基于多通道光纖模式濾光檢測(cè)的新型化學(xué)與生物傳感理論與應(yīng)用研究.pdf

1、湖南大學(xué)博士學(xué)位論文基于多通道光纖模式濾光檢測(cè)的新型化學(xué)與生物傳感理論與應(yīng)用研究姓名：周雷激申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：分析化學(xué)指導(dǎo)教師：王柯敏2002.7.1中文摘要5多通道檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)造，數(shù)字信號(hào)的采集及軟件的開(kāi)發(fā)：等等。根據(jù)我們的設(shè)想，我們研制出了基于通用和快速檢測(cè)的裸光纖模式濾光傳感裝置和基于多組分同時(shí)選擇性響應(yīng)的修飾光纖模式濾光色譜傳感裝置。由于這項(xiàng)研究工作的新穎性，香港浸會(huì)大學(xué)從本實(shí)驗(yàn)室購(gòu)置了兩臺(tái)我們自行研制的模式濾光傳感裝置，

2、并開(kāi)展了相關(guān)的合作研究。在此基礎(chǔ)上，我們進(jìn)一步發(fā)展了全新的基于光纖模式濾光檢測(cè)的毛細(xì)管電泳裝置，并申請(qǐng)了專(zhuān)利。二、從光學(xué)波導(dǎo)的基本原理出發(fā)，從理論上探討了光纖模式濾光檢測(cè)在獲取高信噪比和高靈敏度的信號(hào)上所具有的突出優(yōu)勢(shì)。為了解決實(shí)驗(yàn)中裸光纖體系與修飾光纖體系在獲取模式濾光信號(hào)上出現(xiàn)的不一致現(xiàn)象，即裸光纖體系中隨著分析對(duì)象的折射率增大，獲取的模式濾光信號(hào)呈下降趨勢(shì)，而在修飾光纖體系中分析對(duì)象的折射率增大，獲取的模式濾光信號(hào)卻是增大的，我們

3、從光的能量輻射學(xué)入手，詳細(xì)地討論了光輻射能在傳輸路徑上的反射與透射，獲得了模式濾光信號(hào)產(chǎn)生的細(xì)節(jié)，以此建立了模式濾光檢測(cè)的新模式。通過(guò)詳細(xì)的理論推導(dǎo)和分析，合理地解決了這一看似矛盾的問(wèn)題，二者看似不一致，實(shí)際上是對(duì)立統(tǒng)一的。在修飾光纖體系中，定量分析待測(cè)物質(zhì)與光纖涂層相互作用所產(chǎn)生的模式濾光信號(hào)，是我們開(kāi)展光纖模式濾光化學(xué)與生物傳感的理論基礎(chǔ)。在修飾光纖體系定量獲取模式濾光信號(hào)的理論研究中，我們以我們所用的石英光纖為例，推導(dǎo)了光纖模式濾

4、光信號(hào)的理論表達(dá)式。我們獲得了模式濾光信號(hào)的函數(shù)關(guān)系，它與分析對(duì)象的容量因子，分析對(duì)象的折射率、進(jìn)樣體積和進(jìn)樣濃度以及流動(dòng)相的線(xiàn)性流速有關(guān)。對(duì)這個(gè)表達(dá)式的研究表明，對(duì)一給定值的裝置。檢測(cè)器的靈敏度主要由兩項(xiàng)決定。一項(xiàng)是隨著分析對(duì)象和包層間的RJ差值的增大，靈敏度將提高，這一項(xiàng)類(lèi)似于普通RJ檢測(cè)器中描述分析對(duì)象選擇性的項(xiàng)，只不過(guò)RJ差值在模式濾光檢測(cè)中是相對(duì)于固定相而言。而在普通RJ檢測(cè)中是相對(duì)于流動(dòng)相而言。另一項(xiàng)是分配常數(shù)Kd，它表明聚