几种单纳米孔传感器的构建及其应用研究
发布时间：2021-05-22 03:58
纳米孔平台是一种廉价、无标记、高灵敏且高通量的单分子传感系统,近二十年来日益受到人们关注。其中,固态纳米孔具有几何结构简单,便于控制形貌等优点,受到人们的重视。由于其尺度较小的缘故,纳米孔中的流体性质及离子分布也与宏观情况下有较大差异,因此,拓展固态纳米孔在分析检测中的应用的同时,对其内部的传质特性进行研究,对于纳米孔平台的进一步发展有重要意义。对此,本研究构建了一系列功能化固态纳米孔,并将它们用于不同离子的检测,获得了较为满意的检测效果。同时,本研究利用有限元模拟对纳米孔中流体的传质特性及流动特性进行了仿真计算,并以此为依据对检测时参数进行了优化。另外,本研究通过引入傅里叶变换大振幅正弦伏安法,更进一步提高了固态纳米孔检测的灵敏度与选择性,并从等效电路模型的角度对其原理进行研究。本论文主要开展的工作及结果如下:1)基于二氢咪唑基团与钴离子存在较强相互作用,容易形成配合物的特点,制备了一种简单高效的二氢咪唑修饰的石英纳米管,用于检测溶液中痕量钴离子。利用激光拉制机制备锥形石英纳米孔道,并利用硅烷化反应在温和的条件下把二氢咪唑基团修饰到其内壁上,制备功能化纳米孔。其中,二氢咪唑基团与钴离...
【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】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 纳米孔分析技术
1.2.1 概述及其发展历史
1.2.2 纳米孔分析的检测方法
1.2.3 纳米孔的种类及其制备方法
1.2.4 纳米孔检测的基本理论
1.2.5 纳米孔检测的两种方法
1.3 纳米孔在分析检测中的应用
1.3.1 纳米孔在纳米粒子检测中的应用
1.3.2 纳米孔在生物分子检测中的应用
1.3.3 纳米孔在小分子与聚合物检测中的应用
1.3.4 纳米孔在离子检测中的应用
1.4 傅里叶变换正弦法的研究
1.4.1 研究意义
1.4.2 傅里叶变换大振幅正弦伏安法的概述及发展历史
1.4.3 傅里叶变换正弦伏安法在纳米孔检测中的应用
1.5 本文的研究意义与主要研究内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
第二章 基于 DHI 修饰纳米孔对超痕量钴离子的检测及其过程的有限元模拟
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 耗材与试剂
2.2.2 仪器
2.2.3 钴离子响应纳米孔的制备
2.2.4 电化学测量步骤
2.2.5 有限元模拟步骤
2.3 结果与讨论
2.3.1 DHI修饰纳米孔的表征
2.3.2 钴离子检测条件的优化
2.3.3 检测过程中钴离子分布的有限元模拟
2.3.4 钴离子测定的标准曲线
2.3.5 稳定性、选择性与实际样品的检测
2.4 本章小结
第三章 基于烯丙基修饰纳米孔平台对重铬酸根离子的检测
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 药品与耗材
3.2.2 仪器
3.2.3 ATS修饰纳米孔的制备
3.2.4 电化学测试步骤
3.2.5 有限元模拟步骤
3.3 结果与讨论
3.3.1 ATS修饰纳米孔的表征
3.3.2 重铬酸根离子检测条件的优化
3.3.3 重铬酸根离子检测的标准曲线
3.3.4 重铬酸根离子分布的有限元模拟
3.3.5 选择性、稳定性与实际样品中重铬酸根离子的检测
3.4 本章小结
第四章 基于傅里叶变换大振幅伏安法实现纳米孔平台的单分子检测
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 药品与耗材
4.2.2 仪器
4.2.3 石英纳米孔的制备
4.2.4 电化学测试步骤
4.3 结果与讨论
4.3.1 传统阻抗脉冲法对纳米粒子穿孔事件的检测
4.3.2 傅里叶变换正弦法对纳米粒子穿孔事件的检测
4.3.3 傅里叶变换正弦法的原理
4.3.4 等效电路模型的仿真
4.3.5 傅里叶变换大振幅伏安法的高选择性检测的应用
4.4 本章小结
结论与展望
1、主要结论
2、特色与创新之处
3、研究展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附录
本文编号：3200937
【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】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 纳米孔分析技术
1.2.1 概述及其发展历史
1.2.2 纳米孔分析的检测方法
1.2.3 纳米孔的种类及其制备方法
1.2.4 纳米孔检测的基本理论
1.2.5 纳米孔检测的两种方法
1.3 纳米孔在分析检测中的应用
1.3.1 纳米孔在纳米粒子检测中的应用
1.3.2 纳米孔在生物分子检测中的应用
1.3.3 纳米孔在小分子与聚合物检测中的应用
1.3.4 纳米孔在离子检测中的应用
1.4 傅里叶变换正弦法的研究
1.4.1 研究意义
1.4.2 傅里叶变换大振幅正弦伏安法的概述及发展历史
1.4.3 傅里叶变换正弦伏安法在纳米孔检测中的应用
1.5 本文的研究意义与主要研究内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
第二章 基于 DHI 修饰纳米孔对超痕量钴离子的检测及其过程的有限元模拟
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 耗材与试剂
2.2.2 仪器
2.2.3 钴离子响应纳米孔的制备
2.2.4 电化学测量步骤
2.2.5 有限元模拟步骤
2.3 结果与讨论
2.3.1 DHI修饰纳米孔的表征
2.3.2 钴离子检测条件的优化
2.3.3 检测过程中钴离子分布的有限元模拟
2.3.4 钴离子测定的标准曲线
2.3.5 稳定性、选择性与实际样品的检测
2.4 本章小结
第三章 基于烯丙基修饰纳米孔平台对重铬酸根离子的检测
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 药品与耗材
3.2.2 仪器
3.2.3 ATS修饰纳米孔的制备
3.2.4 电化学测试步骤
3.2.5 有限元模拟步骤
3.3 结果与讨论
3.3.1 ATS修饰纳米孔的表征
3.3.2 重铬酸根离子检测条件的优化
3.3.3 重铬酸根离子检测的标准曲线
3.3.4 重铬酸根离子分布的有限元模拟
3.3.5 选择性、稳定性与实际样品中重铬酸根离子的检测
3.4 本章小结
第四章 基于傅里叶变换大振幅伏安法实现纳米孔平台的单分子检测
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 药品与耗材
4.2.2 仪器
4.2.3 石英纳米孔的制备
4.2.4 电化学测试步骤
4.3 结果与讨论
4.3.1 传统阻抗脉冲法对纳米粒子穿孔事件的检测
4.3.2 傅里叶变换正弦法对纳米粒子穿孔事件的检测
4.3.3 傅里叶变换正弦法的原理
4.3.4 等效电路模型的仿真
4.3.5 傅里叶变换大振幅伏安法的高选择性检测的应用
4.4 本章小结
结论与展望
1、主要结论
2、特色与创新之处
3、研究展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附录
本文编号：3200937
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