 mol/L。第四章采用微波法以柠檬酸为碳前体、以邻苯二胺为氮源合成了一种高荧光量子产率的N-CDs,并使用光谱学技术、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等多种技术手段对它的性质进行了表征(水溶性、稳定性良好和高荧光量子产率)。基于Hg2+能特异性的猝灭该N-CDs的荧光,建立了一种新的灵敏检测环境水样中痕量汞的荧光分析法。最佳实验条件下,反应体系的荧光变化值(ΔF)与Hg2+的浓度(CHg2+)之间在1.0800 nmol/L范围内呈线性相关。线性回归方程为:?F=4.544 CHg2+(nmol/L)+178.7,r=0.9985,和Hg的LOD=0.36 nmol/L。第五章以牛血清白蛋白为模板,以水合肼为还原剂,使用微波法快速合成了一种红色发射的铜纳米簇(CuNCs)材料,采用微波法以柠檬酸和半胱氨酸为材料合成蓝色发射的碳点(CDs),通过紫外、荧光光谱,XPS、TEM对上述材料进行表征(如双发射荧光和表面可能存在的基团等)。基于Hg2+能猝灭该铜纳米簇的荧光而基本不影响碳点的荧光,构建了一种检测Hg2+的双发射荧光探针,并建立一种新的检测环境水样中微量汞的方法。在最佳实验条件下,汞离子浓度在0.2050(μmol/L)的范围内与荧光比值呈线性相关,I415/635=0.023CHg2+(μmol/L)+0.504,r=0.9963,检出限为0.060μmol/L。
胡雪桃[4](2020)在《基于多色碳量子点复合体系的荧光传感可视化检测牛奶质量安全指标》文中研究说明牛奶富含人体所需的各种营养物质,其质量安全直接影响着消费者的健康。传统的分析方法检测结果准确,但多指标同步检测效率低。而荧光传感技术不仅灵敏度高,而且响应速度快,有望用于牛奶质量安全的快速准确检测。针对现有的荧光传感体系抗干扰能力差和检测模态单一等问题,本研究通过多色调制、双模态构建和可视化开发等方式,实现了牛奶酸度、大肠杆菌、四环素和汞离子的自动化和同步可视化检测。主要研究内容如下:(1)黄色碳量子点的制备及其用于牛奶酸度的荧光检测研究。针对牛奶中复杂的成分导致无法准确检测牛奶酸度的问题,本研究提出制备酸度敏感的碳量子点并将牛奶作为基底溶液的思路。通过微波法加热对苯二胺和乙酰胺合成最佳发射波长为567 nm的黄色碳量子点(YCQDs),其荧光强度随着牛奶酸度增加而呈规律性下降,且荧光发射波长固定不变,结果表明YCQDs对牛奶酸度具有特异性响应。将牛奶作为基底溶液建立荧光法,发现YCQDs荧光强度和牛奶酸度具有良好的线性关系(R2=0.996),检测范围为11.6~34.2°T。利用荧光法和标准法得到的牛奶酸度检测结果一致(P>0.05)。结果表明荧光法可以避免牛奶中其他物质对YCQDs荧光信号的干扰,提高了检测的准确性和稳定性,能够用于牛奶酸度的快速准确检测。(2)绿色磁性碳量子点的构建及其在牛奶大肠杆菌检测中的应用。针对无法有效分离富集大肠杆菌而导致检出率低的问题,本研究提出制备磁性碳量子点的解决思路。利用绿色荧光碳量子点(GCQDs)、适配体、互补链和磁性纳米材料(MNPs)合成磁性碳量子点(GCQD-MNPs),结果表明GCQD-MNPs能特异性地识别并富集大肠杆菌。根据GCQD-MNPs荧光信号与大肠杆菌浓度之间的线性关系,建立的荧光法检测范围为500~106 CFU/mL,检测限低至487 CFU/mL。另外,利用荧光法与标准法测定大肠杆菌污染程度不同的牛奶,其检测结果一致。构建的磁性荧光碳量子点能够有效地分离、富集并检测大肠杆菌,为快速准确测定牛奶中低浓度的大肠杆菌提供了可行的方法。(3)银纳米颗粒修饰的碳量子点(Apta-BCQD@AgNPs)的构建及其用于牛奶四环素的荧光/电化学双模态检测研究。针对碳量子点检测四环素模式单一的问题,本研究提出制备具有荧光和电化学双重性质的碳量子点复合体系的思路。利用蓝色荧光碳量子点(BCQDs)、银纳米颗粒(AgNPs)和适配体(Apta)合成Apta-BCQD@AgNPs传感器,其对四环素具有荧光和电化学双模态响应。根据荧光信号和电流强度变化分别建立定量检测四环素的荧光法和电化学法,检测范围分别为10-7~10-2 M和10-9~10-4 M,检测限分别达15.2 nM和0.258 nM。另外,利用荧光法和电化学法对含四环素的牛奶进行检测,回收率高于83.0%,且结果与标准法一致。通过开发Apta-BCQD@AgNPs传感器,结合荧光法和电化学法各自的优势,实现牛奶四环素的准确检测。(4)铕功能化碳量子点(CQDs@Ad-Eu-DPA)的构建及其用于牛奶汞离子的双发射荧光传感检测研究。针对碳量子点荧光信号单一导致汞离子的检测灵敏度低且易受背景信号干扰等缺点,本研究提出构建双发射荧光碳量子点复合体系的解决思路。结合碳量子点(CQDs)、腺嘌呤(Ad)、吡啶二羧酸(DPA)和铕离子(Eu3+)构建CQDs@Ad-Eu-DPA,荧光发射峰位于443 nm和617 nm处。根据汞离子能使传感器两个发射峰荧光同时增强的现象,建立基于双发射荧光信号的汞离子检测法,检测范围为1~20 nM,检测限为0.2 nM。利用双发射荧光法检测含汞离子牛奶得到的回收率为98.9~107.4%,且与标准法检测结果一致。通过开发双发射型荧光传感器,可以扩大荧光响应信号,提高汞离子检测灵敏度,为检测牛奶痕量汞离子提供了有效的方法。(5)基于多色碳量子点复合体系的四种牛奶质量安全指标同步可视化检测研究。针对牛奶质量安全检测指标多,检测耗时费力等难题,本研究提出多指标荧光同步可视化检测的解决思路。利用多色碳量子点复合体系,分别制作牛奶酸度的黄色型、大肠杆菌的绿色型、四环素的蓝色型和汞离子的蓝色-红色型荧光指示卡。通过可视化图像处理平台,利用颜色信号和指标浓度间的关系建立四种指标的同步可视化检测方法。该方法分别实现了牛奶酸度在11.6~34.2°T、大肠杆菌在500~106 CFU/mL、四环素在10-7~10-2 M和汞离子在5~20 nM范围内的同步可视化检测。同步可视化法和标准法测定牛奶四种质量安全指标的结果一致。因此,利用多色碳量子点复合体系,可实现四种牛奶指标的自动化和同步可视化检测,加快了牛奶质量安全检测进度。
林海涛[5](2020)在《基于碳量子点和智能水凝胶的光学化学与生物传感器研究》文中研究指明快速准确地检测环境和人体中的化学量与生物量(如Fe3+、多巴胺、葡萄糖、胆固醇等)的含量对于环境监测和人类身体健康都至关重要。光学化学与生物传感器是选择性地将分析对象的化学和生物信息,连续转变为分析仪器易测量的光学信号的分析测量装置,可以对单(多)种对象进行实时、在线检测,已成为各种生物量、分子、离子的重要检测手段。光学化学与生物传感器具有检测精度高、响应快、抗干扰能力强等特点,其中荧光探针和光纤化学与生物传感器灵敏度更高、操作简单、也更利于商品化,是实现生化物质实时快速检测的有效手段。碳量子点是零维碳纳米材料,作为一种新兴的荧光探针具有优异的荧光性能、良好的生物相容性、较好的化学稳定性和低毒性。温敏性智能水凝胶是一类可受温度刺激进行响应的水凝胶,当环境温度改变时,温敏性水凝胶体积可发生可逆性“溶胀-收缩”,这种特性使其在智能温度调控检测方面具有潜在的应用。结合碳量子点、温敏性智能水凝胶和光学化学与生物传感器的优势,将其应用于对环境和人体中一些重要化学量和生物量的检测,可望获得优良的检测效果,此研究将对化学与生物检测技术的发展具有重要的研究意义和应用价值。本论文在国家自然科学基金(No.61575150)的资助下,以碳量子点及其敏感膜、智能水凝胶和固定化酶为基础,构建了荧光猝灭型荧光探针和光纤化学与生物传感器,研究了碳量子荧光探针和光纤化学与生物传感器的结构、制备条件、传感特性等,从而实现了对Fe3+、多巴胺、葡萄糖和胆固醇的有效检测。