農(nóng)藥作為一種能夠有效保障農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn)的殺蟲劑,在提高作物產(chǎn)量及防治病蟲害等方面起著關鍵作用。但其在農(nóng)產(chǎn)品中的殘留卻嚴重威脅著人們的身體健康。為確保農(nóng)藥不通過蔬菜、水果等食用途徑進入人體循環(huán),對其殘留的有效檢測迫在眉睫。本研究以光作為傳感介質(zhì),從生物傳感表面等離子體傳感檢測（surface plasmon resonance sensor,SPR）和酶抑制光譜吸收特性兩個方面探索研究更簡單便攜且能夠抑制溫度干擾的現(xiàn)場快速檢測方法。首次提出了針對SPR折射率溫度特性的矩陣測量方案、用于角度掃描式SPR的雙角度入射方法、用于提高數(shù)據(jù)精度的分段線性修正交叉矩陣法、棱鏡SPR雙入射角（dual-incident）以及光纖SPR雙入射波長（dual-wavelength）測量方法。建立了基于酶抑制原理的農(nóng)藥濃度光譜定量檢測模型并開展了基于單傳感器數(shù)據(jù)分組融合的農(nóng)藥殘留檢測研究。本論文的主要工作分為五個部分:第一部分:構(gòu)建完善的SPR數(shù)學模型。根據(jù)電磁波在介質(zhì)中傳播的Maxwell方程組及其邊界條件模型,模擬出光激發(fā)表面等離子體共振的過程及共振條件,結(jié)合全反射條件及多層膜反射,推導出棱鏡Kretsc... 

【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２清華大學表面等離子共振成像??

ＬＲＳＰＲ。該結(jié)構(gòu)優(yōu)化了其共振曲線特性、增強了電場，使得對液相和對氣體的分??辨率分別可達?８．１ｘｌ〇＿８ＲＩＵ?和?３．５ｘｌＯ＿７ＲＩＵ。??圖１．２清華大學表面等離子共振成像??＾￥３丨３等［１９］人利用ＬＲＳＰＲ實現(xiàn)了對蛋白質(zhì)和細菌的檢測，其檢測靈敏度相??對于傳統(tǒng)ＳＰＲ提升了?５－１０倍。結(jié)合微流控技術(shù)與ＳＰＲ成像（ＳＰＲｉｍａｇｉｎｇ，ＳＰＲＩ）??等新技術(shù)，ＳＰＲ傳感器實現(xiàn)了芯片級別的多通道同時測量，極大的豐富了??Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ結(jié)構(gòu)ＳＰＲ的應用。ＳＰＲＩ是ＳＰＲ技術(shù)與ＣＣＤ成像技術(shù)結(jié)合聯(lián)用而??實現(xiàn)高通量快速檢測的分析新方法。相比角度調(diào)制ＳＰＲ需要高精度角度掃描機??６??

Ｏｔｔｏｆ／ｉ?構(gòu)?Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ?結(jié)構(gòu)??圖１．１兩種棱鏡耦合ＳＰＲ結(jié)構(gòu)圖??棱鏡耦合ＳＰＲ?—直是研宄的熱點，主要集中于對表面等離子共振現(xiàn)象的激??發(fā)增強機理、提升性能指標以及與其它新技術(shù)聯(lián)用來拓展其應用。如在傳統(tǒng)ＳＰＲ??基礎上改進來的長程?ＳＰＲ（Ｌｏｎｇ－ｒａｎｇｅ?ＳＰＲ，ＬＲＳＰＲ），由?Ｓａｒｉｄ［１６］提出，Ｍａｔｓｕｂａｒａ［１７］??等人首次將其應用于生物傳感領域。典型的構(gòu)成ＬＲＳＰＲ的模式為在傳統(tǒng)ＳＰＲ的??棱鏡和金屬膜之間增加一層或多層介質(zhì)來優(yōu)化共振曲線特性，提高性能指標。由??于ＬＲＳＰＲ表面等離子波的衰減小，傳播長，且金屬膜兩側(cè)的表面等離子波相互??耦合使得電磁場強度提高了一個數(shù)量級，其具備了更高的靈敏度。石恒等人在??長程ＳＰＲ理論分析基礎上提出了一種基于ＭｇＦ２－Ａｕ－ＭｇＦ２薄膜的對稱結(jié)構(gòu)??ＬＲＳＰＲ。該結(jié)構(gòu)優(yōu)化了其共振曲線特性、增強了電場，使得對液相和對氣體的分??辨率分別可達?８．１ｘｌ〇＿８ＲＩＵ?和?３．５ｘｌＯ＿７ＲＩＵ。??圖１．２清華大學表面等離子共振成像??＾￥３丨３等［１９］人利用ＬＲＳＰＲ實現(xiàn)了對蛋白質(zhì)和細菌的檢測，其檢測靈敏度相??對于傳統(tǒng)ＳＰＲ提升了?５－１０倍。結(jié)合微流控技術(shù)與ＳＰＲ成像（ＳＰＲｉｍａｇｉｎｇ

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于紙質(zhì)微流控芯片的農(nóng)藥檢測系統(tǒng)[J]. 毛罕平,左志強,施杰,楊寧,HUANG J S,嚴玉婷.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2017(05)
[2]基于熒光光譜的生菜農(nóng)藥殘留檢測[J]. 孫俊,周鑫,毛罕平,武小紅,楊寧,張曉東.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2016(19)
[3]可見-近紅外光譜的小麥硬度預測模型預處理方法的研究[J]. 惠光艷,孫來軍,王佳楠,王樂凱,戴常軍.  光譜學與光譜分析. 2016(07)
[4]同步熒光光譜法測定橙汁中原果汁的含量[J]. 毛立新,張曉麗,范三紅.  食品工業(yè)科技. 2016(06)
[5]基于單傳感器補償融合的農(nóng)藥檢測系統(tǒng)設計[J]. 羅偉,李淼,張健,李華龍,高翔.  中國激光. 2016(01)
[6]紫外分光光度法測定防銹液中苯并三氮唑質(zhì)量濃度[J]. 趙強,李嘉儀,李欣.  軸承. 2016(01)
[7]基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡的波束形成算法[J]. 張寶軍,盧夢怡,陳治清,曹雅萍.  西安郵電大學學報. 2015(06)
[8]有機磷農(nóng)藥殘留光化學傳感器設計與實現(xiàn)[J]. 翁士狀,李淼,高翔,羅偉,李華龍.  激光雜志. 2015(09)
[9]一種煤炭近紅外光譜數(shù)據(jù)預處理方法研究[J]. 李明,李翠,雷萌.  工礦自動化. 2015(01)
[10]A surface plasmon resonance imaging system for the stimulated living cell analysis[J]. 張璐璐,陳興,杜洋,張倩,李輝,孫建海,崔大付.  Optoelectronics Letters. 2015(01)

博士論文
[1]基于光譜吸收/表面增強拉曼光譜的有機磷農(nóng)藥殘留快速分析檢測研究[D]. 翁士狀.中國科學技術(shù)大學 2015
[2]基于多源信息融合的龍井茶產(chǎn)地鑒別研究[D]. 賈文珅.吉林大學 2014
[3]表面等離子體子共振成像系統(tǒng)的研制和應用[D]. 周超.浙江大學 2013
[4]表面等離子體共振傳感的新現(xiàn)象、新方法及其溫度特性研究[D]. 林開群.中國科學技術(shù)大學 2009



本文編號：3072380