本文關(guān)鍵詞：利用三維微流控紙芯片實(shí)現(xiàn)基于智能手機(jī)的水質(zhì)定量比色分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近幾年水污染問題越來越嚴(yán)重,其中重金屬、無機(jī)鹽等是幾類主要的水污染物,威脅著人類生命健康。針對傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測方法存在使用的儀器體積較大,價(jià)格昂貴,需要專業(yè)人員操作,普及度不高等問題,因此,開發(fā)快速、低成本、便攜式的生化檢測技術(shù)成為近幾年人們的研究熱點(diǎn)之一。微流控紙芯片不僅試劑消耗量小,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,減少了污染,而且操作簡便,可多個(gè)樣品同時(shí)檢測,有效提高了分析效率。因此在臨床診斷、食品衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測及生物化學(xué)等領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。本文借助三維微流控紙芯片(3DμPAD)和手機(jī)應(yīng)用程序,提出了基于比色分析的水樣快速定量檢測方法。我們通過在一定條件下用兩種結(jié)構(gòu)不同的有機(jī)硅烷(十八烷基三氯硅烷和甲基三氯硅烷)處理纖維素濾紙,使之發(fā)生耦合反應(yīng),在濾紙表面形成一定的納米微觀結(jié)構(gòu),從而得到理想的超疏水超親油濾紙。在此基礎(chǔ)上,我們利用疏水化濾紙制備了三維微流控紙芯片,并結(jié)合自主編寫的手機(jī)應(yīng)用程序?qū)λ械膩喯跛猁}和六價(jià)鉻完成了基于比色分析的快速定量檢測;本文主要研究內(nèi)容如下:1、采用硅烷化處理方法對濾紙實(shí)現(xiàn)疏水化處理,改性后的疏水化濾紙?jiān)谒釅A水溶液和有機(jī)溶劑中有很好的穩(wěn)定性,我們利用疏水化濾紙的疏水親油的特性進(jìn)行油水分離。通過用該種疏水化濾紙對不同情況下的油水混合液進(jìn)行分離,證明該疏水化濾紙是一種分離效率高、可重復(fù)使用、后續(xù)易處理的很好的油水分離的材料。2、在疏水化處理濾紙的基礎(chǔ)上,通過“剪切-粘貼”法,將多層疏水基底與親水通道組裝到一起制備3DμPAD。由于3DμPAD的主要材料是纖維素濾紙,纖維素良好的毛細(xì)作用驅(qū)動(dòng)水樣沿著親水通道流動(dòng),因此無需外加流體驅(qū)動(dòng)泵。該裝置質(zhì)地輕,便于保存和運(yùn)輸,而且其制備操作簡單、成本低、試劑消耗量低,可以實(shí)現(xiàn)多種物質(zhì)的同時(shí)檢測。3、智能手機(jī)功能的不斷完善及其應(yīng)用的普及,對基于手機(jī)的快速檢測具有重要意義。本文在Android操作系統(tǒng)中使用Java語言自主編寫了手機(jī)應(yīng)用程序——μPAD_DET。利用該應(yīng)用程序可以實(shí)現(xiàn)對3DμPAD上的顯色結(jié)果的比色分析。通過對比利用手機(jī)應(yīng)用程序和分光光度法兩種方法得到的加標(biāo)自來水樣中亞硝酸鹽和重金屬六價(jià)鉻濃度,我們證明了借助3DμPAD和手機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行比色定量檢測的可靠性,這種檢測方法在環(huán)境監(jiān)測、食品安全、醫(yī)藥衛(wèi)生等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：疏水化濾紙 三維微流控紙芯片 手機(jī)應(yīng)用程序 水質(zhì)檢測
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X832;TP311.56
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 微流控紙芯片研究概述13-14
• 1.2.2 基于智能手機(jī)比色法定量檢測簡介14-15
• 1.3 本文研究內(nèi)容15-18
• 第二章 疏水化濾紙的制備及其在油水分離中的應(yīng)用18-32
• 2.1 濾紙疏水化處理原理18-21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容21-23
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和器材21-22
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑的配制22
• 2.2.3 濾紙疏水化處理22-23
• 2.3 結(jié)果與討論23-31
• 2.3.1 濾紙的最佳疏水化條件選擇23-26
• 2.3.2 疏水化濾紙對油類的選擇性吸收26
• 2.3.3 疏水化濾紙的穩(wěn)定性測試26-28
• 2.3.4 疏水化濾紙用于油水分離28-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 剪貼式高通量 3D μPAD的制備32-40
• 3.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容32-35
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑和器材32-33
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑的配制33
• 3.1.3 3D μPAD的制備33-35
• 3.2 結(jié)果與討論35-38
• 3.2.1 3D μPADs檢測區(qū)濾紙的最優(yōu)化選擇35-36
• 3.2.2 3D μPAD的實(shí)用性驗(yàn)證36-38
• 3.3 本章小結(jié)38-40
• 第四章 智能手機(jī)比色分析App的開發(fā)及應(yīng)用40-52
• 4.1 基于比色分析的智能手機(jī)應(yīng)用程序的開發(fā)40-42
• 4.1.1 手機(jī)App的主要功能40-41
• 4.1.2 比色分析顏色指標(biāo)的選擇41-42
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分42-44
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)器材及試劑42-43
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑的配制43
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)操作43-44
• 4.3 結(jié)果與討論44-51
• 4.3.1 比色分析的顏色指標(biāo)的選擇44-45
• 4.3.2 手機(jī)App用于比色分析的可靠性研究45-46
• 4.3.3 利用手機(jī)App和 3D μPAD對實(shí)際水樣的定量檢測46-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第五章 總結(jié)與展望52-54
• 參考文獻(xiàn)54-60
• 致謝60-62
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文62

