結(jié)合智能手機(jī)的水環(huán)境重金屬快速檢測方法及應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2022-10-21 13:04
重金屬污染是目前人類面臨的非常急迫且極其嚴(yán)重的問題,一般而言大自然中重金屬的存在處于天然濃度范圍,但是由于長期的采礦、冶煉、電鍍以及工業(yè)化進(jìn)程中產(chǎn)生的重金屬隨雨淋和自然沉降過程進(jìn)入水體、土壤,或者隨城市居民生活污水排放進(jìn)入水體,導(dǎo)致自然界中重金屬含量不斷累積,對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了不可逆的影響。重金屬能夠通過食物鏈進(jìn)入各類生物乃至人類體內(nèi),并且具有長期積累、不可降解的特點(diǎn),導(dǎo)致人類因攝入過量重金屬而身患疾病。而隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),這些環(huán)境污染問題越來越受到關(guān)注,對(duì)于水環(huán)境中重金屬離子的檢測已經(jīng)不滿足于傳統(tǒng)的檢測方法,檢測方法和技術(shù)由單一的檢測手段轉(zhuǎn)型到多種新型技術(shù)相結(jié)合,發(fā)展簡單、快速、便攜式檢測系統(tǒng)成為未來的發(fā)展趨勢。本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新性工作如下:1.設(shè)計(jì)了結(jié)合智能手機(jī)終端的便攜式電化學(xué)檢測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了水環(huán)境中多種重金屬離子的快速檢測。本文提出了一種結(jié)合智能手機(jī)終端的便攜式電化學(xué)檢測系統(tǒng),該系統(tǒng)由基于安卓系統(tǒng)的智能手機(jī)軟件,硬件電路及多傳感器部分構(gòu)成,實(shí)現(xiàn)了循環(huán)伏安法(CV)和差分脈沖伏安法(DPSV)等多種電化學(xué)分析方法。研究了以銀電極和汞膜玻碳電極作為工作電極...
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 水環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀及檢測技術(shù)概述
1.1.1 水環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀
1.1.2 水環(huán)境重金屬檢測技術(shù)概述
1.2 新型材料和技術(shù)用于重金屬離子檢測
1.2.1 納米金比色法的研究進(jìn)展
1.2.2 熒光量子點(diǎn)探針的研究進(jìn)展
1.2.3 基于智能手機(jī)的傳感技術(shù)概述
1.3 本文研究內(nèi)容
第二章 結(jié)合智能手機(jī)的電化學(xué)便攜式檢測系統(tǒng)研究
2.1 引言
2.2 電化學(xué)檢測原理及儀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.2.1 電化學(xué)基本原理
2.2.2 儀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.3.1 電化學(xué)檢測電路設(shè)計(jì)
2.3.2 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
2.4 系統(tǒng)上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
2.4.1 軟件需求分析
2.4.2 上位機(jī)軟件功能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
2.4.3 性能測試
2.5 系統(tǒng)用于水環(huán)境中重金屬鉛鎘離子檢測實(shí)驗(yàn)
2.5.1 試劑與儀器
2.5.2 實(shí)驗(yàn)預(yù)處理
2.5.3 銀電極檢測Cd~(2+)、Pb~(2+)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
2.5.4 汞膜玻碳電極檢測Cd~(2+)、Pb~(2+)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
2.6 本章內(nèi)容小結(jié)
第三章 基于智能手機(jī)的移動(dòng)端軟件設(shè)計(jì)
3.1 引言
3.2 智能手機(jī)軟件整體功能
3.3 通信模塊設(shè)計(jì)
3.3.1 TCP/IP協(xié)議與套接字Socket
3.3.2 通信模塊的具體實(shí)現(xiàn)
3.4 數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì)
3.4.1 曲線繪制功能
3.4.2 去噪、濾波和基線校正算法
3.4.3 峰值判別與計(jì)算
3.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)
3.5.1 文件存儲(chǔ)需求分析
3.5.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的具體實(shí)現(xiàn)
3.6 本章內(nèi)容小結(jié)
第四章 結(jié)合智能手機(jī)的核酸適配體-納米金比色系統(tǒng)研究
4.1 引言
4.2 檢測原理及檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.2.1 紫外-可見分光光度分析法
