结合智能手机的水环境重金属快速检测方法及应用研究
发布时间：2022-10-21 13:04
重金属污染是目前人类面临的非常急迫且极其严重的问题,一般而言大自然中重金属的存在处于天然浓度范围,但是由于长期的采矿、冶炼、电镀以及工业化进程中产生的重金属随雨淋和自然沉降过程进入水体、土壤,或者随城市居民生活污水排放进入水体,导致自然界中重金属含量不断累积,对生态环境产生了不可逆的影响。重金属能够通过食物链进入各类生物乃至人类体内,并且具有长期积累、不可降解的特点,导致人类因摄入过量重金属而身患疾病。而随着经济社会的发展和人们环保意识的增强,这些环境污染问题越来越受到关注,对于水环境中重金属离子的检测已经不满足于传统的检测方法,检测方法和技术由单一的检测手段转型到多种新型技术相结合,发展简单、快速、便携式检测系统成为未来的发展趋势。本文的主要研究内容和创新性工作如下:1.设计了结合智能手机终端的便携式电化学检测系统,实现了水环境中多种重金属离子的快速检测。本文提出了一种结合智能手机终端的便携式电化学检测系统,该系统由基于安卓系统的智能手机软件,硬件电路及多传感器部分构成,实现了循环伏安法（CV）和差分脉冲伏安法（DPSV）等多种电化学分析方法。研究了以银电极和汞膜玻碳电极作为工作电极...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 水环境重金属污染现状及检测技术概述
1.1.1 水环境重金属污染现状
1.1.2 水环境重金属检测技术概述
1.2 新型材料和技术用于重金属离子检测
1.2.1 纳米金比色法的研究进展
1.2.2 荧光量子点探针的研究进展
1.2.3 基于智能手机的传感技术概述
1.3 本文研究内容
第二章 结合智能手机的电化学便携式检测系统研究
2.1 引言
2.2 电化学检测原理及仪器系统设计
2.2.1 电化学基本原理
2.2.2 仪器系统设计
2.3 系统硬件设计
2.3.1 电化学检测电路设计
2.3.2 下位机软件设计
2.4 系统上位机软件设计
2.4.1 软件需求分析
2.4.2 上位机软件功能设计及实现
2.4.3 性能测试
2.5 系统用于水环境中重金属铅镉离子检测实验
2.5.1 试剂与仪器
2.5.2 实验预处理
2.5.3 银电极检测Cd~(2+)、Pb~(2+)的实验结果及讨论
2.5.4 汞膜玻碳电极检测Cd~(2+)、Pb~(2+)的实验结果及讨论
2.6 本章内容小结
第三章 基于智能手机的移动端软件设计
3.1 引言
3.2 智能手机软件整体功能
3.3 通信模块设计
3.3.1 TCP/IP协议与套接字Socket
3.3.2 通信模块的具体实现
3.4 数据处理模块设计
3.4.1 曲线绘制功能
3.4.2 去噪、滤波和基线校正算法
3.4.3 峰值判别与计算
3.5 数据存储模块设计
3.5.1 文件存储需求分析
3.5.2 数据存储模块的具体实现
3.6 本章内容小结
第四章 结合智能手机的核酸适配体-纳米金比色系统研究
4.1 引言
4.2 检测原理及检测系统设计
4.2.1 紫外-可见分光光度分析法
4.2.2 检测原理和系统设计
4.3 光学检测系统设计
4.3.1 光学系统需求分析
4.3.2 系统功能设计和测试
4.4 水环境中重金属镉离子检测实验
4.4.1 实验试剂与仪器
4.4.2 实验方法与步骤
4.4.3 实验结果与讨论
4.5 本章内容小结
第五章 基于荧光量子点探针检测重金属镉离子方法研究
5.1 引言
5.2 基于量子点荧光探针的检测原理
5.3 基于量子点荧光探针的实验方法
5.3.1 试剂与仪器
5.3.2 试验方法与步骤
5.4 量子点荧光探针结果与分析
5.4.1 量子点的化学和结构特性
5.4.2 EDTA诱导的CdTe QDs荧光猝灭
5.4.3 Cd~(2+)诱导的CdTe QDs的荧光加强
5.4.4 实验条件优化和标准工作曲线
5.4.5 选择性实验
5.4.6 实际样品检测
5.5 本章内容小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
作者简介及硕士研究生期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]ICP-MS测定食品及相关产品中重金属等元素的研究进展[J]. 张宏康,王中瑗,蔡斯斯. 食品研究与开发. 2016(17)
[2]电感耦合等离子体质谱法检测龙舌兰酒中22种元素[J]. 张建,田玲,杨俊,卢垣宇. 酿酒科技. 2016(08)
[3]纳米金比色法在食品安全检测中的应用研究进展[J]. 白文荟,刘金钏,陈爱亮. 食品安全质量检测学报. 2014(07)
[4]重金属镉污染及其毒性研究进展[J]. 杜丽娜,余若祯,王海燕,陆韻,刘征涛. 环境与健康杂志. 2013(02)
[5]纳米探针用于检测环境中重金属污染物的研究进展[J]. 王金梁,李光明,缪昭华,成晶,郭彩欣. 现代生物医学进展. 2012(22)