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 常銀霞;張思祥;;數(shù)字微流控系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型研究[J];煤炭技術(shù);2013年03期

2 席紹峰;;環(huán)境監(jiān)測中的微流控設(shè)備[J];中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量;2006年07期

3 姚波;何巧紅;杜文斌;石曉彤;方群;;微流控高通量試樣引入技術(shù)的研究進(jìn)展[J];色譜;2009年05期

4 劉文明;李立;任麗;王建春;涂琴;王雪琴;王進(jìn)義;;微流控細(xì)胞芯片生命分析應(yīng)用多元化[J];分析化學(xué);2012年01期

5 丁超群;吳雪娥;陳曉東;;基于石蠟庚烷溶液的低成本紙基微流控分析裝置的制備及其應(yīng)用[J];應(yīng)用化學(xué);2014年04期

6 方群;;多相微流控分析與毛細(xì)管電泳研究進(jìn)展[J];色譜;2014年07期

7 蘭文杰;李少偉;徐建鴻;駱廣生;;同軸環(huán)管微流控設(shè)備內(nèi)液-液兩相黏性流體的流動(dòng)規(guī)律[J];化工學(xué)報(bào);2013年02期

8 王璐;石彥茹;閆宏濤;;“Y”型棉滌線微流控分析通道測定新方法研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2014年08期

9 孟濤;黃宇石;李偉;王樞;童志平;郭婷;;微流控雙水相技術(shù)萃取糖化酶實(shí)驗(yàn)研究[J];食品工業(yè)科技;2011年07期

10 蔡龍飛;徐春秀;;將微流控分析引入高校分析化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J];大學(xué)化學(xué);2012年02期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 方群;;多相微流控分析和微型化儀器研制及應(yīng)用[A];第七次全國分析毒理學(xué)大會(huì)暨第四屆分析毒理專業(yè)委員會(huì)第二次會(huì)議論文摘要集[C];2012年

2 張翼;潘文穎;蔣興宇;;基于微流控的蛋白質(zhì)分析檢測技術(shù)[A];中國化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第09分會(huì)場摘要集[C];2010年

3 徐濤;岳婉晴;李卓榮;姚新生;蔡國平;楊夢蘇;;使用微流控單細(xì)胞陣列平行分析鈣離子釋放刺激的鈣離子通道的激活和抑制[A];中國化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第09分會(huì)場摘要集[C];2010年

4 方肇倫;;淺談微流控分析系統(tǒng)應(yīng)用中面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[A];第三屆全國微全分析系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

