液滴微流控及吸附功能材料用于水相液体样品处理
本文选题:液体样品处理 + 单分散液滴萃取 ; 参考:《清华大学》2015年博士论文
【摘要】:液体样品的处理在健康、环境、生物检测等领域是一个非常重要的课题。随着人们对相关领域的关注日益增多,液体样品处理的需求也逐渐增加,对液体样品处理的技术要求也越来越高,这催生了一系列液体样品处理新方法、新技术和新材料的诞生,并推动其快速发展。在这样的背景下,我们以液体样品处理中的新技术、新材料为主要关注点,分别选取以微流控技术为代表的新技术和以功能修饰表面及碳材料为代表的新材料作为研究工作的主体,从不同角度研究了这些新技术或新材料在液体样品处理领域中的应用。从液体样品处理的快速化、自动化、可连续监测等角度,我们将单分散液滴体系引入到微流控体系中,并研究了其对连续流动样品进行处理的效果。研究中,我们通过采用导流轨道和侧面吸收通道的微流控芯片设计,成功解决了单分散液滴操控困难,难以回收的问题,在萃取完成后实现了单分散萃取剂液滴的在线回收,使被萃取样品具有后续利用的可能。另外,我们也在30秒内实现了样品流的有效萃取及荧光检测,证明了该液体样品处理方法的快速性。从液体样品处理进一步可控化,并促进相应器件或设备的开发或使用的角度,我们制备了具有电化学响应性的修饰基底,并将其应用于蛋白质溶液的处理中。研究中,我们利用表面引发原子转移自由基聚合向基底表面引入大量反应位点,进而引入环糊精与二茂铁的主客体相互作用,实现了修饰基底在电化学刺激下可控的蛋白质吸附与抗吸附转变。该研究内容为液体样品处理中相应器件和设备的表面修饰及电化学调控提供了重要的参考。从液体样品处理更加简便的角度,我们研究了氧化石墨烯直接应用于水溶液中雌激素吸附的效果。相比碳纳米管、还原石墨烯等碳材料,我们使用获取更加便捷、本身具有较好分散性的氧化石墨烯,将其直接应用于水溶液中样品的吸附。研究结果表明,氧化石墨烯的吸附能力与类似碳材料相当,具有直接用于相应样品处理的潜力。由于简化了所用材料的合成与修饰,降低了成本。通过三个不同角度的研究,本论文展示了液体样品处理领域中新技术、新材料所具有的多样性、广泛性,并拓展了相应技术及材料在液体处理领域的应用。
[Abstract]:The treatment of liquid samples is a very important subject in the fields of health, environment, biological detection and so on.As people pay more and more attention to the related fields, the demand for liquid sample processing is increasing, and the technical requirements for liquid sample processing are becoming higher and higher, which has given birth to a series of new liquid sample processing methods.The birth of new technology and materials, and promote its rapid development.In this context, we focus on new technologies and materials in liquid sample processing.The new technology represented by microfluidic technology and the new material represented by functionally modified surface and carbon materials were selected as the main research subjects, and the applications of these new technologies or materials in liquid sample treatment were studied from different angles.From the point of view of rapid, automatic and continuous monitoring of liquid sample processing, we introduced the monodisperse droplet system into the microfluidic system, and studied its effect on the continuous flow sample treatment.In the research, we have successfully solved the problem of single dispersed droplet manipulation and difficult recovery by using microfluidic chip design of diversion track and side absorption channel. After extraction, we have realized the on-line recovery of monodisperse extractant droplets.It is possible for the extracted sample to be reused.In addition, we have realized the effective extraction and fluorescence detection of the sample flow within 30 seconds, which proves the rapidity of the liquid sample processing method.From the point of view of further controllable liquid sample treatment and promoting the development or use of the corresponding devices or devices, we have prepared the electrochemical responsive modified substrate and applied it to the treatment of protein solution.In our study, we used surface-initiated atom transfer radical polymerization to introduce a large number of reaction sites to the substrate surface, and then to introduce the host-guest interaction of cyclodextrin with ferrocene.The controllable protein adsorption and anti-adsorption transitions of the modified substrate under electrochemical stimulation were realized.This study provides an important reference for the surface modification and electrochemical regulation of the corresponding devices and devices in liquid sample processing.From the point of view of more convenient liquid sample treatment, we have studied the effect of direct application of graphene oxide to estrogen adsorption in aqueous solution.Compared with carbon nanotubes, reduced graphene and other carbon materials, we use graphene oxide, which is more convenient to obtain and have better dispersion, and apply it directly to the adsorption of samples in aqueous solution.The results show that the adsorption capacity of graphene oxide is similar to that of similar carbon materials and has the potential to be directly used in sample treatment.By simplifying the synthesis and modification of the materials used, the cost is reduced.Through the research of three different angles, this paper shows the diversity and extensiveness of new technologies and materials in the field of liquid sample treatment, and extends the application of corresponding technologies and materials in liquid treatment field.