主要研究内容如下:1.以一水合柠檬酸与L-半胱氨酸为碳源,采用微波辅助加热法和水热合成法分别制备了不同体系的碳量子点,研究了制备条件对碳量子点性能的影响,获得了最佳制备条件。对碳量子点的结构、形貌和光学特性进行了表征与研究,制备的碳量子点荧光量子产率高达85%,24 h的细胞抑制率接近0%,具有很好的生物相容性;2.研究了碳量子点与多巴胺之间的荧光猝灭现象,探讨了其猝灭原理。研究了溶液p H值、温度等因素对此荧光猝灭程度的影响,得到了多巴胺浓度与碳量子点荧光强度之间的线性关系。碳量子点荧光探针对多巴胺的检测范围为0~40μmol/L,检测下限为0.75μmol/L,碳量子点荧光探针对实际样品中多巴胺浓度检测的回收率范围为97.7%~103.3%;3.以叶酸为碳源,采用水热合成法制备碳量子点作为Fe3+荧光探针,其检测范围为0.1~1.0 mmol/L,检测下限为0.05 mmol/L。采用化学交联法制备了碳量子点/CA敏感膜,对其结构、形貌进行了表征并研究了其光学性能。基于此敏感膜和锁相放大技术研制了光纤Fe3+传感器。研究了p H值、温度等因素对传感器检测Fe3+的影响,在0.1~1.0mmol/L的浓度范围内获得了传感器检测Fe3+的标准曲线,传感器的检测下限为0.03 mmol/L;4.采用水解法制备SiO2纳米粒子,将碳量子点固定在SiO2纳米粒子表面,得到了SiO2纳米粒子固定化碳量子点。用冷冻法制备了温敏型智能水凝胶(其低温相转变温度为32℃)和水凝胶-SiO2纳米粒子固定化碳量子点复合物,对其表面形貌、内部结构和性能进行表征和研究。制备了基于上述复合物的Fe3+荧光探针,并对其性能和影响因素进行了研究,实现了对Fe3+的浓度的智能温控检测,检测范围为0~50μmol/L;5.制备了SiO2纳米粒子固定化酶和温敏性智能水凝胶-SiO2纳米粒子固定化酶复合物,对其结构、形貌等进行了表征,并研制基于此复合物和锁相放大技术的双参量光纤生物传感器,通过调控温度,实现对胆固醇和葡萄糖的连续检测。传感器的胆固醇检测范围为20~250 mg/d L和葡萄糖检测范围为50~700 mg/d L,传感器检测胆固醇和葡萄糖的响应时间均为200s,并具有较好的重复性和抗干扰能力。研究了传感器对实际样品的检测效果,胆固醇实际样品的回收率范围为95.6%~102.4%,葡萄糖实际样品的回收率范围为95.5%~103.1%。
李潇昂[6](2019)在《阴离子对基于载体的钾离子纳米传感器的影响》文中指出钾离子等一些阳离子在生物体内起到重要作用,因此钾离子的检测分析也不可避免地成为热门课题之一。新型的化学传感器——基于离子载体的光学纳米传感器,相比于其他种类的传感器,其拥有体积小、制备简单、可批量生产、样品损伤小等一系列优点,这使得它在体内实时分析、生物成像以及医疗诊断和治疗中的应用潜力巨大。基于离子载体的纳米传感器由离子选择性电极发展而来,纳米尺寸以及引入溶剂化变色染料已成为此类传感器的前沿,相关的机理和理论模型以及应用已有不少报道。但其在实际应用中仍然存在一些问题,如在生物液体等复杂样品的检测中,过多的干扰因素可能造成检测结果的不可靠。本文以基于离子载体的钾离子光学纳米传感器为基础,对该类传感器在实际应用中存在的阴离子干扰做出详细研究。具体研究了在此类传感器检测过程中亲脂性相对较强的的阴离子(如ClO4-、SCN-和I-)和相对亲水的阴离子(如SO42-、F-、NO3-、Br-和Cl-)对钾离子响应的影响,结果表明阴离子确实会对此类传感器产生干扰,并且亲脂性较强阴离子的影响远大于亲水性较强的阴离子的影响。通过对传感器颗粒表面Zeta电位的研究证明阴离子在传感界面的吸附导致了这种影响,具体表现为亲脂性阴离子传感器表面吸附作用更强,对钾离子响应的干扰更大。基于已经建立的理论模型和本文提出的阴离子吸附过程发展出在阴离子影响下的新理论模型,从理论上验证了阴离子干扰与其吸附能力有关,并且该理论模型与钾离子响应实验数据匹配良好。此理论模型的建立可以指导解决阴离子干扰的问题,也为今后基于离子载体的钾离子光学传感器在生物分析中的应用奠定基础。
杜丽清[7](2019)在《基于硅/石墨烯量子点化学传感器的构建及分析应用》文中研究说明化学传感器是一种能够对某种化学活性物质做出特异性响应,并将相关信息转变为可检测和记录的电信号元件。纳米材料独特的光电性能使其在传感器领域蓬勃发展。而量子点作为其中一员,在传感器方面的应用也愈来愈趋于成熟。本文基于硅/石墨烯量子点构建了用于检测人体血液葡萄糖含量及尿液中碘含量的传感器,包括以下三部分。第一部分:采用简单的微乳液法制备平均粒径为2 nm的氨基功能化硅量子点(NH2@SiQDs),通过透射电镜、红外、紫外可见及荧光光谱对其结构及性质表征,证明NH2@SiQDs具有良好的水溶性,高荧光量子产率和光学稳定性。基于葡萄糖对NH2@SiQD的荧光猝灭响应,研制了非酶的葡萄糖传感器,其猝灭机理归因于葡萄糖分子通过氢键和疏水作用将NH2@SiQDs连接在一起引起量子点的自聚集并因此导致荧光猝灭。对反应温度、时间及pH优化后检测葡萄糖,荧光强度与葡萄糖在1.0×10-69.0×10-5 mol/L范围内成线性关系,检出限为3.0×10-7 mol/L。该传感器不仅具有良好的选择性,而且成功应用于人血清的血糖分析测定,其回收率在92.5%-98.7%之间。第二部分:采用柠檬酸碳化法制备平均粒径为2.25 nm的石墨烯量子点(GQDs)。利用透射电镜、红外、紫外可见及荧光光谱对其结构及性质表征,在量子点中加入Hg(II)离子后,由于光诱导电子转移机制GQDs发生显着的荧光猝灭,而加入I-后Hg(II)和碘化物之间的强相互作用导致Hg(II)离子从复合物中释放,从而使得荧光得以恢复,并且能够在1.0×10-59.9×10-5 mol/L浓度范围内确定碘化物,检出限为3×10-7 mol/L。GQDs/Hg2+对一些常见阴离子具有优异的选择性,并且成功用于人体尿液中碘化物的测定,其回收率在96-102%之间。第三部分:选择聚乙烯亚胺(PEI)功能化石墨烯量子点得到氨基化的石墨烯量子点(GQDs@PEI),将其与氯化钯结合并通过硼氢化钠还原得到氨基化石墨烯量子点钯纳米复合材料(GQDs@PEI/Pd)。采用透射电镜、能谱分析、循环伏安法和电流-时间等方法对其表征,并首次证明该纳米材料对葡萄糖有明显的电化学响应。基于该复合材料构建了无酶葡萄糖电化学传感器,葡萄糖浓度在1-220μM范围内与电流信号呈现良好的线性关系,其线性方程由高、低浓度两部分组成,最低检测线为0.30μM,其灵敏度最高为1405.2μA·mM-1·cm-2。该传感器具有高选择性、灵敏度和长期稳定的优点,可为检测人体血清葡萄糖提供一种新的方法。