[6]纳米钛富集水样重金属镉-胶体金免疫层析法快速检测方法的建立[J]. 刘斌,唐勇,向军俭,陈耀强,刘小峰. 分析测试学报. 2010(03)
[7]金纳米粒子探针的合成及应用[J]. 马立娜,刘殿骏,王振新. 分析化学. 2010(01)
[8]铅的毒性效应及作用机制研究进展[J]. 辛鹏举,金银龙. 国外医学(卫生学分册). 2008(02)
[9]氧化损伤与铅毒性研究进展[J]. 连灵君,徐立红. 环境与职业医学. 2007(04)
硕士论文
[1]基于纳米金的生物传感器检测生物分子[D]. 李广.重庆医科大学 2014
本文编号：3695701
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 水环境重金属污染现状及检测技术概述
1.1.1 水环境重金属污染现状
1.1.2 水环境重金属检测技术概述
1.2 新型材料和技术用于重金属离子检测
1.2.1 纳米金比色法的研究进展
1.2.2 荧光量子点探针的研究进展
1.2.3 基于智能手机的传感技术概述
1.3 本文研究内容
第二章 结合智能手机的电化学便携式检测系统研究
2.1 引言
2.2 电化学检测原理及仪器系统设计
2.2.1 电化学基本原理
2.2.2 仪器系统设计
2.3 系统硬件设计
2.3.1 电化学检测电路设计
2.3.2 下位机软件设计
2.4 系统上位机软件设计
2.4.1 软件需求分析
2.4.2 上位机软件功能设计及实现
2.4.3 性能测试
2.5 系统用于水环境中重金属铅镉离子检测实验
2.5.1 试剂与仪器
2.5.2 实验预处理
2.5.3 银电极检测Cd~(2+)、Pb~(2+)的实验结果及讨论
2.5.4 汞膜玻碳电极检测Cd~(2+)、Pb~(2+)的实验结果及讨论
2.6 本章内容小结
第三章 基于智能手机的移动端软件设计
3.1 引言
3.2 智能手机软件整体功能
3.3 通信模块设计
3.3.1 TCP/IP协议与套接字Socket
3.3.2 通信模块的具体实现
3.4 数据处理模块设计
3.4.1 曲线绘制功能
3.4.2 去噪、滤波和基线校正算法
3.4.3 峰值判别与计算
3.5 数据存储模块设计
3.5.1 文件存储需求分析
3.5.2 数据存储模块的具体实现
3.6 本章内容小结
第四章 结合智能手机的核酸适配体-纳米金比色系统研究
4.1 引言
4.2 检测原理及检测系统设计
4.2.1 紫外-可见分光光度分析法
4.2.2 检测原理和系统设计
4.3 光学检测系统设计
4.3.1 光学系统需求分析
4.3.2 系统功能设计和测试
4.4 水环境中重金属镉离子检测实验
4.4.1 实验试剂与仪器
4.4.2 实验方法与步骤
4.4.3 实验结果与讨论
4.5 本章内容小结
第五章 基于荧光量子点探针检测重金属镉离子方法研究
5.1 引言
5.2 基于量子点荧光探针的检测原理
5.3 基于量子点荧光探针的实验方法
5.3.1 试剂与仪器
5.3.2 试验方法与步骤
5.4 量子点荧光探针结果与分析
5.4.1 量子点的化学和结构特性
5.4.2 EDTA诱导的CdTe QDs荧光猝灭
5.4.3 Cd~(2+)诱导的CdTe QDs的荧光加强
5.4.4 实验条件优化和标准工作曲线
5.4.5 选择性实验
5.4.6 实际样品检测
5.5 本章内容小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
作者简介及硕士研究生期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]ICP-MS测定食品及相关产品中重金属等元素的研究进展[J]. 张宏康,王中瑗,蔡斯斯. 食品研究与开发. 2016(17)
[2]电感耦合等离子体质谱法检测龙舌兰酒中22种元素[J]. 张建,田玲,杨俊,卢垣宇. 酿酒科技. 2016(08)
[3]纳米金比色法在食品安全检测中的应用研究进展[J]. 白文荟,刘金钏,陈爱亮. 食品安全质量检测学报. 2014(07)
[4]重金属镉污染及其毒性研究进展[J]. 杜丽娜,余若祯,王海燕,陆韻,刘征涛. 环境与健康杂志. 2013(02)
[5]纳米探针用于检测环境中重金属污染物的研究进展[J]. 王金梁,李光明,缪昭华,成晶,郭彩欣. 现代生物医学进展. 2012(22)
[6]纳米钛富集水样重金属镉-胶体金免疫层析法快速检测方法的建立[J]. 刘斌,唐勇,向军俭,陈耀强,刘小峰. 分析测试学报. 2010(03)
[7]金纳米粒子探针的合成及应用[J]. 马立娜,刘殿骏,王振新. 分析化学. 2010(01)
[8]铅的毒性效应及作用机制研究进展[J]. 辛鹏举,金银龙. 国外医学(卫生学分册). 2008(02)
[9]氧化损伤与铅毒性研究进展[J]. 连灵君,徐立红. 环境与职业医学. 2007(04)
硕士论文
[1]基于纳米金的生物传感器检测生物分子[D]. 李广.重庆医科大学 2014
本文编号：3695701
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