基于壳聚糖修饰SPR传感器的铜离子检测研究

发布时间：2021-06-01 07:21

　　本文将SPR（Surface Plasmon Resonance,表面等离子体共振）传感技术和壳聚糖对重金属离子的吸附结合起来,实现对溶液中Cu离子的痕量检测。该检测法具有灵敏度高,检测速度快,能多次重复利用等优点。理论上解释了产生SPR现象的各种必要条件,其中用三层结构和两层结构做对比的方式,根据SPR定义,结合全反射理论反推出全反射是棱镜耦合型结构产生SPR现象的必要条件。对SPR传感技术角度调制检测和强度调制检测的原理以及壳聚糖吸附Cu离子的机理进行了介绍。用MATLAB模拟仿真得出Ag/Au复合膜的最优参数,Ag膜厚度30nm,Au膜厚度15nm时,传感器有最优的性能,相比于Cr/Au复合膜,角度扫描曲线的半峰宽和最小反射率,角度调制检测的灵敏度和线性检测范围都有所提高,强度调制检测的灵敏度提高了约1.67倍。将壳聚糖和戊二醛交联后,通过旋转涂胶的方法在Au膜上制备一层壳聚糖薄膜,通过大量的实验,分析了配制壳聚糖溶液所需的各种试剂的用量,旋转涂胶的转速和时间以及滴胶量等因素对壳聚糖薄膜的影响,并得出了制备较好壳聚糖薄膜的参数。将Ag/Au复合膜SPR传感器用于壳聚糖吸附Cu离子... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 SPR传感技术
        1.1.1 SPR现象
        1.1.2 SPR传感技术简介
        1.1.3 SPR传感技术的优点和发展趋势
    1.2 SPR传感器的分类
        1.2.1 SPR传感器调制方式类型
        1.2.2 SPR传感器耦合结构类型
    1.3 壳聚糖简介
        1.3.1 壳聚糖的溶解性
        1.3.2 壳聚糖的吸附性
        1.3.3 壳聚糖的改性
        1.3.4 壳聚糖吸附金属离子的机理
    1.4 SPR传感技术对重金属离子的检测应用
    1.5 论文意义及主要内容
2 SPR传感器的基础理论
    2.1 金属和电介质界面的电磁场理论
    2.2 SPR全反射激发
    2.3 衰减全反射
    2.4 关于SPR的要点
    2.5 本章小结
3 实验装置和理论仿真
    3.1 实验装置介绍
        3.1.1 实验操作流程
        3.1.2 系统组成主要部件介绍
    3.2 数值模拟仿真
        3.2.1 多层Kretschmann结构模型
        3.2.2 角度调制法模拟仿真
        3.2.3 强度调制法模拟仿真
    3.3 Ag/Au复合膜结构
        3.3.1 复合膜结构参数的确定
        3.3.2 Ag/Au复合膜结构和Cr/Au复合膜结构的模拟比较
    3.4 本章小结
4 SPR传感器用于壳聚糖吸附Cu离子实验
    4.1 SPR传感技术检测Cu离子的原理
        4.1.1 铜对机体的影响
        4.1.2 SPR传感器用于Cu离子检测的原理
    4.2 实验
        4.2.1 实验所用试剂和器材
        4.2.2 实验溶液配制和基片制备
        4.2.3 壳聚糖吸附Cu离子前后稳定性探究
        4.2.4 EDTA溶液洗脱再生
        4.2.5 不同浓度的Cu离子溶液检测
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 壳聚糖薄膜在溶液中的稳定性
        4.3.2 EDTA溶液洗脱再生效果
        4.3.3 不同浓度的Cu离子溶液检测结果
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3209932