屠佳伟[8](2019)在《用于重金属检测的微纳电化学与场效应管传感器及系统研究》文中研究说明随着社会的发展和人们健康意识的提高,环境污染、健康问题得到人们广泛的关注。其中,由于重金属具有不易代谢、生物富集和高毒性的特点,重金属污染的危害显得尤为突出。因此如何实现快速、灵敏的重金属检测与监测是现下亟需解决的问题。本论文的主要研究内容是针对不同的有害重金属及其检测指标,设计并研制了多种具有微纳结构或特性的传感器,包括金纳米带微电极、纳米金修饰的丝网印刷碳电极、石墨烯场效应管阵列传感器和氮化镓场效应管传感器。本文详细介绍了微纳电化学和场效应管传感器的相关基础和工作原理,分别对四种传感器进行了深入研究,并应用于水环境中的重金属检测。另外,设计了用于现场、快速重金属检测的便携式电化学检测系统,并对系统的硬件、软件设计进行了详细描述。研究工作受到了国家重点基础研究发展计划(973计划)项目、自然科学基金国际合作专项和浙江省重点研发计划专项的支持。本文的主要创新性工作如下:1.设计并研制了便携式电化学检测系统,实现了水环境中多种重金属的现场、快速的检测结合智能设备设计了一套针对水环境重金属检测的便携式电化学检测系统,可实现多种电化学检测方法。该仪器包括了基于低功耗MSP430芯片的微处理器、16位的数模和模数转换模块和三电极检测模块等。便携式电化学检测仪利用Wi-Fi或USB与PC或手机等智能设备通讯。为此开发了基于微处理器的嵌入式软件、基于Visual Studio C++与Qt的PC软件和基于Android的移动控制软件。六价铬检测实验结果表明,该仪器可以实现水环境中重金属的现场、快速检测。2.改进了金纳米带微电极传感器的集成设计方法,实现了痕量汞离子的高灵敏检测,同时具有使用寿命长的优点金纳米带微电极是利用微纳加工技术实现纳米尺寸的电极,有着提高重金属检测灵敏度的特点。本文深入研究了基于硅加工工艺的金纳米带微电极设计方法,分析了微纳电极的结构和特点。设计完成的纳米带微电极具有100nm左右的厚度,在汞离子的检测中有着不错的灵敏度。作为纳米尺寸电极,该传感器在非线性扩散、传质速率、电流密度、时间常数、充电电流、信噪比和iR降方面有良好的特性。3.提出了一种纳米金修饰的低成本丝网印刷碳电极的设计方法,实现了水环境中六价铬的高灵敏度检测丝网印刷电极有着成本低、一致性好等优点,而纳米金颗粒作为微纳材料,也有着诸多优良特性。基于这些特性,我们设计并研制了纳米金修饰的丝网印刷碳电极,并应用于水环境中六价铬离子的检测。为满足六价铬的检测,优化了相关参数,包括纳米金修饰的沉积时间优化、支持电解质的选择、扫描速率和溶液pH的优化,实现了六价铬的高灵敏度检测,检出限达到5.4μg/L。实验结果表明,传感器具有优秀的重复性、再现性和选择性。此外,实现了六价铬的现场检测,检测结果与原子吸收光谱法相近。4.设计制作了一种基于特异性ssDNA的修饰的石墨烯场效应管阵列传感器,实现了汞离子的超灵敏和高特异性检测针对水环境中痕量汞离子的超灵敏检测的需求,本文提出了一种共源极的石墨烯场效应管阵列传感器的设计方法。通过在石墨烯场效应管传感器上修饰了特异性ssDNA,构建出一种新型生物分子传感器,用以实现了汞离子的特异性检测。通过传感器的表征及特性的测试,优化并确定了实验参数,使其具备对水环境中痕量汞离子的超灵敏检测的能力。实验结果表明该传感器对于痕量汞离子具有高度灵敏,汞离子浓度检测范围为100pM-100nM,且具有选择性。5.提出了一种基于AlGaN/GaN的场效应管传感器设计方法,优化了器件的宽长比(W/L)参数,获得了更高的检测灵敏度氮化镓是宽带隙半导体材料,AlGaN/GaN结构产生二维电子气(2DEG),具有极高的电子迁移率,可大幅提升场效应管的灵敏度。基于该器件的优良特性,本文提出了基于AlGaN/GaN的FET传感器的优化设计方案,通过建模与仿真,得到了传感器串联电阻与器件灵敏度的关系,确定了器件的最优宽长比W/L,研究了传感器效率与W/L的关系。此外,探索了传感器敏感膜材料及其厚度选择对传感器特性的影响。通过pH实验,得到了该传感器的灵敏度达到49μA/pH,明显优于同条件下硅基的pH传感器。
李宏[9](2019)在《天然气水合物水体组分和气体组分分析方法研究及应用》文中研究说明天然气水合物作为目前最炙手可热的清洁能源之一,它对资源分配以及经济发展具有非常重要的作用。本论文建立了对天然气水合物中水体组分的分析方法和对其气体分子的分析方法,同时通过对天然气水合物的合成进行模拟实验研究,并将该方法应用到水合物样品的测试,对其合成及分解过程中的气体组分和水体组分变化进行研究,主要研究内容如下:(1)对溶液中主要离子(包括Cl-、Br-、I-、Na+、K+、Ca2+等)的测定条件进行分析,包括离子调节剂、pH适用范围、搅拌速度、响应时间等,通过各离子进行标准线性关系实验、灵敏度实验以及精密度和准确度实验进行评价。得各离子标准曲线相关系数(R2)基本在0.9964~1之间,各离子电位与其浓度的对数的线性关系均良好;检出限满足操作说明的要求,灵敏度较高;各离子的相对标准偏差在0.37%~1.268%之间,优化条件下测试结果良好。(2)对离子间相互干扰分析研究,卤族元素离子间相互干扰性较强,氧化性强的离子相对于氧化性较弱的离子,测定结果使得氧化性较弱的离子的线性范围发生变化,并且二者之间浓度的差级越大,使得测量结果越偏离标准线性曲线;而氧化性较弱的离子相对于氧化性较强的离子,电极膜表面会发生一定的化学反应,使得氧化性高的离子电极发生中毒现象。二者实验均可以通过回归实验得出在干扰离子下的回归方程,并且相关系数均挺好。(3)通过一次进样方式,利用氢火焰离子检测器和热导检测器并联的气相色谱分析方法可以同时测定天然气水合物中CH4、C2H6、C3H8、C4H10、C5H12等烃类气体和CO2、O2等多种常规气体组分的含量。对色谱柱及柱箱温度、柱流速、进样口温度、检测器温度以及尾吹气与参考气流量条件优化。对标准气保留时间实验、校正曲线实验、精密度和准确度实验进行评价,其相关系数(R2)基本在0.9972~1之间,说明各气体组分浓度与其相对应的峰面积具有良好的线性关系。相对标准偏差在0.5%~3%以内,能较好地完成天然气中各组分的测定要求。(4)模拟研究了水合物在冰砂环境下的合成及分解过程,同时对天然气水合物合成及分解过程中的多元气体组分及溶液中离子浓度的变化情况进行分析,得出结论:水合物在形成过程中会产生排盐效应,未参与水合物合成的残余溶液中的主要离子如Na+、K+、Ca2+、Cl-、SO42-离子浓度明显增大,水合物在合成过程中吸收了溶液中的纯水,使得周围的离子浓度变高。而主要的烃类气体组分在水合物合成过程发生了分异,并且未参与水合物合成的残余游离气及水合物分解气的各组分发生的分异程度不同,甲烷含量在游离气中明显增大,在分解气中明显减小;而乙烷、丙烷、丁烷组分含量在残余游离气中明显减小,在分解气中明显增大。该结论可以为“天然气水合物存在的地层周围孔隙水中的离子浓度出现异常”这一现象提供很好的证明,同时气体组分的分异作用为气体来源的判断提供了方法。
刘媛[10](2018)在《重金属离子快速检测的电化学传感器研究》文中认为重金属离子,尤其是Cd2+,Pb2+和Hg2+,因其高毒性可直接或间接影响人类健康,引起世界各地巨大的关注,因此研究能快速、便捷、灵敏、高效检测痕量重金属离子的电化学生物传感器具有重要意义。本论文拟用纳米多孔类碳糊电极(nanoPPCPE)构建电化学传感器,用于镉离子、铅离子、汞离子检测;同时应用特异性识别重金属离子的核酸适配体修饰电极构建镉离子、汞离子适配体电化学传感器,并对实验条件进行优化。本论文主要研究内容如下:1、nanoPPCPE的制备及对Cd2+、Pb2+和Hg2+的检测。制备了以纳米碳酸钙微球为模板,石墨粉为填料的nanoPPCPE,实验结果表明,nanoPPCPE的电化学性能明显优于市场所售的玻碳电极和纯碳糊电极。将nanoPPCPE应用于标样中重金属离子Cd2+、Pb2+、Hg2+的检测,结果表明:能定量检测出微量Cd2+和Pb2+,能定性检测微量Hg2+,在电化学分析与检测方面有着非常重要的意义;当镉离子的浓度在0.13.0μM范围内,镉离子的浓度与差示脉冲伏安法(DPV)检测的电流呈线性相关。其线性方程为:I(mA)=0.00267C+0.22443,线性相关系数R为0.9960,检测限为0.07978μM;当铅离子的浓度在0.054.0μM范围内,铅离子的浓度与差示脉冲伏安法检测的电流呈线性相关。其线性方程为:I(mA)=0.00583C+0.21567,线性相关系数R为0.9926,检测限为0.0298μM。该电极制备廉价、简单,具有很重要的实用价值。2、镉离子适配体电化学生物传感器的构建及其应用。