基于微流控芯片的pH在线监测系统研制

发布时间：2020-08-27 12:12

【摘要】：pH检测在当代工农业、环境科学等领域都占据了极其重要的地位,尤其体现在工业废水检测中。工业废水的pH随时可能发生变化,并且经常出现极酸极碱等危险情况,而现有的pH传感器大多采用现场采样—实验室测定的方式,无法做到实时监测,会导致无法在第一时间控制与解决污染造成的危害。由微通道构成网络的微流控芯片能够让流体可控地贯穿整个检测体系,可以满足实时监测通道中流体的需求。为了实现对工业废水pH进行在线实时检测,本文建立了一个基于BP神经网络的具有pH传感功能的PDMS微流控芯片系统。主要内容包括:制作出了具有pH传感功能的基片。选取共价结合的方式制备pH敏感膜,选取了pH指示范围互补的两种指示剂间甲酚紫与刚果红,分别研究了二者与聚合物聚乙烯醇(PVA)的固定方法与反应机理,确定了制备pH传感薄膜的最佳实验方案与膜厚参数,并测试了pH传感基片的传感性能。制作出了具备pH传感功能的微流控芯片。根据检测方式设计出包含两个检测区的微通道阳模图案,采用模塑法制作出的带有微通道的PDMS盖片与pH敏感基片键合构成了pH传感微流控芯片,测试了该芯片的传感性能。完成了整个pH检测系统的搭建与调试。搭建检测光路并组建了具有pH传感功能的微流控系统,利用LabVIEW、WaveForms与Matlab三种软件对数据读取、BP神经网络训练及其应用进行了程序编译,将检测程序与检测光路相结合,完成了对整个系统的初步测试和分析,实现了在线实时检测溶液pH值的功能。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN492;X84
【图文】：

1水凝胶pH传感器[12]

2基于微流控芯片的pH传感器[13]

图 1.2.3 基于人工神经网络的 pH 传感器[16]（2）引入神经网络。1996 年，Taib 等人[15]将 3,4,5,6-四溴酚磺酞与氨丙基玻璃珠共价结合后固定至分叉光纤束的尖端，使用三层前馈网络及递归预测误差

【参考文献】

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1 岳斌;吴承训;;聚丙烯酰胺水凝胶的PH敏感性研究[J];合成技术及应用;2006年01期

2 杜晓光,关艳霞,王福仁,方肇伦;聚甲基丙烯酸甲酯微流控分析芯片的简易热压制作法[J];高等学校化学学报;2003年11期

3 荆淼,李伟,庄峙厦,陈曦,王小如;光纤化学pH传感技术的现状和进展[J];传感技术学报;2002年03期

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本文编号：2806088