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1、當(dāng)今環(huán)境與食品遭受污染問(wèn)題日益嚴(yán)重,其中有毒有機(jī)污染物在環(huán)境中分布廣泛、種類(lèi)繁多、濃度極低,實(shí)現(xiàn)快速、靈敏、準(zhǔn)確的檢測(cè)分析面臨極大挑戰(zhàn)。目前的主要檢測(cè)方法有化學(xué)分析法、生物法和免疫分析法,這些方法均存在不同方面的問(wèn)題,如儀器昂貴、操作復(fù)雜、費(fèi)時(shí)耗力等,無(wú)法滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的大規(guī)??焖贆z測(cè)分析的需求。生物傳感技術(shù),尤其是基于生物芯片的生物傳感技術(shù),其中以表面等離子共振(SPR)傳感技術(shù)為首要代表,近年來(lái)已成為國(guó)際相關(guān)領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn),而得到快速
2、發(fā)展。并成功應(yīng)用于環(huán)境與食品安全檢測(cè)、臨床診斷、藥物篩選等眾多領(lǐng)域。
本論文通過(guò)研究SPR分析儀的關(guān)鍵技術(shù),研制了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全自動(dòng)SPR生化分析儀,開(kāi)展了幾種痕量有機(jī)污染物的SPR快速檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究取得了較好的結(jié)果。
本論文將SPR分析儀研制工作分解成多項(xiàng)相關(guān)外圍技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì),并開(kāi)展了相關(guān)的應(yīng)用檢測(cè)實(shí)驗(yàn),完成的主要工作為:
1.設(shè)計(jì)小型和全自動(dòng)兩種微流SIA系統(tǒng),采用空氣實(shí)現(xiàn)樣品-緩沖
3、液的隔離和保護(hù),并解決了在不同壓力下,空氣段隔離流路體系的精準(zhǔn)注射進(jìn)樣問(wèn)題,使得進(jìn)樣系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,樣品-緩沖液的隔離和分離效果好。
2.針對(duì)SPR傳感信號(hào)溫度敏感特性,研究了溫度補(bǔ)償方法。研究和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于溫度變化量的補(bǔ)償效果不理想,而結(jié)合溫度變化率的補(bǔ)償效果有所改善,但依然難以實(shí)用化,因此設(shè)計(jì)了基于TEC和PID調(diào)節(jié)的恒溫控制系統(tǒng)。
3.提出多通道SPR傳感器的改進(jìn)和優(yōu)化方案。將波長(zhǎng)633nm光源改為760n
4、m的LED光源,并加上窄帶濾光片;將目前8位AD分辨率的面陣CMOS改成16位AD的CCD;從而有效提高傳感器的分辨率和動(dòng)態(tài)范圍。
4.設(shè)計(jì)互連通道和可控通道兩種集成微流芯片,并開(kāi)發(fā)了外部控制電路,滿(mǎn)足SPR生物傳感檢測(cè)芯片表面液體流通通道切換等工作要求。
5.提出并研究一種“固定邊界質(zhì)心法”的快速SPR共振角計(jì)算方法,用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析比較了已有“固定基線(xiàn)質(zhì)心法”、“動(dòng)態(tài)基線(xiàn)質(zhì)心法”與新方法的性能,結(jié)果表明該方法具有最
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