依次在玻碳电极(GCE)表面修饰壳聚糖(CS)、纳米金(AuNPs)、镉离子适配体(aptamer)、巯基己醇(MCH)得镉离子适配体电化学生物传感器MCH/aptamer/D-(AuNPs/CS)/GCE。在最优的实验检测条件下,采用DPV进行镉离子检测,当镉离子浓度在0.001 nM100 nM(1.124×10-13 g/mL1.124×10-8 g/mL)范围内,适配体传感器的DPV峰电流值与镉离子浓度的对数呈正相关,其线性方程为:Ip(μA)=11.54+0.8969lgC,线性相关系数R为0.9947,检测限为0.04995 pM(5.614×10-15 g/mL)。将所构建的MCH/aptamer/D-(AuNPs/CS)/GCE应用于自来水样中的镉离子检测,实验结果表明,所构建的适配体电化学传感器具有灵敏度高,稳定性及重复性好,抗干扰能力强等优良性能,具有很好的实用价值。为检测痕量镉离子提供了新的思路与方法。3、基于T-Hg-T结构的汞离子适配体电化学生物传感器的构建及应用。于D-(AuNPs/CS)/GCE表面修饰带巯基的汞离子适配体构建汞离子适配体电化学传感器,通过T-Hg-T结构对汞离子进行特异性检测。实验结果表明:D-(AuNPs/CS)/GCE电极表面修饰中等密度的汞离子适配体时,构建的汞离子适配体传感器电化学性能最佳;适配体体传感器与汞离子的温育时间为60 min时,检测效果最佳,当汞离子浓度在0.01 nM500 nM范围内,适配体传感器的DPV峰电流值与汞离子浓度的对数呈正相关,其线性方程为:Ip(μA)=2.59902+0.2097lgC,线性相关系数R为0.9994,检测限为0.005 nM。所构建的汞离子适配体传感器线性范围宽、灵敏度高,为检测痕量汞离子提供依据。
二、用碘离子敏感电极作为汞离子选择性电极(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、用碘离子敏感电极作为汞离子选择性电极(论文提纲范文)
(1)金纳米棒光纤局域表面等离激元共振金属离子传感器的制备及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 表面等离激元共振传感技术简介 |
1.1.1 表面等离激元共振传感技术 |
1.1.2 局域表面等离激元共振传感技术 |
1.2 金纳米棒概述 |
1.2.1 金纳米棒性质 |
1.2.2 金纳米棒合成方法 |
1.2.3 金纳米棒表征方式 |
1.3 金纳米棒光纤局域表面等离激元共振传感应用 |
1.3.1 生物传感 |
1.3.2 免疫传感 |
1.3.3 金属离子传感 |
1.3.4 其他传感应用 |
1.4 选题意义及研究内容 |
2 光纤表面等离激元共振传感基本理论与系统搭建 |
2.1 表面等离激元共振原理 |
2.1.1 金属薄膜表面等离激元共振原理 |
2.1.2 金属纳米颗粒局域表面等离激元共振原理 |
2.2 光纤表面等离激元共振传感原理 |
2.3 光纤表面等离激元共振传感系统 |
2.4 本章小结 |
3 金纳米棒的合成及表征 |
3.1 金纳米棒合成 |
3.1.1 实验试剂与仪器 |
3.1.2 金纳米棒的制备 |
3.1.3 金纳米棒表面分子置换 |
3.2 金纳米棒表征 |
3.2.1 金纳米棒紫外可见吸收光谱 |
3.2.2 透射电子显微镜表征 |
3.3 本章小结 |
4 金纳米棒型光纤局域表面等离激元共振汞离子传感器 |
4.1 引言 |
4.2 光纤局域表面等离激元共振汞离子传感实验 |
4.2.1 实验试剂与仪器 |
4.2.2 光纤汞离子传感系统 |
4.3 光纤局域表面等离激元共振汞离子传感器性能分析 |
4.3.1 传感系统的原理分析 |
4.3.2 金纳米棒型光纤局域表面等离激元共振传感系统的条件优化 |
4.3.3 汞离子浓度检测 |
4.3.4 汞离子选择性检测 |
4.4 本章小结 |
5 金纳米棒刻蚀型光纤局域表面等离激元共振铁离子传感器 |
5.1 引言 |
5.2 光纤局域表面等离激元共振铁离子传感检测 |
5.2.1 实验试剂与仪器 |
5.2.2 光纤局域表面等离激元共振铁离子传感检测 |
5.3 光纤局域表面等离激元共振铁离子传感器性能分析 |
5.3.1 铁离子传感系统原理分析 |
5.3.2 铁离子浓度检测 |
5.3.3 铁离子选择性检测 |
5.3.4 铁离子回收率检测 |
5.4 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 研究内容总结 |
6.2 研究工作创新点 |
6.3 未来工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(2)有机硼化合物电子结构与性质的密度泛函理论研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 三配位有机硼化合物 |
1.2.1 三芳基有机硼化合物 |
1.2.2 苯硼酸衍生物 |
1.3 四配位有机硼化合物 |
1.3.1 π共轭四配位有机硼化合物 |
1.3.2 笼状金属配合物 |
1.4 选题依据和研究思路 |
第2章 基本理论方法 |
2.1 量子化学常用理论方法 |
2.1.1 密度泛函理论 |
2.1.2 含时密度泛函理论 |
2.1.3 半经验方法 |
2.2 电子激发态理论 |
2.2.1 光致发光 |
2.2.2 电子激发类型 |
2.3 波函数分析 |
2.3.1 反应活性位点预测 |
2.3.2 电子结构分析 |
2.3.3 激发态分析 |
第3章 三杜基有机硼化合物的电子结构与氟离子响应机制的理论研究 |
3.1 引言 |
3.2 计算方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 基态与激发态几何结构 |
3.3.2 电子激发计算泛函选择 |
3.3.3 电子激发及跃迁类型 |
3.3.4 电子去激发及跃迁类型 |
3.3.5 自然跃迁轨道 |
3.4 本章小结 |
第4章 苯硼酸衍生物的电子结构及碘离子荧光传感机制的理论研究 |
4.1 引言 |
4.2 计算方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 PADE和PADC的基态几何结构 |
4.3.2 PADE-I和PADC-I的基态几何结构 |
4.3.3 电子局域分析和弱相互作用分析 |
4.3.4 电子激发计算泛函选择 |
4.3.5 电子激发及跃迁类型 |
4.3.6 电子去激发计算泛函选择 |
4.3.7 电子去激发及跃迁类型 |
4.3.8 前线分子轨道 |
4.3.9 荧光猝灭机理 |
4.4 本章小结 |
第5章 四配位有机硼化合物的电子结构及氟离子荧光识别机制的理论研究 |
5.1 引言 |
5.2 计算方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 基态几何结构和电子结构 |
5.3.2 电子激发计算和去激发计算的泛函选择 |
5.3.3 电子激发及跃迁类型 |
5.3.4 电子去激发及跃迁类型 |
5.3.5 前线分子轨道 |
5.4 本章小结 |
第6章 电场作用下笼状金属配合物电子转移机制 |
6.1 引言 |
6.2 计算方法 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 电场对几何构型的影响 |
6.3.2 Mayer键级和AIM拓扑分析 |
6.3.3 ELF分析 |
6.3.4 原子电荷和电荷密度差 |
6.3.5 HOMO-LUMO能隙、DOS和前线分子轨道分析 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论 |