4.2.2 檢測原理和系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.3 光學(xué)檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.3.1 光學(xué)系統(tǒng)需求分析
4.3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)和測試
4.4 水環(huán)境中重金屬鎘離子檢測實(shí)驗(yàn)
4.4.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
4.4.2 實(shí)驗(yàn)方法與步驟
4.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.5 本章內(nèi)容小結(jié)
第五章 基于熒光量子點(diǎn)探針檢測重金屬鎘離子方法研究
5.1 引言
5.2 基于量子點(diǎn)熒光探針的檢測原理
5.3 基于量子點(diǎn)熒光探針的實(shí)驗(yàn)方法
5.3.1 試劑與儀器
5.3.2 試驗(yàn)方法與步驟
5.4 量子點(diǎn)熒光探針結(jié)果與分析
5.4.1 量子點(diǎn)的化學(xué)和結(jié)構(gòu)特性
5.4.2 EDTA誘導(dǎo)的CdTe QDs熒光猝滅
5.4.3 Cd~(2+)誘導(dǎo)的CdTe QDs的熒光加強(qiáng)
5.4.4 實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)工作曲線
5.4.5 選擇性實(shí)驗(yàn)
5.4.6 實(shí)際樣品檢測
5.5 本章內(nèi)容小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及碩士研究生期間的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ICP-MS測定食品及相關(guān)產(chǎn)品中重金屬等元素的研究進(jìn)展[J]. 張宏康,王中瑗,蔡斯斯. 食品研究與開發(fā). 2016(17)
[2]電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測龍舌蘭酒中22種元素[J]. 張建,田玲,楊俊,盧垣宇. 釀酒科技. 2016(08)
[3]納米金比色法在食品安全檢測中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 白文薈,劉金釧,陳愛亮. 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào). 2014(07)
[4]重金屬鎘污染及其毒性研究進(jìn)展[J]. 杜麗娜,余若禎,王海燕,陸韻,劉征濤. 環(huán)境與健康雜志. 2013(02)
[5]納米探針用于檢測環(huán)境中重金屬污染物的研究進(jìn)展[J]. 王金梁,李光明,繆昭華,成晶,郭彩欣. 現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展. 2012(22)
[6]納米鈦富集水樣重金屬鎘-膠體金免疫層析法快速檢測方法的建立[J]. 劉斌,唐勇,向軍儉,陳耀強(qiáng),劉小峰. 分析測試學(xué)報(bào). 2010(03)
[7]金納米粒子探針的合成及應(yīng)用[J]. 馬立娜,劉殿駿,王振新. 分析化學(xué). 2010(01)
[8]鉛的毒性效應(yīng)及作用機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 辛鵬舉,金銀龍. 國外醫(yī)學(xué)(衛(wèi)生學(xué)分冊(cè)). 2008(02)
[9]氧化損傷與鉛毒性研究進(jìn)展[J]. 連靈君,徐立紅. 環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué). 2007(04)
碩士論文
[1]基于納米金的生物傳感器檢測生物分子[D]. 李廣.重慶醫(yī)科大學(xué) 2014
本文編號(hào):3695701
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 水環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀及檢測技術(shù)概述
1.1.1 水環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀
1.1.2 水環(huán)境重金屬檢測技術(shù)概述
1.2 新型材料和技術(shù)用于重金屬離子檢測
1.2.1 納米金比色法的研究進(jìn)展
1.2.2 熒光量子點(diǎn)探針的研究進(jìn)展
1.2.3 基于智能手機(jī)的傳感技術(shù)概述
1.3 本文研究內(nèi)容
第二章 結(jié)合智能手機(jī)的電化學(xué)便攜式檢測系統(tǒng)研究
2.1 引言
2.2 電化學(xué)檢測原理及儀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.2.1 電化學(xué)基本原理
2.2.2 儀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.3.1 電化學(xué)檢測電路設(shè)計(jì)
2.3.2 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
2.4 系統(tǒng)上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
2.4.1 軟件需求分析
2.4.2 上位機(jī)軟件功能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
2.4.3 性能測試
2.5 系統(tǒng)用于水環(huán)境中重金屬鉛鎘離子檢測實(shí)驗(yàn)
2.5.1 試劑與儀器
2.5.2 實(shí)驗(yàn)預(yù)處理
