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一种铜离子功能化的新型液晶传感器的研究

作　者: 王诗鸣
导　师: 熊兴良
学　校: 重庆医科大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 液晶化学与生物传感器铜离子有机磷
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

近年来有机磷类物质对环境安全和国土防卫等构成的危害和威胁愈来愈大。同时，现有的检测方法还存在各种各样的问题。新近提出的液晶传感器具有快速、灵敏、特异性强、可重复等优点。基于此，本文旨在探索一种快速检测有机磷类物质的新型液晶传感器并进行了如下工作：（1）通过铜离子功能化玻璃基底表面考察了铜离子对基底之上液晶分子定向排列方式的影响。在经预处理后的玻璃基底表面上旋转喷涂上一薄层铜离子，通过铜离子的修饰作用实现基底表面上液晶定向排列方式的转变。偏光图像结果表明液晶能获得垂直取向，其光学表征与未喷涂有铜离子的液晶盒存在明显差异。（2）测量铜离子在液晶中的饱和溶解度。由于表面铜离子数量会影响液晶定向排列方式的转变，因此，为了深入了解仅由铜离子功能化的基底表面上液晶分子定向垂直排列的机理，实验测量了铜离子在液晶中的饱和溶解度。原子吸收光谱结果为0.68mmol/L。（3）使用铜离子功能化玻璃基底表面的方法来制备液晶传感器，并用于有机磷类物质DMMP检测。实验结果表明对DMMP的检测时间仅需数十秒，传感器能检测ppb数量级浓度的DMMP，且对水、乙醇、甲苯和丙酮等干扰物不响应。实验还发现喷吐铜离子浓度为1-5mmol/L时，传感器的保质期可达数月之久。（4）仅由铜离子功能化的液晶传感器与使用有SAM的液晶传感器对DMMP的检测性能的对比研究。在相同的条件下，对比上述两种液晶传感器的各项性能。结果显示：仅使用铜离子功能化玻璃基底表面的方法制备出的这种新型液晶传感器的各项性能并不比使用有SAM的液晶传感器差，而它较之后者却具有制备过程更为简易、成本更为低廉等优势。

全文目录

英汉缩略语名词对照  7-8
摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
第一章绪论  12-28
  1.1 有机磷物质的简介及检测  12-13
    1.1.1 有机磷物质的简介  12-13
    1.1.2 检测有机磷物质的方法  13
  1.2 液晶型化学与生物传感器  13-23
    1.2.1 液晶的简介  14
    1.2.2 液晶分子的分类  14-16
    1.2.3 液晶分子的特性  16
    1.2.4 液晶的配向  16-20
    1.2.5 液晶型化学与生物传感器的检测原理  20-23
  1.3 液晶型化学与生物传感器在有机磷物质检测中的应用  23-26
    1.3.1 食品蔬菜中农药残留量的检测  24
    1.3.2 免疫分析  24-25
    1.3.3 病毒、毒素的检测  25
    1.3.4 化学神经战剂的检测  25-26
  1.4 本文的结构组成  26-28
第二章铜离子功能化的基底表面上液晶取向的研究  28-35
  2.1 前言  28-29
  2.2 实验  29-30
    2.2.1 材料和仪器  29
    2.2.2 载波片的清洗  29
    2.2.3 玻璃基底表面的功能化  29
    2.2.4 液晶传感器（液晶盒）的制作  29-30
    2.2.5 偏光检测及数据采集  30
  2.3 结果与讨论  30-34
    2.3.1 铜离子对 5CB 液晶取向的影响、  30-32
    2.3.2 铜离子的浓度对 5CB 液晶分子取向转换的影响  32-33
    2.3.3 液晶分子垂直排列的稳定性  33-34
  2.4 结论  34-35
第三章测量铜离子在液晶中的饱和溶解度  35-37
  3.1 前言  35
  3.2 实验  35
    3.2.1 材料与仪器  35
    3.2.2 溶液的配制  35
    3.2.3 溶解度的检测  35
  3.3 结果与讨论  35-36
  3.4 结论  36-37
第四章铜离子功能化的 LC 传感器对 DMMP 的检测  37-46
  4.1 前言  37
  4.2 实验  37-40
    4.2.1 材料与仪器  37-38
    4.2.2 Piranha 溶液的配制  38
    4.2.3 载波片的清洗  38
    4.2.4 玻璃基底表面的功能化  38
    4.2.5 液晶生物传感器的制作  38-39
    4.2.6 气体发生及传送装置的制作  39-40
    4.2.7 液晶传感器的偏光检测及数据采集  40
  4.3 结果与讨论  40-45
    4.3.1 铜离子对 5CB 液晶取向的影响  40-42
    4.3.2 DMMP 的检测及重复性  42
    4.3.3 选择性测试  42-43
    4.3.4 铜离子的浓度对响应时间的影响  43
    4.3.5 长期保存的影响  43-45
  4.4 结论  45-46
第五章铜离子功能化的液晶传感器和使用有自组装分子膜的液晶传感器对DMMP 的检测性能的对比研究  46-53
  5.1 前言  46
  5.2 实验  46-48
    5.2.1 材料与仪器  46-47
    5.2.2 载波片的清洗  47
    5.2.3 玻璃基底表面的功能化  47
    5.2.4 液晶传感器的制作  47
    5.2.5 偏光检测及数据采集  47-48
  5.4 结果与讨论  48-51
    5.4.1 铜离子和 SAM 对 5CB 液晶取向的影响对比  48-49
    5.4.2 两种液晶传感器对 DMMP 响应时间及重复性对比  49-50
    5.4.3 选择性检测的对比  50
    5.4.4 长期保存的有效性对比  50-51
  5.5 结论  51-53
结论  53-54
参考文献  54-58
文献综述  58-75
  参考文献  72-75
致谢  75-76
攻读学位期间发表的学术论文  76-77

一种铜离子功能化的新型液晶传感器的研究

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