7.1 结论 |
7.2 未来工作思路 |
参考文献 |
附录 结构参数和NPA电荷数据 |
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果 |
致谢 |
(3)环境水样中双酚A和汞的光谱学检测新方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要缩写符号与对照 |
第1章 前言 |
1.1 研究意义 |
1.2 双酚 A 和汞离子检测方法研究现状 |
1.3 共振光散射和共振荧光技术及其应用 |
1.4 核酸适配体及其应用 |
1.5 纳米材料及其应用 |
1.5.1 金纳米颗粒 |
1.5.2 碳点 |
1.5.3 铜纳米簇 |
1.6 本研究的主要内容 |
第2章 溴酸钾-荧光黄-双酚A体系共振光散射的研究及其应用 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 仪器与试剂 |
2.2.2 实验方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 共振光散射光谱图 |
2.3.2 吸收光谱图 |
2.3.3 实验条件优化 |
2.3.4 共存干扰物的影响 |
2.3.5 标准曲线、检出限和精密度 |
2.4 样品测定及加标回收试验 |
2.5 结论 |
第3章 基于核酸适配体识别活性的金纳米猝灭Rh6G共振荧光法检测双酚A |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 仪器与试剂 |
3.2.2 实验方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 共振荧光光谱 |
3.3.2 Rh6G的三维荧光光谱图 |
3.3.3 BPA的检测原理 |
3.3.4 验证AuNPs聚集可控 |
3.3.5 实验条件优化 |
3.3.6 抗干扰能力分析 |
3.3.7 标准曲线、检出限及精密度 |
3.4 样品分析 |
3.5 结论 |
第4章 基于氮掺杂碳点荧光法检测汞离子 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 仪器与试剂 |
4.2.2 实验方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 荧光光谱图 |
4.3.2 N-CDs的合成及Hg~(2+)检测原理示意图 |
4.3.3 N-CDs的表征及性质 |
4.3.4 N-CDs的荧光猝灭机理探讨 |
4.3.5 检测条件优化 |
4.3.6 共存离子的干扰 |
4.3.7 标准曲线、检出限、精密度 |
4.4 实际水样分析 |
4.5 结论 |
第5章 基于碳点-铜纳米簇的比率荧光法检测汞离子 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 仪器与试剂 |
5.2.2 实验方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 体系的荧光光谱 |
5.3.2 Hg~(2+)检测原理示意图 |
5.3.3 CDs和 CuNCs的表征及性质 |
5.3.4 荧光猝灭机制探讨 |
5.3.5 实验条件优化 |
5.3.6 共存物质的干扰 |
5.3.7 标准曲线、检出限、精密度 |
5.4 实际水样分析 |
5.5 结论 |
参考文献 |
综述 |
参考文献 |
作者攻读学位期间的科研成果 |
致谢 |
(4)基于多色碳量子点复合体系的荧光传感可视化检测牛奶质量安全指标(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
英文简写清单 |
第一章 绪论 |
1.1 研究意义 |
1.2 牛奶质量安全检测 |
1.2.1 牛奶质量安全检测指标 |
1.2.2 牛奶质量安全检测技术 |
1.2.3 牛奶质量安全快速检测技术 |
1.2.4 存在的问题 |
1.3 荧光纳米传感技术 |
1.3.1 荧光纳米材料概述 |
1.3.2 荧光纳米传感技术的应用 |
1.4 基于碳量子点的荧光传感技术 |
1.4.1 碳量子点概述 |
1.4.2 碳量子点的合成 |
1.4.3 碳量子点的性质 |
1.4.4 碳量子点在质量安全指标分析中的应用 |
1.5 论研究目标及研究内容 |
1.5.1 研究目标 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 基于黄色碳量子点的荧光传感快速检测牛奶酸度 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 试剂与仪器 |
2.2.2 黄色碳量子点的合成 |
2.2.3 相对荧光量子产率的测定 |
2.2.4 酸性缓冲溶液对YCQDs荧光特性的影响机制研究 |
2.2.5 牛奶酸度测定方法的建立 |
2.2.6 牛奶储藏过程中酸度的监测 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 黄色碳量子点的表征 |
2.3.2 YCQDs的光学性质 |
2.3.3 YCQDs对不同酸性溶液的光学响应机制研究 |
2.3.4 牛奶酸度检测方法的建立 |
2.3.5 牛奶储藏过程中酸度的跟踪检测 |
2.4 本章小结 |
第三章 橘皮合成的绿色碳量子点结合磁性纳米材料检测牛奶大肠杆菌 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 试剂与仪器 |
3.2.2 磁性碳量子点复合纳米材料的制备 |
3.2.3 相对荧光量子产率的测定 |
3.2.4 大肠杆菌的培养和检测 |
3.2.5 磁性荧光纳米传感检测大肠杆菌 |
3.2.6 牛奶储藏过程中大肠杆菌的检测 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 GCQDs和MNPs的表征 |
3.3.2 GCQDs光学特性 |
3.3.3 Aptamer-GCQDs和cDNA-MNPs偶合物的表征 |
3.3.4 大肠杆菌检测方法的建立 |
3.3.5 特异性和稳定性研究 |
3.3.6 牛奶储藏过程中大肠杆菌的检测 |
3.4 本章小结 |
第四章 蓝色碳量子点结合银纳米颗粒荧光/电化学双模态检测牛奶四环素 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 试剂与仪器 |
4.2.2 蓝色碳量子点及Apta-BCQD@AgNPs的制备 |
4.2.3 相对荧光量子产率的测定 |
4.2.4 实验条件优化 |
4.2.5 建立四环素荧光测定法 |
4.2.6 建立四环素电化学测定法 |
4.2.7 牛奶样品的荧光/电化学检测 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 BCQDs和Apta-BCQD@AgNPs的表征 |
4.3.2 BCQDs和Apta-BCQD@AgNPs的光学特性 |
4.3.3 荧光和电化学法检测四环素的机理研究 |
4.3.4 建立检测四环素的荧光法 |
4.3.5 建立测定四环素的电化学法 |
4.3.6 选择性和稳定性测试 |
4.3.7 牛奶样品中四环素含量测定 |
4.4 本章小结 |
第五章 基于铕功能化碳量子点的双发射荧光传感检测牛奶汞离子 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 试剂与仪器 |
