聚合物光波导生物传感器的制备与特性研究
发布时间：2023-01-09 14:57
光波导生物传感器是光学生物传感器热门研究方向之一,具有可集成化、多功能化等特点。随着纳米材料的不断发展,贵金属纳米颗粒独特的局域表面等离子体共振效应（Localized Suface Plasmon Resonance,LSPR）在光波导生物传感领域拥有越来越广泛的应用。采用聚合物材料制备的基于金纳米球颗粒LSPR效应的聚合物光波导生物传感器具有工艺简单、灵敏度高、选择性好、适合在硅片上大规模集成化等特点,前景广阔。本论文对聚合物光波导生物传感器的器件制备、性能测试、传感测试等方面进行了研究,具体工作如下:1.利用柠檬酸钠还原法制备了形貌均匀、分散性良好的粒径为40nm的金纳米球颗粒溶胶。采用自组装单层膜技术（self-assembled monolayers,SAMs）将金纳米球颗粒通过化学键固定在聚合物SU-8薄膜表面,制成聚合物传感膜。将聚合物传感膜放入不同折射率的溶液中进行紫外可见吸收测试,结果显示,随着溶液折射率的增大,其LSPR波峰吸光强度也逐渐增大且呈线性的关系。当溶液折射率由1.333增加到1.370时,波峰吸光强度增加了 5.3%,灵敏度为0.11AA/RIU。2.通...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 生物传感器
1.1.1 生物传感器应用
1.1.2 生物传感器原理和分类
1.2 光学生物传感器
1.2.1 标记型光学生物传感器
1.2.2 免标记型光学生物传感器
1.3 光波导生物传感器的分类
1.3.1 基于干涉光波导生物传感器
1.3.2 基于表面等离子体共振效应光波导生物传感器
1.3.3 基于局域表面等离子体共振效应的光波导生物传感器
1.4 光波导生物传感器研究现状
1.5 本论文完成的主要工作
1.6 本章小结
第2章 金纳米颗粒的特性与制备
2.1 金纳米颗粒的特性
2.1.1 局域表面等离子体共振特性(LSPR)
2.1.2 表面增强拉曼散射(SERS)
2.1.3 荧光性
2.2 金纳米颗粒理论模型
2.3 金纳米颗粒制备方法
2.3.1 物理气相沉积法
2.3.2 激光消融法
2.3.3 液相还原法
2.3.4 晶种法
2.4 柠檬酸钠还原法制备金纳米球颗粒
2.4.1 柠檬酸钠还原法反应原理
2.4.2 仪器和化学试剂
2.4.3 实验过程
2.4.4 金纳米颗粒表征分析
2.5 本章小结
第3章 聚合物生物传感膜测定人免疫球蛋白
3.1 试剂和仪器
3.2 聚合物传感膜的制备
3.2.1 制备步骤
3.2.2 紫外可见吸收测试分析
3.2.3 杂质离子对制备聚合物传感膜的影响
3.3 灵敏度测试
3.4 聚合物生物传感膜的制备
3.5 人免疫球蛋白浓度的测定
3.6 选择性测试
3.7 本章小结
第4章 聚合物光波导生物传感器的制备与测试
4.1 聚合物光波导传感器的制备
4.1.1 制备步骤
4.1.2 结果分析
4.2 聚合物光波导传感器通光性能测试系统
4.3 聚合物光波导传感器灵敏度测试
4.3.1 测试步骤
4.3.2 结果分析
4.4 聚合物光波导生物传感器
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 研究总结
5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]集成光波导传感器的研究进展[J]. 初凤红,韩秀友,庞拂飞,蔡海文,瞿荣辉,方祖捷. 激光与光电子学进展. 2006(03)
[2]荧光标记生物大分子及其应用[J]. 陈中举,张燕玲,黄金瑛. 国外医学.生物医学工程分册. 2004(06)
[3]生物传感器的应用研究进展[J]. 武宝利,张国梅,高春光,双少敏. 中国生物工程杂志. 2004(07)
[4]双光子技术在生物医学中的应用与研究进展[J]. 汪洁,梁瑞生,唐志列,徐险峰,刘景峰. 中国医学物理学杂志. 2002(03)
[5]以酵母菌作为敏感材料的BOD生物传感器研究[J]. 李花子,施汉昌,张悦,文湘华. 中国环境监测. 2002(04)