2.5.3 銀電極檢測Cd~(2+)、Pb~(2+)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
2.5.4 汞膜玻碳電極檢測Cd~(2+)、Pb~(2+)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
2.6 本章內(nèi)容小結(jié)
第三章 基于智能手機(jī)的移動(dòng)端軟件設(shè)計(jì)
3.1 引言
3.2 智能手機(jī)軟件整體功能
3.3 通信模塊設(shè)計(jì)
3.3.1 TCP/IP協(xié)議與套接字Socket
3.3.2 通信模塊的具體實(shí)現(xiàn)
3.4 數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì)
3.4.1 曲線繪制功能
3.4.2 去噪、濾波和基線校正算法
3.4.3 峰值判別與計(jì)算
3.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)
3.5.1 文件存儲(chǔ)需求分析
3.5.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的具體實(shí)現(xiàn)
3.6 本章內(nèi)容小結(jié)
第四章 結(jié)合智能手機(jī)的核酸適配體-納米金比色系統(tǒng)研究
4.1 引言
4.2 檢測原理及檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.2.1 紫外-可見分光光度分析法
4.2.2 檢測原理和系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.3 光學(xué)檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.3.1 光學(xué)系統(tǒng)需求分析
4.3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)和測試
4.4 水環(huán)境中重金屬鎘離子檢測實(shí)驗(yàn)
4.4.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
4.4.2 實(shí)驗(yàn)方法與步驟
4.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.5 本章內(nèi)容小結(jié)
第五章 基于熒光量子點(diǎn)探針檢測重金屬鎘離子方法研究
5.1 引言
5.2 基于量子點(diǎn)熒光探針的檢測原理
5.3 基于量子點(diǎn)熒光探針的實(shí)驗(yàn)方法
5.3.1 試劑與儀器
5.3.2 試驗(yàn)方法與步驟
5.4 量子點(diǎn)熒光探針結(jié)果與分析
5.4.1 量子點(diǎn)的化學(xué)和結(jié)構(gòu)特性
5.4.2 EDTA誘導(dǎo)的CdTe QDs熒光猝滅
5.4.3 Cd~(2+)誘導(dǎo)的CdTe QDs的熒光加強(qiáng)
5.4.4 實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)工作曲線
5.4.5 選擇性實(shí)驗(yàn)
5.4.6 實(shí)際樣品檢測
5.5 本章內(nèi)容小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及碩士研究生期間的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ICP-MS測定食品及相關(guān)產(chǎn)品中重金屬等元素的研究進(jìn)展[J]. 張宏康,王中瑗,蔡斯斯. 食品研究與開發(fā). 2016(17)
[2]電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測龍舌蘭酒中22種元素[J]. 張建,田玲,楊俊,盧垣宇. 釀酒科技. 2016(08)
[3]納米金比色法在食品安全檢測中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 白文薈,劉金釧,陳愛亮. 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào). 2014(07)
[4]重金屬鎘污染及其毒性研究進(jìn)展[J]. 杜麗娜,余若禎,王海燕,陸韻,劉征濤. 環(huán)境與健康雜志. 2013(02)
[5]納米探針用于檢測環(huán)境中重金屬污染物的研究進(jìn)展[J]. 王金梁,李光明,繆昭華,成晶,郭彩欣. 現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展. 2012(22)
[6]納米鈦富集水樣重金屬鎘-膠體金免疫層析法快速檢測方法的建立[J]. 劉斌,唐勇,向軍儉,陳耀強(qiáng),劉小峰. 分析測試學(xué)報(bào). 2010(03)
[7]金納米粒子探針的合成及應(yīng)用[J]. 馬立娜,劉殿駿,王振新. 分析化學(xué). 2010(01)
[8]鉛的毒性效應(yīng)及作用機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 辛鵬舉,金銀龍. 國外醫(yī)學(xué)(衛(wèi)生學(xué)分冊(cè)). 2008(02)
[9]氧化損傷與鉛毒性研究進(jìn)展[J]. 連靈君,徐立紅. 環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué). 2007(04)
碩士論文
[1]基于納米金的生物傳感器檢測生物分子[D]. 李廣.重慶醫(yī)科大學(xué) 2014
本文編號(hào):3695701
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