5.2.2 CQDs、Ad-Eu-DPA及CQDs@Ad-Eu-DPA的合成 |
5.2.3 相对荧光量子产率的测定 |
5.2.4 汞离子测定方法的建立 |
5.2.5 牛奶汞离子含量的测定 |
5.2.6 标准法测定牛奶汞离子的含量 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 CQDs及CQDs@Ad-Eu-DPA的表征 |
5.3.2 CQDs及CQDs@Ad-Eu-DPA光学特性 |
5.3.3 实验条件优化 |
5.3.4 CQDs@Ad-Eu-DPA检测Hg~(2+)的原理 |
5.3.5 Hg~(2+)检测方法的建立 |
5.3.6 牛奶样品中汞离子的检测 |
5.4 本章小结 |
第六章 牛奶四种质量安全指标的同步可视化检测 |
6.1 引言 |
6.2 材料与方法 |
6.2.1 实验材料与设备 |
6.2.2 智能手机图像处理功能的实现 |
6.2.3 荧光指示卡的制作及可视化检测法的建立 |
6.2.4 牛奶四种质量安全指标同步可视化检测 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 荧光指示卡的制作及可视化检测法的建立 |
6.3.2 牛奶四种指标的同步可视化检测 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 研究结论 |
7.2 研究创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的科研成果 |
(5)基于碳量子点和智能水凝胶的光学化学与生物传感器研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 碳量子点的研究进展 |
1.1.1 碳量子点的光学性能 |
1.1.2 碳量子点的制备方法 |
1.1.3 碳量子点的应用 |
1.2 温敏性智能水凝胶的研究进展 |
1.3 荧光型光学化学与生物传感器的研究进展 |
1.3.1 荧光型光学化学传感器的研究进展 |
1.3.2 荧光型光学生物传感器的研究进展 |
1.4 选题的目的与意义、主要研究内容与创新点 |
1.4.1 选题的目的与意义 |
1.4.2 课题来源及主要研究内容 |
1.4.3 创新点 |
第2章 高荧光量子产率碳量子点的制备与性能 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂及仪器 |
2.2.2 碳量子点的制备与正交实验设计 |
2.2.3 碳量子点的表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 M-CDs-1的结构 |
2.3.2 M-CDs-1的光学性能 |
2.3.3 M-CDs-1的细胞毒性 |
2.4 本章小结 |
第3章 碳量子点荧光探针检测多巴胺 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂及仪器 |
3.2.2 碳量子点的制备 |
3.2.3 M-CDs-1荧光探针对多巴胺的检测 |
3.2.4 M-CDs-1荧光探针的生物相容性及细胞图像的检测 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 M-CDs-1荧光探针对多巴胺的检测 |
3.3.2 M-CDs-1荧光探针的生物相容性及细胞成像研究 |
3.3.3 M-CDs-1荧光探针对实际样品的检测 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于碳量子点/CA敏感膜的光纤Fe~(3+)传感器 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验试剂及仪器 |
4.2.2 碳量子点的制备 |
4.2.3 H-CDs-2/CA敏感膜的制备 |
4.2.4 碳量子点与H-CDs-2/CA敏感膜的表征 |
4.2.5 H-CDs-1 荧光探针对Fe~(3+)的检测 |
4.2.6 基于H-CDs-2/CA敏感膜的光纤Fe~(3+)传感器的研究 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 H-CDs-1 荧光探针的研究 |
4.3.2 H-CDs-2/CA敏感膜的研究 |
4.3.3 基于H-CDs-2/CA敏感膜的光纤Fe~(3+)传感器的研究 |
4.4 本章小结 |
第5章 基于水凝胶-碳量子点复合物的温控型Fe~(3+)荧光探针 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验试剂及仪器 |
5.2.2 碳量子点的制备 |
5.2.3 SiO_2纳米粒子固定化M-CDs-2 的制备 |
5.2.4 水凝胶-SiO_2纳米粒子固定化M-CDs-2 复合物的制备 |
5.2.5 相关表征 |
5.2.6 基于水凝胶-碳量子点复合物的温控型荧光探针对Fe~(3+)的检测 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 M-CDs-2的表征 |
5.3.2 SiO_2纳米粒子固定化M-CDs-2的表征 |
5.3.3 水凝胶-SiO_2纳米粒子固定化M-CDs-2复合物的形貌 |
5.3.4 水凝胶-SiO_2纳米粒子固定化M-CDs-2复合物的性能 |
5.3.5 水凝胶-SiO_2纳米粒子固定化M-CDs-2复合物对Fe~(3+)的检测 |
5.4 本章小结 |
第6章 基于水凝胶-固定化酶复合物的双参量光纤生物传感器 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 实验试剂及仪器 |
6.2.2 光学氧敏感膜的制备 |
6.2.3 PNIPAAm-固定化酶复合物(PIGC)的制备 |
6.2.4 双参量光纤生物传感器的研制和检测原理 |
6.2.5 双参量光纤生物传感器的检测步骤 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 复合物的形貌分析 |
6.3.2 光纤胆固醇传感器滞后相移差的影响因素 |
6.3.3 光纤葡萄糖传感器滞后相移差的影响因素 |
6.3.4 葡萄糖浓度对胆固醇检测的影响 |
6.3.5 不同温度下胆固醇和葡萄糖的连续检测 |
6.3.6 双参量光纤生物传感器性能 |
6.4 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
参考文献 |
(6)阴离子对基于载体的钾离子纳米传感器的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源及研究的背景与意义 |
1.2 国内外研究现状以及文献综述 |
1.2.1 光学化学传感器的发展 |
1.2.2 离子检测方法的发展和应用 |
1.3 基于载体的离子光学纳米传感器概述 |
1.3.1 基于载体的离子光学纳米传感器的原理 |
1.3.2 基于载体的离子光学纳米传感器的发展 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第2章 实验材料与方法 |
2.1 实验仪器与药品 |
2.1.1 主要实验仪器 |
2.1.2 主要实验试剂和药品 |
2.2 钾离子选择性纳米传感器的制备和表征 |
2.2.1 钾离子选择性纳米传感颗粒的制备 |
2.2.2 钾离子选择性光学传感颗粒的表征 |
2.2.3 钾离子选择性纳米传感器测量方法 |
