近些年來(lái),光學(xué)生物傳感器已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于食品工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、發(fā)酵工業(yè)、軍事、醫(yī)學(xué)方面等。免標(biāo)記、靈敏度高、響應(yīng)快、實(shí)時(shí)性好、可遙控、便攜、無(wú)電磁干擾和安全性高是現(xiàn)代光學(xué)生物傳感器的特點(diǎn),也是實(shí)驗(yàn)室研究和商業(yè)應(yīng)用所追求的目標(biāo)。多孔硅由于其巨大的比表面積、良好的生物兼容性、熒光特性以及介質(zhì)折射率可調(diào)節(jié)等優(yōu)越性,再加之其容易制備、造價(jià)低廉的優(yōu)勢(shì),在制備生物傳感器的各類材料中脫穎而出。因此,基于硅基底的多孔硅光學(xué)生物傳感器受到廣泛關(guān)注。本論文主要以納米多孔硅作為基底材料,制備出具有特殊光學(xué)微腔結(jié)構(gòu)的高靈敏度、免標(biāo)記的光學(xué)生物傳感器。采用角度譜檢測(cè)方法對(duì)小尺寸的DNA生物分子和大分子量的包蟲(chóng)病生物分子進(jìn)行有效可靠檢測(cè);提出了圖像法,通過(guò)計(jì)算圖像的灰度值檢測(cè)器件折射率的變化;利用量子點(diǎn)的特性提高了光譜設(shè)備的檢測(cè)效果;并進(jìn)行了新型多孔硅拼接微腔的理論分析與制備。1.反射角度譜檢測(cè)方法:提出了一種免標(biāo)記,免光譜設(shè)備,測(cè)量靈敏度高的生物檢測(cè)的新方法。該方法利用了多孔硅微腔的光學(xué)特性,通過(guò)測(cè)量激光反射光強(qiáng)度最小值所對(duì)應(yīng)的入射角度,得到傳感器中因發(fā)生生物反應(yīng)而導(dǎo)致的折射率變化,從而實(shí)現(xiàn)生物檢測(cè)。通過(guò)對(duì)免標(biāo)... 

【文章來(lái)源】：新疆大學(xué)新疆維吾爾自治區(qū)211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：129 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 生物傳感器簡(jiǎn)介
        1.1.1 生物傳感器的構(gòu)成
        1.1.2 生物傳感器的分類
        1.1.3 生物傳感器的發(fā)展
        1.1.4 生物傳感器的應(yīng)用
        1.1.5 生物傳感器的前景
        1.1.6 光學(xué)生物傳感器
    1.2 多孔硅簡(jiǎn)介
        1.2.1 多孔硅的發(fā)展歷史
        1.2.2 多孔硅的表征
        1.2.3 多孔硅的形成機(jī)制
    1.3 多孔硅一維光子晶體簡(jiǎn)介
        1.3.1 布拉格反射鏡
        1.3.2 光學(xué)微腔
    1.4 多孔硅生物傳感器的發(fā)展
    1.5 選題依據(jù)和研究?jī)?nèi)容
第二章 基于多孔硅微腔免光譜設(shè)備的可見(jiàn)反射光檢測(cè)新方法
    2.1 測(cè)量原理
    2.2 實(shí)驗(yàn)
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及器件
        2.2.3 以P型硅為基底的多孔硅微腔的制備
        2.2.4 多孔硅微腔的功能化
        2.2.5 DNA生物探針的制備和生物檢測(cè)
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
        2.3.1 反射角度譜對(duì)DNA檢測(cè)有效性描述
        2.3.2 反射角度譜展寬的分析
        2.3.3 多孔硅介質(zhì)層折射率差對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于多孔硅微腔近紅外透射光檢測(cè)新方法
    3.1 理論分析
    3.2 實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及器件
        3.2.3 以P型硅為基底的多孔硅微腔制備和功能化
        3.2.4 包蟲(chóng)病生物探針的制備和檢測(cè)
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 透射角度譜對(duì)包蟲(chóng)病檢測(cè)的有效性描述
        3.3.2 多孔硅微腔周期對(duì)透射角度譜的影響
        3.3.3 入射角度對(duì)透射角度譜的影響
        3.3.4 多孔硅介質(zhì)層折射率對(duì)透射角度譜的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于多孔硅微腔陣列的圖像檢測(cè)
    4.1 檢測(cè)原理
    4.2 實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和試劑
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及器件
        4.2.3 以P型硅為基底的多孔硅微腔微陣列的制備
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及圖像分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于多孔硅微腔CdSe/ZnS量子點(diǎn)標(biāo)記的DNA光譜檢測(cè)
    5.1 理論闡述
    5.2 實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和試劑
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及器件
        5.2.3 以N型硅為基底的多孔硅微腔的制備
        5.2.4 多孔硅微腔的功能化
        5.2.5 DNA探針的制備
        5.2.6 量子點(diǎn)與目標(biāo)DNA的偶聯(lián)
        5.2.7 DNA分子的檢測(cè)
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.3.1 反射譜對(duì)DNA檢測(cè)的描述
        5.3.2 反射角度譜對(duì)DNA檢測(cè)的描述
    5.4 本章小結(jié)
第六章 多孔硅拼接微腔生物傳感器的理論分析及制備
    6.1 拼接微腔
        6.1.1 拼接微腔的理論分析
        6.1.2 拼接微腔的結(jié)構(gòu)制備方法
        6.1.3 不同折射率組合的拼接微腔分析
        6.1.4 不同禁帶中心波長(zhǎng)布拉格鏡組合的拼接微腔分析
        6.1.5 拼接微腔中微腔層分析
    6.2 實(shí)驗(yàn)
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和試劑
        6.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及器件
        6.2.3 多孔硅拼接微腔的制備與功能化
    6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
    6.4 本章小結(jié)
第七章 關(guān)于多孔硅微腔設(shè)計(jì)及相關(guān)問(wèn)題的分析
    7.1 多孔硅微腔的設(shè)計(jì)
    7.2 多孔硅微腔不同介質(zhì)層折射率變化的分析
    7.3 多孔硅微腔孔洞引起介質(zhì)折射率變化的分析
    7.4 多孔硅微腔對(duì)吸收問(wèn)題的討論
    7.5 多元多孔硅微腔的設(shè)計(jì)
    7.6 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
    8.3 創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
博士期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3630270