【摘要】：高分辨的微尺度的化學(xué)分析技術(shù)在化學(xué)和生物分析中正在發(fā)揮著非常重要的作用。折射率作為液體物質(zhì)本身的固有屬性,能夠反映液體本身的內(nèi)部性質(zhì)。示差折光檢測(cè)器是通過(guò)監(jiān)測(cè)參考池和樣品池中溶液的折射率之差來(lái)測(cè)定樣品池中樣品溶液的折射率。但是,目前市場(chǎng)上示差折光檢測(cè)器多數(shù)基于折射式的和平面光波導(dǎo)干涉式的。其中,折射式的示差折光檢測(cè)器的精度容易受到外界溫度、氣壓和樣品密度的影響,對(duì)環(huán)境要求較為苛刻。基于平面光波導(dǎo)干涉式的示差折光檢測(cè)器同樣對(duì)環(huán)境溫度變化有著高敏感性,而且測(cè)量生物樣品前需要對(duì)樣品和微流通道表面進(jìn)行前處理,完成一次測(cè)量的周期太長(zhǎng)(需要數(shù)小時(shí)至24小時(shí)),而且?guī)缀醪豢赡軠y(cè)量未知適配體的生物分子或者無(wú)法進(jìn)行表面修飾以固定的生物分子。另外,折射式的和基于平面光波導(dǎo)干涉式的示差折光檢測(cè)器難以實(shí)現(xiàn)分析儀器的集成化與微型化。為此,本文中我們?cè)O(shè)計(jì)了基于微流控芯片技術(shù)和空間光楊氏干涉技術(shù)的示差折光檢測(cè)器,實(shí)現(xiàn)在自由溶液中對(duì)溶液進(jìn)行無(wú)需標(biāo)記的、體折射率的測(cè)量。具體工作如下:1.基于微流控芯片技術(shù)和空間光楊氏干涉技術(shù)的示差折光檢測(cè)系統(tǒng)主要包括光源,微流控系統(tǒng)、流體控制系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)。我們選擇He-Ne激光器作為光源;制備了以玻璃為基底的微流控芯片,通道長(zhǎng)寬深分別為10 mm,200 um,50 um,兩通道中心間距為2 mm;利用CO_2激光器在石英玻璃基底上制作了孔徑大小為150 um、兩孔間距為2 mm的雙縫作為楊氏雙縫;以雷弗注射泵作為流體控制系統(tǒng);以像元大小為14 um、比特位為16,像素為1×2048的線陣CCD作為圖像采集系統(tǒng)。2.我們基于MATLAB建立光干涉模型,對(duì)示差折光檢測(cè)器的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行模擬,得到光干涉在CCD的模擬成像,利用快速傅立葉變換方法來(lái)得到CCD探測(cè)干涉光相位差變化的精度,并變化不同的CCD參數(shù)來(lái)選擇合適的CCD的優(yōu)化參數(shù),最終得到圖像傳感器CCD的最優(yōu)參數(shù)為像元大小為14 um,比特位深為16;在不考慮各種噪聲的情況下,得到該系統(tǒng)單波長(zhǎng)相位探測(cè)精度精度為3.4×10×2πrad。3.利用搭建好的示差折光檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)實(shí)際樣品不同濃度的NaCl溶液進(jìn)行了測(cè)試。折射率探測(cè)精度達(dá)10~(-5)RIU。
【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】：2018
【分類號(hào)】：TH741.4

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本文編號(hào)：2674261