第3章 阴离子对钾离子纳米传感器的影响 |
3.1 引言 |
3.2 不同阴离子背景对钾离子测定的影响 |
3.2.1 钾离子光学纳米传感器的标准曲线 |
3.2.2 不同阴离子背景产生的影响 |
3.3 不同阴离子背景传感颗粒表面状态研究 |
3.3.1 高分子微/纳米颗粒界面基础 |
3.3.2 离子选择性传感器表面ζ电位的研究 |
3.4 本章小结 |
第4章 钾离子光学纳米传感器受阴离子干扰理论模型的研究 |
4.1 引言 |
4.2 阴离子影响的理论模型探究 |
4.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(7)基于硅/石墨烯量子点化学传感器的构建及分析应用(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 硅量子点 |
1.2.1 硅量子点概述 |
1.2.2 硅量子点的制备方法 |
1.2.3 硅量子点的应用 |
1.3 石墨烯量子点 |
1.3.1 石墨烯量子点概述 |
1.3.2 石墨烯量子点的制备方法 |
1.3.3 石墨烯量子点的应用 |
1.4 化学传感器 |
1.4.0 化学传感器的基本原理 |
1.4.1 化学传感器的分类 |
1.4.2 化学传感器的研究进展 |
1.5 立题背景与研究内容 |
1.5.1 立题背景 |
1.5.2 研究内容 |
1.6 创新点 |
第二章 基于氨基功能化硅量子点的化学传感用于检测葡萄糖的研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 仪器与试剂 |
2.2.2 氨基功能化硅量子点的制备 |
2.2.3 氨基功能化硅量子点的表征 |
2.2.4 葡萄糖的化学传感测定方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 氨基功能化硅量子点的结构表征 |
2.3.2 氨基功能化硅量子点的光谱性质表征 |
2.3.3 优化检测葡萄糖条件及选择性评估 |
2.3.4 氨基功能化硅量子点检测葡萄糖 |
2.3.5 检测机理研究 |
2.3.6 实际样品的分析检测 |
2.4 结论 |
第三章 基于石墨烯量子点/Hg2+的荧光传感用于I-的检测研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 仪器与试剂 |
3.2.2 石墨烯量子点的制备 |
3.2.3 石墨烯量子点的表征 |
3.2.4 基于石墨烯量子点荧光传感检测I-的方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 石墨烯量子点的结构表征 |
3.3.2 石墨烯量子点的光谱性质表征 |
3.3.3 传感器检测I-的策略 |
3.3.4 检测I-的条件优化及选择性评估 |
3.3.5 荧光传感检测I- |
3.3.6 实际样品的分析检测 |
3.4 结论 |
第四章 基于石墨烯量子点/钯纳米复合材料电化学传感检测葡萄糖的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 仪器与试剂 |
4.2.2 氨基化石墨烯量子点的制备 |
4.2.3 氨基化石墨烯量子点钯纳米复合材料的制备 |
4.2.4 氨基化石墨烯量子点钯纳米复合材料的表征 |
4.2.6 修饰电极及葡萄糖的检测方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 氨基化石墨烯量子点钯纳米复合材料的结构表征 |
4.3.2 氨基化石墨烯量子点钯纳米复合材料的电化学表征 |
4.3.3 修饰电极测量的条件优化及选择性与稳定性的评估 |
4.3.4 葡萄糖的测定机理研究 |
4.3.5 葡萄糖的分析测定 |
4.4 结论 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
个人简况及联系方式 |
(8)用于重金属检测的微纳电化学与场效应管传感器及系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 重金属检测意义及特征 |
1.1.1 重金属检测意义 |
1.1.2 重金属污染特征 |
1.2 水环境重金属检测技术 |
1.2.1 基于现场应用的重金属检测技术 |
1.2.2 长时监测的重金属检测技术 |
1.3 微纳传感器在重金属检测的应用 |
1.3.1 电化学传感器的微型化 |
1.3.2 纳米材料在重金属检测中的应用 |
1.3.3 场效应管传感器在检测中的应用 |
1.4 本文研究内容 |
1.5 参考文献 |
第二章 便携式电化学检测系统设计 |
2.1 引言 |
2.2 电化学基础 |
2.2.1 电化学原理 |
2.2.2 扩散层 |
2.2.3 循环伏安法 |
2.2.4 溶出伏安法 |
2.3 仪器系统设计 |
2.4 系统硬件设计 |
2.4.1 微处理器模块 |
2.4.2 数模、模数转换模块 |
2.4.3 三电极检测模块 |
2.4.4 集成式检测手柄 |
2.5 系统软件设计 |
2.5.1 基于MSP430的嵌入式软件设计 |
2.5.2 基于Visual Studio C++与Qt的PC软件设计 |
2.5.3 基于Android的移动控制软件设计 |
2.6 检测系统性能测试 |
2.7 小结 |
2.8 参考文献 |
第三章 金纳米带微电极设计与加工及实验分析 |
3.1 引言 |
3.2 微电极电化学特性 |
3.2.1 非线性扩散 |
3.2.2 传质速率与电流密度 |
3.2.3 时间常数、充电电流、信噪比与IR降 |
3.3 金纳米带微电极的设计与加工 |
3.3.1 金纳米带微电极的设计 |
3.3.2 金纳米带微电极的加工 |
3.3.3 金纳米带微电极的加工工艺 |
3.4 金纳米带微电极表征 |
3.4.1 实验试剂与仪器 |
3.4.2 金纳米带微电极工作电极表征 |
3.4.3 金纳米带微电极的循环伏安特性 |
3.4.4 金纳米带微电极的扩散特性表征 |
3.5 基于金纳米带微电极的汞离子检测 |
3.5.1 富集电位与富集时间优化 |
3.5.2 汞离子的定量检测 |
3.6 小结 |
3.7 参考文献 |
第四章 纳米金修饰的丝网印刷碳电极及其六价铬的检测 |
4.1 引言 |
4.2 丝网印刷电极的修饰与形态表征 |
4.2.1 实验试剂与仪器 |
4.2.2 纳米金颗粒的修饰 |
4.2.3 纳米金颗粒的表征 |
4.3 六价铬离子检测的参数优化 |
4.3.1 纳米金修饰的沉积时间优化 |
4.3.2 支持电解质的选择 |
4.3.3 扫描速率的优化 |
4.3.4 溶液pH值的优化 |
4.4 六价铬离子的定量检测 |
4.4.1 六价铬离子的加标实验 |
4.4.2 电极的重复性、再现性和选择性的研究 |
4.4.3 六价铬离子的现场检测 |
4.5 小结 |
4.6 参考文献 |
第五章 氮化镓场效应管传感器设计、建模及实验分析 |
5.1 引言 |
5.2 场效应管传感器的理论基础 |
5.2.1 场效应结构及其原理 |
5.2.2 MOS管的基本结构与原理 |
5.2.3 氮化镓场效应管特性 |
5.3 氮化镓场效应管传感器设计加工及检测系统搭建 |
5.3.1 氮化镓场效应管传感器设计加工 |
5.3.2 场效应管传感器检测系统搭建 |
5.4 氮化镓场效应管传感器参数优化与研究 |
5.4.1 器件封装跨导建模 |
5.4.2 器件宽长比优化 |
5.4.3 氮化镓场效应管传感器功耗与效率的研究 |
5.4.4 氮化镓与硅基传感器的性能对比 |
