基于手机平台的电化学即时检测方法研究

发布时间：2017-07-03 07:33

  本文关键词：基于手机平台的电化学即时检测方法研究

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【摘要】：随着医疗技术的高速发展,现场快速检测(POCT)在全世界的生物医学诊断中起到了越来越重要的作用。作为一种实验仪器小型化、操作简单化、报告结果即时化的检测技术,它一方面能够进行快速诊断,缩短就医时间,另一方面更可以缩减社会的医疗成本：对于发展中国家和一些偏远地区而言,它的意义则更为明显,能够在人手不足,电力不稳的情况下正常工作。本论文的研究工作主要是开发了基于电势检测的传感芯片,芯片通过电势读取器与手机连接,可用于现场快速检测,具体工作如下：我们设计了一个用于电化学检测的系统,这个系统由三部分组成,传感芯片、装有定制APP的手机和电势读取器。采用这个系统,我们对溶液中的葡萄糖进行了检测,检测限为0.07mM,检测范围覆盖1.9-30mM。我们还优化了一次性传感芯片的生产流程,包括碳电极印刷,银墨水点涂,虹吸通道激光雕刻,亲水处理,芯片组装,芯片剪切和试剂干燥。通过塑料传感芯片和带有定制APP的手机结合,我们实现了在室温环境为5-35℃时唾液淀粉酶的电化学检测。展示了在室温20℃时本法检测的标准曲线,其检测限可以达到0.12 U/mL,检测范围为30-1000 U/mL。为了进一步证明本方法的实用性,我们对新鲜人类唾液样本进行了现场检测,测试了人类在经历不同事件前后的唾液变化情况,和在观察带有情绪诱导性图片前后的唾液变化情况,其唾液淀粉酶水平波动可直接使用本系统进行检测,5分钟内可获得检测结果,且波动趋势与已发表心理学研究论文一致。设计并实现了使用浓差电池图案化的纸芯片来进行手机平台的农药检测。优化了中间体,底物,酶的浓度和喷蜡打印机打印的图案,自行设计并使用3D打印机打印了设备用于纸芯片电信号获取及传输。根据所做的标准曲线,检测限最低可以达到0.22 ppm。
【关键词】：智能手机 电化学 葡萄糖检测 唾液淀粉酶检测 农药检测
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R446;TP212
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-32
• 1.1 电化学检测8-11
• 1.1.1 常用电化学检测技术8-9
• 1.1.2 电化学传感器的概念9-10
• 1.1.3 电化学传感器的应用10-11
• 1.2 微流控芯片11-17
• 1.2.1 微流控芯片的概念11-12
• 1.2.2 纸微流控芯片12-17
• 1.3 现场快速检测17-26
• 1.3.1 现场快速检测简介18-21
• 1.3.2 商业化的快速检测系统21-23
• 1.3.3 手机在现场快速检测中的应用23-26
• 1.4 本论文的主要研究工作26-27
• 1.5 参考文献27-32
• 第二章 葡萄糖检测芯片的制作与检测32-44
• 2.1 序言32-34
• 2.2 实验部分34-39
• 2.2.1 试剂与仪器34-35
• 2.2.2 葡萄糖检测系统的建立35-36
• 2.2.3 分析芯片的制备与使用36-39
• 2.3 结果与讨论39-43
• 2.3.1 实验原理40-41
• 2.3.2 分析芯片条件优化41-42
• 2.3.3 分析芯片的葡萄糖检测42-43
• 2.4 本章小结43
• 2.5 参考文献43-44
• 第三章 唾液淀粉酶检测芯片的制作与情绪波动检测44-69
• 3.1 引言44
• 3.2 实验部分44-50
• 3.2.1 试剂与仪器45
• 3.2.2 唾液淀粉酶检测系统的建立45-46
• 3.2.3 分析芯片的制备与使用46-49
• 3.2.4 人类唾液淀粉酶的实际检测49-50
• 3.3 结果与讨论50-67
• 3.3.1 检测原理51
• 3.3.2 芯片上反应条件摸索51-63
• 3.3.3 与传统方法的对比63-64
• 3.3.4 人类唾液淀粉酶水平检测的实际应用64-67
• 3.4 本章小结67
• 3.5 参考文献67-69
• 第四章 农药检测芯片的制作与检测69-83
• 4.1 序言69-70
• 4.2 实验部分70-75
• 4.2.1 试剂与仪器70
• 4.2.2 农药检测系统的建立70-72
• 4.2.3 检测方案的验证72-73
• 4.2.4 分析芯片的制备与使用73-75
• 4.3 结果与讨论75-82
• 4.3.1 浓差电池的定量检测76
• 4.3.2 检测方法的确定76-77
• 4.3.3 芯片的设计与制作77-79
• 4.3.4 3D印章电极的打印79-80
• 4.3.5 分析芯片条件优化80-81
• 4.3.6 分析芯片的农药检测81-82
• 4.4 本章小结82
• 4.5 参考文献82-83
• 第五章 总结与展望83-85
• 致谢85-86
• 硕士期间发表的论文及申请专利86

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本文编号：512779