液晶傳感器主要是基于液晶分子的表面敏感性、長(zhǎng)程有序性以及光學(xué)各向異性而發(fā)展起來(lái),目標(biāo)物在液晶界面上所引起的化學(xué)或生物信號(hào)的變化能夠被放大和轉(zhuǎn)換成為肉眼可見(jiàn)的光學(xué)信號(hào),從而達(dá)到檢測(cè)目標(biāo)物的目的。作為近年來(lái)興起的一種極富潛力的新型分析工具,液晶傳感器具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低廉、便于攜帶、非標(biāo)記和無(wú)需大型儀器等優(yōu)勢(shì),因此在生物分析、疾病診斷和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域中展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。但是目前依然存在檢測(cè)小分子靈敏度較低、受基質(zhì)效應(yīng)影響較大以及無(wú)法同時(shí)檢測(cè)多種物質(zhì)等問(wèn)題。鑒于此,本論文將功能核酸和納米材料分別與液晶相結(jié)合,構(gòu)建了液晶傳感平臺(tái)并研究了其應(yīng)用及傳感機(jī)理。論文主要包括以下五章內(nèi)容:第一章介紹了液晶傳感器、功能核酸尤其是適配體以及表面活性劑包覆的簇材料的相關(guān)背景知識(shí),綜述了它們?cè)谏锓治鲱I(lǐng)域中的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)之上,提出了論文的選題依據(jù)和研究思路。第二章構(gòu)筑了一種基于納米氧化鈰的液晶傳感平臺(tái),應(yīng)用于高靈敏的快速定量檢測(cè)雙氧水和血糖。吸附在納米氧化鈰表面上的單鏈DNA,在雙氧水存在的條件下會(huì)解吸附到溶液體相中,從而擾動(dòng)水/液晶界面上的陽(yáng)離子表面活性劑單層膜。導(dǎo)致液晶分子在界面上的取向由豎... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：210 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１?Ｍｉｃｈｅｌ－Ｌｅｖｙ顏色圖

隙而展現(xiàn)出不同的顏色。??向列相液晶由棒狀分子構(gòu)成，分子之間依靠范德華作用力組成長(zhǎng)程有序而短??程無(wú)序的聚集體。由于范德華作用力屬于弱相互作用力，向列相分子具有良好的??移動(dòng)性，能夠左右、上下、前后滑動(dòng)，因此向列相液晶分子的排列并不是嚴(yán)格意??義上的層狀結(jié)構(gòu)（圖ｌ－２ｃ），從而導(dǎo)致向列相液晶只存在取向有序性而不存在位??置有序性。也正是由于這一有趣的特性，它對(duì)外場(chǎng)變化十分的敏感。而分子排列??方向又影響著液晶的光學(xué)形貌，這也是構(gòu)筑液晶面板和液晶傳感器的基矗??ＨＨＮＮ?Ｍｂ??圖１－２不同液晶的分子排列：（ａ）近晶相、（ｂ）膽甾相和（ｃ）向列相??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｔｈｅ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｌｉｑｕｉｄ?ｃｒｙｓｔａｌｓ．??（ａ）?ｓｍｅｃｔｉｃ?ｐｈａｓｅ，?（ｂ）?ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ?ｐｈａｓｅ?ａｎｄ?（ｃ）?ｎｅｍａｔｉｃ?ｐｈａｓｅ．??在偏光顯微鏡下，向列相液晶主要呈現(xiàn)三種織構(gòu)，即絲狀（ｔｈｒｅａｄ－ｌｉｋｅ）、??球狀（ｓｐｈｅｒｅ－ｌｉｋｅ）和紋影（ｓｃｈｌｉｅｒｅｎ）織構(gòu)。絲狀織構(gòu)（圖ｌ－３ａ）是液晶發(fā)生“向??錯(cuò)”的光學(xué)形貌表現(xiàn)形式。所謂向錯(cuò)是指液晶有序性中的缺陷，即不是所有液晶??分子都具有相同的方向指向性，它們?cè)谀骋粎^(qū)域具有一致的方向指向，而在另一??區(qū)域則有另一種不同的方向指向，在這兩個(gè)區(qū)域的交界則會(huì)發(fā)生取向的突變產(chǎn)生??無(wú)特定指向的缺陷。球狀織構(gòu)（圖ｌ－３ｂ）是液晶液滴常見(jiàn)的光學(xué)織構(gòu)，另外在液??晶溫度由清亮點(diǎn)逐漸往下降低的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生球狀粒子，因此也會(huì)產(chǎn)生該織構(gòu)。??紋影織構(gòu)（圖ｌ－３ｃ）通常出現(xiàn)在液晶層厚度較薄的樣品中，典型特

?山東大學(xué)博士學(xué)位論Ｉ???ａｍ??圖１－３向列相液晶的典型光學(xué)織構(gòu)：（ａ）絲狀２、（ｂ）球狀和（ｃ）紋影織構(gòu)??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｈｅ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｔｅｘｔｕｒｅ?ｏｆ?ｎｅｍａｔｉｃ?ｌｉｑｕｉｄ?ｃｒｙｓｔａｌｓ．??（ａ）?ｔｈｒｅａｄ－ｌｉｋｅ２，?（ｂ）?ｓｐｈｅｒｅ－ｌｉｋｅ?（ｃ）?ｓｃｈｌｉｅｒｅｎ．??１．１．２液晶生物傳感器的分類??上面介紹了不同方向角度的入射光線在經(jīng)過(guò)液晶之后的不同。相仿的，??當(dāng)光線固定時(shí)，液晶分子排列變化導(dǎo)致光軸變化同樣也會(huì)引發(fā)變化，從而得??到不同的光學(xué)形貌。這一點(diǎn)，從Ｍｉｃｈｅｌ－Ｌｅｖｙ圖（圖１－１）中也可看出，當(dāng)固定??液晶厚度時(shí)，不同對(duì)應(yīng)著不同的光程差和液晶形貌。而《ｅｆｆ受液晶分子取向的??影響，通常液晶薄膜具有上下兩個(gè)界面，當(dāng)液晶薄膜的一端受到強(qiáng)取向能影響，??液晶分子采取豎直取向時(shí)，即汍＝０時(shí)，光程差Ａｒ可近似的由下式求得??Ａｒ＾Ｊ［?，?ｎ〇ｎｇ?－ｎｊｄｚ?（２）??。Ｊｎ０２ｓｉｎ２（音?＜９２）?＋?ｎ：ｃｏｓ２（＾＾２）??其中（ｋ是積分變量，Ａ?？。和Ｈｅ的數(shù)值恒定，因此Ａｒ?（決定了液晶的光學(xué)形貌）??只與込有關(guān)�？梢杂绊懡缑嫔弦壕Х肿尤∠虻囊蛩剌^多，例如分子吸附、拓?fù)湫??貌變化等，這些因素可調(diào)可控，因此可以通過(guò)與目標(biāo)物相關(guān)的外部刺激來(lái)影響液??晶分子的排列，繼而導(dǎo)致光軸發(fā)生變化，從而輸出不同的光學(xué)形貌實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物??的檢測(cè)。但需要注意的是，由于受到液晶彈性能的影響，液晶光學(xué)形貌的變化過(guò)??程可能不是連續(xù)的從明到暗，中間會(huì)出現(xiàn)相分離狀態(tài)３。欲調(diào)控液晶的界面分子??排列，首先要構(gòu)筑一個(gè)液晶界面，目前可


本文編號(hào)：3144799