5 孫海龍;宗怡;徐敏敏;姚建林;顧仁敖;;基于表面增強(qiáng)拉曼光譜的微流控磁免疫分析[A];第十七屆全國光散射學(xué)術(shù)會(huì)議摘要文集[C];2013年

6 李泳江;文加斌;覃開蓉;;用于細(xì)胞動(dòng)態(tài)生化信號(hào)切換刺激的微流控剪切裝置[A];第十屆全國生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第十二屆全國生物流變學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2012年

7 廖慶豐;王雅姝;楊軍;鄧林紅;;芯片上微流控培養(yǎng)室中培養(yǎng)活細(xì)胞方法的探索[A];2008年全國生物流變學(xué)與生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2008年

8 張艷玲;馬嬌艷;南溪;黨福全;;聚甲基丙烯酸甲酯-微流控表面改性方法的研究[A];中國化學(xué)會(huì)第十屆全國發(fā)光分析學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

9 陳振玲;李勇;蔣興宇;;利用微流控技術(shù)建立癌癥細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞相互作用體系[A];中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會(huì)第九次會(huì)員代表大會(huì)暨青年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2007年

10 徐華國;梁好均;;流動(dòng)聚焦型微流控體系中的液滴的圖案化排列模式和轉(zhuǎn)變[A];2014年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集[C];2014年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 記者 吳苡婷;快速檢測細(xì)菌毒素 服務(wù)公共衛(wèi)生安全[N];上海科技報(bào);2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔣西然;基于微流控的環(huán)境微生物基因檢測芯片研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 魯芳;虹吸流動(dòng)低成本微流控分析研究[D];陜西師范大學(xué);2015年

3 萬靜;MHD微流控驅(qū)動(dòng)技術(shù)與微流控光器件研究[D];南京郵電大學(xué);2015年

4 王聶君;液滴微流控及吸附功能材料用于水相液體樣品處理[D];清華大學(xué);2015年

5 杜冠生;細(xì)胞水平的微流控疾病診斷和高通量藥物篩選系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2013年

6 李經(jīng)民;熱塑性聚合物立體結(jié)構(gòu)微流控器件制作方法及相關(guān)理論研究[D];大連理工大學(xué);2010年

7 楊敬松;數(shù)字微流控生物芯片的布局及調(diào)度問題研究[D];吉林大學(xué);2008年

8 黃輝;基于磁性微球的PMMA微流控免疫分析芯片系統(tǒng)的研究[D];重慶大學(xué);2006年

9 徐章潤;順序注射—微流控分離、反應(yīng)系統(tǒng)聯(lián)用技術(shù)研究[D];東北大學(xué);2005年

10 戴敬;微流控分析系統(tǒng)中基本物理參數(shù)測量技術(shù)的研究[D];東北大學(xué);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張舟;微流控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件開發(fā)[D];吉林大學(xué);2009年

2 任伊娜;基于微流控的乳腺癌細(xì)胞三維培養(yǎng)芯片的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2015年

3 張旭;基于微流控液滴的單細(xì)胞培養(yǎng)及篩選平臺(tái)[D];西南大學(xué);2015年

4 范金龍;基于紙微流控分析裝置的功能核酸生化分析新方法研究[D];桂林理工大學(xué);2015年

5 高貞;基于EWOD的數(shù)字微流控器件研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 王貝貝;微流控空氣取水裝置的熱力學(xué)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 楊怡;DVB空心泡沫微球的微流控成型與光聚合研究[D];西南科技大學(xué);2015年

8 宋寧寧;基于動(dòng)電微流控技術(shù)的微粒操控研究[D];齊魯工業(yè)大學(xué);2015年

9 甘露;基于微流控的即時(shí)檢測芯片的設(shè)計(jì)與制造[D];大連理工大學(xué);2015年

10 劉仁江;微流控神經(jīng)干細(xì)胞芯片的設(shè)計(jì)、制備、檢測及應(yīng)用[D];北京工業(yè)大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：利用三維微流控紙芯片實(shí)現(xiàn)基于智能手機(jī)的水質(zhì)定量比色分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：329628