[6]纳米材料的分类及其物理性能[J]. 张秀荣. 现代物理知识. 2002(03)
[7]硫化物微生物传感器的研究[J]. 白志辉,王晓辉,罗湘南,孙裕生. 河北科技大学学报. 1999(01)
博士论文
[1]基于纳米结构波导层的光学生物传感器[D]. 凡勇.清华大学 2014
[2]有机聚合物平面光波导生化传感器的优化设计与制备[D]. 杨天夫.吉林大学 2014
硕士论文
[1]金纳米材料的合成与表面修饰研究[D]. 李倩茹.青岛科技大学 2015
本文编号：3729387
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 生物传感器
1.1.1 生物传感器应用
1.1.2 生物传感器原理和分类
1.2 光学生物传感器
1.2.1 标记型光学生物传感器
1.2.2 免标记型光学生物传感器
1.3 光波导生物传感器的分类
1.3.1 基于干涉光波导生物传感器
1.3.2 基于表面等离子体共振效应光波导生物传感器
1.3.3 基于局域表面等离子体共振效应的光波导生物传感器
1.4 光波导生物传感器研究现状
1.5 本论文完成的主要工作
1.6 本章小结
第2章 金纳米颗粒的特性与制备
2.1 金纳米颗粒的特性
2.1.1 局域表面等离子体共振特性(LSPR)
2.1.2 表面增强拉曼散射(SERS)
2.1.3 荧光性
2.2 金纳米颗粒理论模型
2.3 金纳米颗粒制备方法
2.3.1 物理气相沉积法
2.3.2 激光消融法
2.3.3 液相还原法
2.3.4 晶种法
2.4 柠檬酸钠还原法制备金纳米球颗粒
2.4.1 柠檬酸钠还原法反应原理
2.4.2 仪器和化学试剂
2.4.3 实验过程
2.4.4 金纳米颗粒表征分析
2.5 本章小结
第3章 聚合物生物传感膜测定人免疫球蛋白
3.1 试剂和仪器
3.2 聚合物传感膜的制备
3.2.1 制备步骤
3.2.2 紫外可见吸收测试分析
3.2.3 杂质离子对制备聚合物传感膜的影响
3.3 灵敏度测试
3.4 聚合物生物传感膜的制备
3.5 人免疫球蛋白浓度的测定
3.6 选择性测试
3.7 本章小结
第4章 聚合物光波导生物传感器的制备与测试
4.1 聚合物光波导传感器的制备
4.1.1 制备步骤
4.1.2 结果分析
4.2 聚合物光波导传感器通光性能测试系统
4.3 聚合物光波导传感器灵敏度测试
4.3.1 测试步骤
4.3.2 结果分析
4.4 聚合物光波导生物传感器
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 研究总结
5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]集成光波导传感器的研究进展[J]. 初凤红,韩秀友,庞拂飞,蔡海文,瞿荣辉,方祖捷. 激光与光电子学进展. 2006(03)
[2]荧光标记生物大分子及其应用[J]. 陈中举,张燕玲,黄金瑛. 国外医学.生物医学工程分册. 2004(06)
[3]生物传感器的应用研究进展[J]. 武宝利,张国梅,高春光,双少敏. 中国生物工程杂志. 2004(07)
[4]双光子技术在生物医学中的应用与研究进展[J]. 汪洁,梁瑞生,唐志列,徐险峰,刘景峰. 中国医学物理学杂志. 2002(03)
[5]以酵母菌作为敏感材料的BOD生物传感器研究[J]. 李花子,施汉昌,张悦,文湘华. 中国环境监测. 2002(04)
[6]纳米材料的分类及其物理性能[J]. 张秀荣. 现代物理知识. 2002(03)
[7]硫化物微生物传感器的研究[J]. 白志辉,王晓辉,罗湘南,孙裕生. 河北科技大学学报. 1999(01)
博士论文
[1]基于纳米结构波导层的光学生物传感器[D]. 凡勇.清华大学 2014
[2]有机聚合物平面光波导生化传感器的优化设计与制备[D]. 杨天夫.吉林大学 2014
硕士论文
[1]金纳米材料的合成与表面修饰研究[D]. 李倩茹.青岛科技大学 2015
本文编号：3729387
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3729387.html