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB34;O647.3
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 常银霞;张思祥;;数字微流控系统动态模型研究[J];煤炭技术;2013年03期
2 席绍峰;;环境监测中的微流控设备[J];中国石油和化工标准与质量;2006年07期
3 姚波;何巧红;杜文斌;石晓彤;方群;;微流控高通量试样引入技术的研究进展[J];色谱;2009年05期
4 刘文明;李立;任丽;王建春;涂琴;王雪琴;王进义;;微流控细胞芯片生命分析应用多元化[J];分析化学;2012年01期
5 丁超群;吴雪娥;陈晓东;;基于石蜡庚烷溶液的低成本纸基微流控分析装置的制备及其应用[J];应用化学;2014年04期
6 方群;;多相微流控分析与毛细管电泳研究进展[J];色谱;2014年07期
7 兰文杰;李少伟;徐建鸿;骆广生;;同轴环管微流控设备内液-液两相黏性流体的流动规律[J];化工学报;2013年02期
8 王璐;石彦茹;闫宏涛;;“Y”型棉涤线微流控分析通道测定新方法研究[J];光谱学与光谱分析;2014年08期
9 孟涛;黄宇石;李伟;王枢;童志平;郭婷;;微流控双水相技术萃取糖化酶实验研究[J];食品工业科技;2011年07期
10 蔡龙飞;徐春秀;;将微流控分析引入高校分析化学的实验教学[J];大学化学;2012年02期
相关会议论文 前10条
1 方群;;多相微流控分析和微型化仪器研制及应用[A];第七次全国分析毒理学大会暨第四届分析毒理专业委员会第二次会议论文摘要集[C];2012年
2 张翼;潘文颖;蒋兴宇;;基于微流控的蛋白质分析检测技术[A];中国化学会第27届学术年会第09分会场摘要集[C];2010年
3 徐涛;岳婉晴;李卓荣;姚新生;蔡国平;杨梦苏;;使用微流控单细胞阵列平行分析钙离子释放刺激的钙离子通道的激活和抑制[A];中国化学会第27届学术年会第09分会场摘要集[C];2010年
4 方肇伦;;浅谈微流控分析系统应用中面临的机遇和挑战[A];第三届全国微全分析系统学术会议论文集[C];2005年
5 孙海龙;宗怡;徐敏敏;姚建林;顾仁敖;;基于表面增强拉曼光谱的微流控磁免疫分析[A];第十七届全国光散射学术会议摘要文集[C];2013年
6 李泳江;文加斌;覃开蓉;;用于细胞动态生化信号切换刺激的微流控剪切装置[A];第十届全国生物力学学术会议暨第十二届全国生物流变学学术会议论文摘要汇编[C];2012年
7 廖庆丰;王雅姝;杨军;邓林红;;芯片上微流控培养室中培养活细胞方法的探索[A];2008年全国生物流变学与生物力学学术会议论文摘要集[C];2008年
8 张艳玲;马娇艳;南溪;党福全;;聚甲基丙烯酸甲酯-微流控表面改性方法的研究[A];中国化学会第十届全国发光分析学术研讨会论文集[C];2011年
9 陈振玲;李勇;蒋兴宇;;利用微流控技术建立癌症细胞和血管内皮细胞相互作用体系[A];中国细胞生物学学会第九次会员代表大会暨青年学术大会论文摘要集[C];2007年
10 徐华国;梁好均;;流动聚焦型微流控体系中的液滴的图案化排列模式和转变[A];2014年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会摘要集[C];2014年
相关重要报纸文章 前1条
1 记者 吴苡婷;快速检测细菌毒素 服务公共卫生安全[N];上海科技报;2011年
相关博士学位论文 前10条
1 蒋西然;基于微流控的环境微生物基因检测芯片研究[D];复旦大学;2014年
2 鲁芳;虹吸流动低成本微流控分析研究[D];陕西师范大学;2015年
3 万静;MHD微流控驱动技术与微流控光器件研究[D];南京邮电大学;2015年
4 王聂君;液滴微流控及吸附功能材料用于水相液体样品处理[D];清华大学;2015年
5 杜冠生;细胞水平的微流控疾病诊断和高通量药物筛选系统的研究[D];浙江大学;2013年
6 李经民;热塑性聚合物立体结构微流控器件制作方法及相关理论研究[D];大连理工大学;2010年
7 杨敬松;数字微流控生物芯片的布局及调度问题研究[D];吉林大学;2008年
8 黄辉;基于磁性微球的PMMA微流控免疫分析芯片系统的研究[D];重庆大学;2006年
9 徐章润;顺序注射—微流控分离、反应系统联用技术研究[D];东北大学;2005年
10 戴敬;微流控分析系统中基本物理参数测量技术的研究[D];东北大学;2005年
相关硕士学位论文 前10条
1 张舟;微流控系统计算机辅助设计软件开发[D];吉林大学;2009年
2 任伊娜;基于微流控的乳腺癌细胞三维培养芯片的设计与应用研究[D];浙江大学;2015年
3 张旭;基于微流控液滴的单细胞培养及筛选平台[D];西南大学;2015年
4 范金龙;基于纸微流控分析装置的功能核酸生化分析新方法研究[D];桂林理工大学;2015年
5 高贞;基于EWOD的数字微流控器件研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
6 王贝贝;微流控空气取水装置的热力学特性研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
7 杨怡;DVB空心泡沫微球的微流控成型与光聚合研究[D];西南科技大学;2015年
8 宋宁宁;基于动电微流控技术的微粒操控研究[D];齐鲁工业大学;2015年
9 甘露;基于微流控的即时检测芯片的设计与制造[D];大连理工大学;2015年
10 刘仁江;微流控神经干细胞芯片的设计、制备、检测及应用[D];北京工业大学;2015年
,本文编号:1737336
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/1737336.html