基于雙色復合光的可逆比色光學傳感檢測體系的構(gòu)筑和應用.pdf

1、比色方法由于其簡單、快速、直觀可直讀、無需大型儀器、可實現(xiàn)實時、在線快速檢測等優(yōu)勢在分析檢測中有著非常廣泛的應用。傳統(tǒng)的比色法測量大多通過待測物與配合劑或者顯色劑結(jié)合,利用溶液對可見光的吸收從而呈現(xiàn)出所吸收光的互補色的原理來進行半定量測量,屬于單色光比色測量。這種基于光吸收原理的比色傳感檢測體系無法實現(xiàn)暗處甚至細胞內(nèi)的比色傳感檢測。由于人眼對不同顏色光的判斷要比對單色光強度深淺的判斷靈敏的多,本論文以氧傳感測量為研究主線,利用三原色光復

2、合的原理,引入一個發(fā)光強度固定、且與熒光探針發(fā)光顏色不同的參比光,通過兩種不同色光的混合,將隨待測物濃度不斷變化的熒光強度信號轉(zhuǎn)化為顏色變化的信號,進而實現(xiàn)待測物的光學比色傳感檢測。
　　 本論文共包含六章內(nèi)容:
　　 第一章引言部分。引言主要綜述了氧傳感器的發(fā)展歷程,評述了氧傳感器的主要發(fā)展歷史、各種氧傳感器的優(yōu)勢和光學氧傳感器各個主要構(gòu)造和組件的發(fā)展歷程和發(fā)展方向。其中光學氧傳感器的發(fā)展歷程為本章的主要內(nèi)容:包括氧敏

3、感探針的種類、探針固定化材料的發(fā)展歷程和方向以及傳感檢測新技術(shù)和新方法的出現(xiàn)和發(fā)展等,并介紹了發(fā)光比色測量用于傳感檢測的前期研究進展和概況。
　　 第二章介紹了利用綠色熒光量子點和氧敏感探針構(gòu)建的一種可逆的發(fā)光比色氧傳感器。由于核／殼結(jié)構(gòu)的綠色熒光量子點對氧沒有響應,其可作為穩(wěn)定的綠色熒光背景；而氧敏感探針中位-五氟苯基卟啉鉑(PtTFPP)對氧濃度變化非常敏感,其發(fā)出的紅色熒光強度隨著氧濃度的升高而降低；通過兩種熒光物質(zhì)所發(fā)出

4、的不同顏色色光的復合,將隨氧濃度變化的熒光強度信號轉(zhuǎn)化為顏色變化的信號,實現(xiàn)了氧濃度的可逆比色快速檢測。制備的比色氧傳感器具有較好的光學穩(wěn)定性、響應快速、較好的可逆性和較高的分辨率,無需借助測量儀器,可滿足低濃度氧含量快速檢測的要求,降低了氧傳感檢測的成本。
　　 第三章研究工作在第二章研究工作的基礎上,構(gòu)建了一種基于氧濃度變化為二次傳感的可逆比色光學葡萄糖傳感器。在比色氧傳感器上固定葡萄糖氧化酶,構(gòu)建了一種可逆比色葡萄糖傳感器

5、。研究工作詳細考察了制備的比色光學葡萄糖傳感器在不同溫度、鹽度及pH環(huán)境中的響應情況,通過測量條件的優(yōu)化,該比色葡萄糖傳感器可以進行尿液中葡萄糖含量的檢測,具有良好的可逆性,可多次進行葡萄糖含量檢測。
　　 第二章和第三章制備的比色傳感器由于染料濃度限制傳感器呈現(xiàn)出的顏色較淺,需要特殊的激發(fā)光源和相應的濾光片才能實現(xiàn)比色測量。第四章的研究工作針對這些問題,構(gòu)建了基于雙色復合光的比色氧傳感布標簽。利用疏水相互作用,將兩種發(fā)不同顏色

6、光的疏水性熒光染料包裹在尺寸均一的聚苯乙烯微球中,再將對氧敏感的聚苯乙烯微球高濃度富集在棉布上,制備了高亮度、形狀可變、對氧可逆?zhèn)鞲械难醣壬紭撕?實現(xiàn)了氧濃度的實時快速比色檢測。該方法克服了傳統(tǒng)比色傳感器由于染料濃度限制而存在顏色較淺的缺點,同時由于采用的兩種熒光染料均可在紫外區(qū)激發(fā),而其發(fā)出的光位于可見區(qū),因此無需任何濾光片就可實現(xiàn)肉眼可直讀的比色氧濃度傳感檢測,使得所制備的比色氧傳感器的實用性進一步提高。
　　 第五章的研

7、究工作利用數(shù)碼照片的直方圖讀取原理實現(xiàn)了氧含量的定量測量,并進一步實現(xiàn)了氧含量的二維定量成像,將肉眼不可見的氧濃度分布通過數(shù)碼相機拍攝的照片記錄下來,通過分析照片的直方圖信息,實現(xiàn)了氧濃度的定量可視化檢測,克服了傳統(tǒng)比色傳感檢測半定量、不準確的缺點。測量方法簡單、快速,設備簡單易得,有效地提高了比色測量的精度和準確度。
　　 第六章的研究工作主要針對前述的比色傳感器所采用的敏感探針存在熱猝滅效應,發(fā)展了一種可逆的比色納米溫度傳感