基于多通道光纖模式濾光檢測的新型化學(xué)與生物傳感理論與應(yīng)用研究.pdf

1、湖南大學(xué)博士學(xué)位論文基于多通道光纖模式濾光檢測的新型化學(xué)與生物傳感理論與應(yīng)用研究姓名：周雷激申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：分析化學(xué)指導(dǎo)教師：王柯敏2002.7.1中文摘要5多通道檢測系統(tǒng)的構(gòu)造，數(shù)字信號的采集及軟件的開發(fā)：等等。根據(jù)我們的設(shè)想，我們研制出了基于通用和快速檢測的裸光纖模式濾光傳感裝置和基于多組分同時選擇性響應(yīng)的修飾光纖模式濾光色譜傳感裝置。由于這項研究工作的新穎性，香港浸會大學(xué)從本實驗室購置了兩臺我們自行研制的模式濾光傳感裝置，

2、并開展了相關(guān)的合作研究。在此基礎(chǔ)上，我們進(jìn)一步發(fā)展了全新的基于光纖模式濾光檢測的毛細(xì)管電泳裝置，并申請了專利。二、從光學(xué)波導(dǎo)的基本原理出發(fā)，從理論上探討了光纖模式濾光檢測在獲取高信噪比和高靈敏度的信號上所具有的突出優(yōu)勢。為了解決實驗中裸光纖體系與修飾光纖體系在獲取模式濾光信號上出現(xiàn)的不一致現(xiàn)象，即裸光纖體系中隨著分析對象的折射率增大，獲取的模式濾光信號呈下降趨勢，而在修飾光纖體系中分析對象的折射率增大，獲取的模式濾光信號卻是增大的，我們

3、從光的能量輻射學(xué)入手，詳細(xì)地討論了光輻射能在傳輸路徑上的反射與透射，獲得了模式濾光信號產(chǎn)生的細(xì)節(jié)，以此建立了模式濾光檢測的新模式。通過詳細(xì)的理論推導(dǎo)和分析，合理地解決了這一看似矛盾的問題，二者看似不一致，實際上是對立統(tǒng)一的。在修飾光纖體系中，定量分析待測物質(zhì)與光纖涂層相互作用所產(chǎn)生的模式濾光信號，是我們開展光纖模式濾光化學(xué)與生物傳感的理論基礎(chǔ)。在修飾光纖體系定量獲取模式濾光信號的理論研究中，我們以我們所用的石英光纖為例，推導(dǎo)了光纖模式濾

4、光信號的理論表達(dá)式。我們獲得了模式濾光信號的函數(shù)關(guān)系，它與分析對象的容量因子，分析對象的折射率、進(jìn)樣體積和進(jìn)樣濃度以及流動相的線性流速有關(guān)。對這個表達(dá)式的研究表明，對一給定值的裝置。檢測器的靈敏度主要由兩項決定。一項是隨著分析對象和包層間的RJ差值的增大，靈敏度將提高，這一項類似于普通RJ檢測器中描述分析對象選擇性的項，只不過RJ差值在模式濾光檢測中是相對于固定相而言。而在普通RJ檢測中是相對于流動相而言。另一項是分配常數(shù)Kd，它表明聚