基于雙色復(fù)合光的可逆比色光學(xué)傳感檢測(cè)體系的構(gòu)筑和應(yīng)用.pdf

1、比色方法由于其簡(jiǎn)單、快速、直觀可直讀、無(wú)需大型儀器、可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、在線快速檢測(cè)等優(yōu)勢(shì)在分析檢測(cè)中有著非常廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的比色法測(cè)量大多通過(guò)待測(cè)物與配合劑或者顯色劑結(jié)合,利用溶液對(duì)可見光的吸收從而呈現(xiàn)出所吸收光的互補(bǔ)色的原理來(lái)進(jìn)行半定量測(cè)量,屬于單色光比色測(cè)量。這種基于光吸收原理的比色傳感檢測(cè)體系無(wú)法實(shí)現(xiàn)暗處甚至細(xì)胞內(nèi)的比色傳感檢測(cè)。由于人眼對(duì)不同顏色光的判斷要比對(duì)單色光強(qiáng)度深淺的判斷靈敏的多,本論文以氧傳感測(cè)量為研究主線,利用三原色光復(fù)

2、合的原理,引入一個(gè)發(fā)光強(qiáng)度固定、且與熒光探針發(fā)光顏色不同的參比光,通過(guò)兩種不同色光的混合,將隨待測(cè)物濃度不斷變化的熒光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)化為顏色變化的信號(hào),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)待測(cè)物的光學(xué)比色傳感檢測(cè)。
　　 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(píng)述了氧傳感器的主要發(fā)展歷史、各種氧傳感器的優(yōu)勢(shì)和光學(xué)氧傳感器各個(gè)主要構(gòu)造和組件的發(fā)展歷程和發(fā)展方向。其中光學(xué)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(cè)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(cè)量用于傳感檢測(cè)的前期研究進(jìn)展和概況。
　　 第二章介紹了利用綠色熒光量子點(diǎn)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(diǎn)對(duì)氧沒(méi)有響應(yīng),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(duì)氧濃度變化非常敏感,其發(fā)出的紅色熒光強(qiáng)度隨著氧濃度的升高而降低；通過(guò)兩種熒光物質(zhì)所發(fā)出

4、的不同顏色色光的復(fù)合,將隨氧濃度變化的熒光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)化為顏色變化的信號(hào),實(shí)現(xiàn)了氧濃度的可逆比色快速檢測(cè)。制備的比色氧傳感器具有較好的光學(xué)穩(wěn)定性、響應(yīng)快速、較好的可逆性和較高的分辨率,無(wú)需借助測(cè)量?jī)x器,可滿足低濃度氧含量快速檢測(cè)的要求,降低了氧傳感檢測(cè)的成本。
　　 第三章研究工作在第二章研究工作的基礎(chǔ)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(xué)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(xì)考察了制備的比色光學(xué)葡萄糖傳感器在不同溫度、鹽度及pH環(huán)境中的響應(yīng)情況,通過(guò)測(cè)量條件的優(yōu)化,該比色葡萄糖傳感器可以進(jìn)行尿液中葡萄糖含量的檢測(cè),具有良好的可逆性,可多次進(jìn)行葡萄糖含量檢測(cè)。
　　 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(yīng)的濾光片才能實(shí)現(xiàn)比色測(cè)量。第四章的研究工作針對(duì)這些問(wèn)題,構(gòu)建了基于雙色復(fù)合光的比色氧傳感布標(biāo)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(duì)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(duì)氧可逆?zhèn)鞲械难醣壬紭?biāo)簽,實(shí)現(xiàn)了氧濃度的實(shí)時(shí)快速比色檢測(cè)。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(diǎn),同時(shí)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(wú)需任何濾光片就可實(shí)現(xiàn)肉眼可直讀的比色氧濃度傳感檢測(cè),使得所制備的比色氧傳感器的實(shí)用性進(jìn)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(shí)現(xiàn)了氧含量的定量測(cè)量,并進(jìn)一步實(shí)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(guò)數(shù)碼相機(jī)拍攝的照片記錄下來(lái),通過(guò)分析照片的直方圖信息,實(shí)現(xiàn)了氧濃度的定量可視化檢測(cè),克服了傳統(tǒng)比色傳感檢測(cè)半定量、不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。測(cè)量方法簡(jiǎn)單、快速,設(shè)備簡(jiǎn)單易得,有效地提高了比色測(cè)量的精度和準(zhǔn)確度。
　　 第六章的研究工作主要針對(duì)前述的比色傳感器所采用的敏感探針存在熱猝滅效應(yīng),發(fā)展了一種可逆的比色納米溫度傳感