5.5 氮化镓场效应管传感器水环境pH检测研究 |
5.5.1 实验试剂与仪器 |
5.5.2 pH滴定实验 |
5.5.3 敏感膜实验 |
5.6 小结 |
5.7 参考文献 |
第六章 石墨烯场效应管阵列传感器设计及实验分析 |
6.1 引言 |
6.2 基于DNA的石墨烯场效应管传感器基本原理 |
6.2.1 石墨烯原理 |
6.2.2 石墨烯场效应晶体管 |
6.2.3 基于DNA的石墨烯FET传感器的敏感机理 |
6.3 石墨烯场效应管阵列传感器设计与加工 |
6.3.1 GFET阵列传感器设计 |
6.3.2 GFET阵列传感器芯片加工 |
6.4 石墨烯场效应管阵列传感器表征 |
6.4.1 实验试剂与仪器 |
6.4.2 GFET栅极石墨烯拉曼光谱表征 |
6.4.3 GFET阵列传感器电学表征 |
6.4.4 GFET阵列传感器阵列结构特性 |
6.4.5 GFET阵列传感器灵敏度表征 |
6.5 ssDNA-GFET阵列传感器水环境重金属检测研究 |
6.5.1 ssDNA-GFET阵列传感器的构建 |
6.5.2 ssDNA-GFET阵列传感器栅极电压优化 |
6.5.3 ssDNA-GFET阵列传感器选择特性 |
6.5.4 ssDNA-GFET阵列传感器的汞离子检测 |
6.6 小结 |
6.7 参考文献 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
7.3 参考文献 |
作者简历 |
攻读学位期间发表的学术论文及科研成果 |
致谢 |
(9)天然气水合物水体组分和气体组分分析方法研究及应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.2 天然气水合物概述 |
1.3 天然气水合物孔隙水地球化学研究现状 |
1.4 孔隙水阴阳离子分析方法研究现状 |
1.5 天然气水合物气体组分分析测试方法现状 |
1.6 天然气水合物合成模拟实验研究现状 |
1.7 研究内容 |
2 离子选择电极对于离子浓度的测定研究 |
2.1 方法原理简介 |
2.2 实验部分 |
2.3 实验方法 |
2.4 条件优化 |
2.5 方法评价 |
2.6 离子选择电极与离子色谱法的对比 |
2.7 小结 |
3 天然气水合物气体分子分析方法 |
3.1 方法原理简介 |
3.2 实验仪器与试剂 |
3.3 条件优化 |
3.4 方法评价 |
3.5 小结 |
4 天然气水合物合成模拟实验研究 |
4.1 天然气水合物模拟实验装置 |
4.2 实验方法及步骤 |
4.3 结果分析 |
4.4 地质意义 |
4.5 小结 |
5 结论和建议 |
5.1 结论 |
5.2 建议 |
参考文献 |
作者简历 |
致谢 |
学位论文数据集 |
(10)重金属离子快速检测的电化学传感器研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 重金属离子污染的现状及危害 |
1.1.1 铅离子污染的现状及危害 |
1.1.2 汞离子污染的现状及危害 |
1.1.3 镉离子污染的现状及危害 |
1.2 重金属离子检测技术 |
1.2.1 光谱法 |
1.2.2 质谱法 |
1.2.3 色谱法 |
1.2.4 电化学法 |
1.3 电化学传感器研究进展 |
1.3.1 无机纳米材料构建的电化学传感器 |
1.3.2 生物材料构建的电化学传感器 |
1.4 本课题的创新点、研究意义和研究内容 |
1.4.1 本课题的创新点 |
1.4.2 本课题研究的意义 |
1.4.3 本课题的研究内容 |
第二章 纳米多孔类碳糊电极的制备及对Cd~(2+)、Pb~(2+)和Hg~(2+)的检测 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 试剂与仪器 |
2.2.2 实验所需试剂的配制 |
2.2.3 纳米多孔碳糊电极的制备 |
2.2.4 测试与表征 |
2.2.5 重金属离子的检测 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 nanoPPCPE的电化学行为 |
2.3.2 nanoPPCPE的重现性及稳定性 |
2.3.3 重金属离子的检测 |
2.4 本章总结 |
第三章 镉离子核酸适配体电化学生物传感器的构建及应用 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 试剂与仪器 |
3.2.2 实验所需试剂的配制 |
3.2.3 金纳米粒子(AuNPs)以及金纳米-壳聚糖复合粒子(AuNPs-CS)的制备 |
3.2.4 基底电极的修饰和选择 |
3.2.5 镉离子适配体电化学传感器的构建 |
3.2.6 镉离子的检测机理和实验方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 金纳米粒子以及金纳米-壳聚糖复合粒子的表征 |
3.3.2 AuNPs/CS修饰电极的电化学行为 |
3.3.3 优化实验参数 |
3.3.4 线性范围及检测限 |
3.3.5 传感器的稳定性及重现性 |
3.3.6 传感器的抗干扰性 |
3.3.7 水样品的检测 |
3.4 本章总结 |
第四章 基于T-Hg-T结构的汞离子适配体生物传感器的构建及应用 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 试剂与仪器 |
4.2.2 实验所需试剂的配制 |
4.2.3 基底电机的修饰 |
4.2.4 汞离子适配体生物电化学传感器的构建 |
4.2.5 汞离子检测机理和实验方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 优化实验条件 |
4.3.2 线性范围及检测限 |
4.3.3 传感器的稳定性及重现性 |
4.3.4 传感器的抗干扰性 |
4.3.5 水样品的检测 |
4.3.6 传感器的更新 |
4.4 本章总结 |
第五章 总结与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间主要的研究成果 |
致谢 |
四、用碘离子敏感电极作为汞离子选择性电极(论文参考文献)
- [1]金纳米棒光纤局域表面等离激元共振金属离子传感器的制备及应用研究[D]. 孙广意. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]有机硼化合物电子结构与性质的密度泛函理论研究[D]. 马志研. 辽宁大学, 2020(01)
- [3]环境水样中双酚A和汞的光谱学检测新方法研究[D]. 杨洋. 南华大学, 2020(01)
- [4]基于多色碳量子点复合体系的荧光传感可视化检测牛奶质量安全指标[D]. 胡雪桃. 江苏大学, 2020(01)
- [5]基于碳量子点和智能水凝胶的光学化学与生物传感器研究[D]. 林海涛. 武汉理工大学, 2020(01)
- [6]阴离子对基于载体的钾离子纳米传感器的影响[D]. 李潇昂. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [7]基于硅/石墨烯量子点化学传感器的构建及分析应用[D]. 杜丽清. 山西大学, 2019(01)
- [8]用于重金属检测的微纳电化学与场效应管传感器及系统研究[D]. 屠佳伟. 浙江大学, 2019
- [9]天然气水合物水体组分和气体组分分析方法研究及应用[D]. 李宏. 山东科技大学, 2019(05)
- [10]重金属离子快速检测的电化学传感器研究[D]. 刘媛. 湖南工业大学, 2018(02)