荧光材料复合水凝胶光纤荧光传感研究

发布时间：2020-12-08 08:59

　　荧光传感技术具有灵敏度高、特异性强、检测速度快等诸多优点,近年来被广泛应用在环境参数表征、离子痕量和微量分析、生物分子识别等领域。基于荧光材料复合光纤的荧光传感技术可进一步利用光纤体积小、重量轻、绝缘、耐高温、耐腐蚀、可超长距离传输、抗电磁干扰等一系列优点,有望实现复杂环境下基于荧光效应的远距离、实时、原位甚至活体的感知和监测。但目前全光纤荧光传感技术仍处于初步研究阶段,主要存在荧光材料与光纤的复合困难以及荧光激发和收集效率低的问题,极大限制了全光纤荧光传感技术的进一步发展和应用。针对这些问题,本文探索开展了一体化荧光材料复合水凝胶光纤及高性能荧光传感技术的研究,具体研究内容包括以下几个方面:（1）渗透性水凝胶光纤的设计与制备。探索研究了渗透性块状水凝胶的溶胀率、折射率以及光学透过率等相关影响因素,以聚乙二醇二丙烯酸酯和海藻酸钠水凝胶材料分别做为光纤纤芯和包层,基于两步法成功制备了渗透性水凝胶光纤,其传输损耗低至0.5dB/cm。制备的水凝胶光纤具有良好的渗透性,可实现稳定包埋在纤芯的荧光材料与外界环境中的待测物充分接触,此部分研究为后续高性能一体化光纤荧光传感技术的开展奠定了光纤设计... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

在不同折射率的介质中，倏逝波的比例与归一化波长之间的关系

第一章 绪论effomeffLfA （有效作用长度 Leff是指溶液中没有任何的分析物时，光纤中的激发光强e 时的传播距离。Aeff是指光与荧光材料的有效作用面积。由于空芯光纤在几十微米左右，因此空芯光纤的品质因数比色皿的要高四个数量级左空芯带隙光纤的传输损耗小，因此光与物质的相互作用长度较长，因此荧光传感的灵敏度。

图 1-3 稀土离子复合荧光粉温度检测机理[42]Figure 1-3 Mechanism of rare earth ions doped phosphor temperature sensing[42]目前为止，镧系元素经常被用作温度传感材料的发光中心。基质材料一般包、球形颗粒[44]、核壳颗粒[45]、陶瓷材料等[46]。此处仅对 Er3+的研究做简要介者以氟碲酸盐玻璃做为基质材料，以 Er3+做为发光中心。研究了 Er3+浓度对性能的影响。研究表明荧光材料的灵敏度与增益介质的浓度成负相关关系，0 K 时的灵敏度达到最高值 5.4 × 10 3K 1[47]。近红外光在人体组织中的传输损耗较小，在人体中的穿透深度较高，因此基光的传感器具有较高的灵敏度。荧光谐振能量转移系统由施主以及受主组成得施主的荧光发生淬灭，施主的荧光强度也和目标分析物的浓度有关。研究类免疫球蛋白对 NaYF4:Yb, Er 进行修饰，并将其做为施主，这种材料可以在激发下产生可见光。并利用兔抗羊免疫球蛋白对 Au 表面进行修饰，这种材来自施主的荧光。羊抗人免疫球蛋白可以将施主与金颗粒连接起来

【参考文献】：
期刊论文
[1]Dissolved oxygen sensor by using Ru-fluorescence indicator and a U-shaped plastic optical fiber[J]. 初凤红,蔡海文,瞿荣辉,方祖捷.  Chinese Optics Letters. 2008(06)



本文编号：2904824