基于微透镜阵列的重金属离子阵列传感器研究

研制了一种基于微透镜阵列的光寻址电位阵列传感器,用以实现同一溶液中多种重金属离子的同时检测.采用脉冲激光沉积（PLD）技术在LAPS上制备Cu2+、Cr6+、Pb2+、Fe3+4种重金属离子的敏感薄膜,并利用微透镜阵列把单束激光转化成激光点阵作为LAPS阵列的光源,从而得到4×4的重金属离子敏感LAPS阵列,实现了对这4种重金属离子的检测.实验结果表明,LAPS阵列传感器能够同时检测浓度为10-5~10-3 mol/L的以上4种金属离子混合溶液.     

基于PVC薄膜的汞离子光寻址电位传感器

通过不同浓度溶液的试验,对一种新型聚氯乙稀(PVC)薄膜汞离子敏感光寻址电位传感器进行了研究,PVC薄膜中的敏感物为5-amino-1,3,4-thiadiazole-2-thiol.采用硅烷化反应对光寻址电位传感器进行表面修饰,硅烷化前后的器件对单位pH(氢离子)的灵敏度分别为每67.299mV和4.9996mV,线性相关系数分别为0.9831和0.9877.PVC膜成聚后,该传感器对汞离子有选择性的电位响应特性,显示了良好的重复性和稳定性,单位pHg(汞离子)的灵敏度为15.381mV,线性相关系数为0.9629,对其他离子的抑制比大于4.实验得到的检出下限为1.57μg/L,响应时间为2～4s,适用pH范围为3～6.     

脉冲激光沉积技术制备的薄膜传感器的研究

基于脉冲激光沉积（PLD）技术在光寻址电位传感器（LAPS）表面上制备了FeGeSbSe硫系玻璃薄膜，合成的靶材成分为Fe1.2(Ge28Sb12Se60)98.8，在Si/SiO2基质上的金属层为Cr/Au，硫系玻璃薄膜对Fe3＋敏感，显示了良好的重复性和稳定性.在1×10－5～1×10－2 mol/L呈现线性，斜率为(56±2) mV/decade，检测下限为5×10－6 mol/L，当浓度高于1×10－4 mol/L时，响应时间不超过40 s；当低于此浓度时，响应时间不超过2 min.     

脉冲激光沉积(PLD)原理及其应用

脉冲激光沉积薄膜是近年来发展起来的使用范围最广,最有希望的制膜技术.通过从激光与材料相互作用理论出发,分析了激光烧蚀材料等离子体羽辉的空间运动特征与成分分布,以LCMO为对象,对PLD系统脉冲激光沉积薄膜过程中薄膜质量与衬底温度、靶材-衬底距离、氧压、激光脉冲能量、激光频率等参数关系进行了实验研究,得出在单晶衬底上沉积LCMO薄膜的最佳实验参数.同时用XRD衍射谱和SEM分别对膜的成键情况和表面形貌作了分析,结果表明脉冲激光沉积(PLD)是一种很好的镀膜方法,所制备的膜质量较好.     

基于光寻址电位传感器的单细胞传感器设计

为了测量细胞电生理特性和进行药物分析，提出了一种基于光寻址电位传感器（LAPS）的单细胞传
感器.用峰峰值为2 mV、频率为1 kHz的正弦信号模拟细胞动作电位，作为传感器的输入信号来观测系统的
灵敏度；采用涂敷法和改变器件表面粗糙度的方法，将细胞固定在器件表面以改善传感器灵敏度；选择1
μm/mL、10μg/mL两种质量浓度乙酰胆咸（Ach）作为大脑皮层神经细胞的刺激药物，检测在不同浓度药
物作用下神经细胞的动作电位.实验结果表明，涂敷法固定细胞提高了传感器的灵敏度，该细胞传感器能
够检测出模拟动作电位，并能够检测出不同浓度的乙酰胆碱.     

Au/Cd-BTC/GCE修饰电极的制备及其对NO_2~-的电化学测定

基于均苯三甲酸和镉(Ⅱ)制备的金属有机骨架材料,以壳聚糖(CHIT)为黏合剂制备金属有机骨架膜电极,再以戊二醛交联处理膜电极表面后,电沉积金,制备Au/Cd-BTC-CHIT/GCE,并将其应用于水中亚硝酸根的电化学检测.分别考察Cd-BTC用量、CHIT质量浓度、沉积电位、沉积时间及pH值对修饰电极的影响.实验结果表明,在最佳实验条件下,NO_2~-的氧化峰电流与其浓度在1. 0×10~(-6)～3. 5×10~(-2)mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为2. 3×10~(-7)mol/L (S/N=3).该电极具有较高灵敏度,较好稳定性和重现性,较长的使用寿命且抗干扰能力良好.该电极对NO_2~-具有良好的催化活性,运用该电极检测模拟水样中NO_2~-的浓度具有较高的准确度和精密度.     

类金刚石薄膜制备及其结构和抗凝血研究

采用240 nm KrF脉冲激光沉积方法,在Si(100)衬底上制备类金刚石薄膜,利用椭圆偏振光谱和拉曼光谱研究薄膜键结构及光学性质,用血小板黏附实验研究薄膜的抗凝血性能及脉冲重复频率影响.结果表明,脉冲激光沉积制备的类金刚石薄膜sp3 C含量高,且抗凝血性能佳,脉冲重复频率增大使入射碳离子能量增加,薄膜的sp3键成分先升后降,在脉冲重复频率为50 Hz时达到最大值;类金刚石薄膜的sp3键成分影响其抗凝血性能,sp3键成分越高,其抗凝血性能越好.     

基于光寻址电位传感器的无线节点设计

针对水体重金属污染的监测问题,在光寻址电位传感器的研究基础上,采用无线传感网络技术,设计开发一种用于现场快速检测无线节点.该节点由传感单元、处理单元、通信单元和电源单元4个部分组成.针对无线节点在尺寸和功耗上的特殊要求,处理单元采用了超低功耗的微控制器MSP430FG4619,通信单元采用了体积小、功耗低、集成资源丰富的CC2500作为收发器.实验结果表明,基于铅离子敏感的硫属玻璃光寻址电位传感器的无线节点,在检测含有不同浓度铅离子的水样时,具有良好的响应特性,而且无线通信在短距离内基本稳定,证明设计达到了预期目标.     

聚吡咯薄膜的制备及其氨气敏感特性的研究

运用聚电解质自组装膜对基片表面进行化学改性,通过原位聚合法及自组装方法在基片表面沉积聚吡咯薄膜,利用紫外可见分光光度计(UV-Vis)和原子力显微镜(AFM)对聚吡咯薄膜进行了分析表征。采用平面叉指电极制备了PPy薄膜气体传感器,研究了其在常温下对有毒气体NH3的敏感性及对-30℃~+60℃温度范围内、5.9% R.H~59.6% R.H范围内的湿度其敏感特性的变化,讨论了薄膜沉积时间对气敏特性的影响。结果表明,该传感器对浓度为0~141 ppm的NH3具有较高的灵敏度,对氨气的响应及恢复特性也很好,当沉积时间为20 min时,该传感器的NH3敏感特性最好。     

Co/g-C_3N_4-CHIT/GCE修饰电极的制备及其对H_2PO_4~-的测定

以尿素为原料制备石墨氮化碳(g-C_3N_4)材料,以壳聚糖(CHIT)为黏合剂修饰于电极表面,再利用循环伏安法电沉积钴,成功制备出Co/g-C_3N_4-CHIT/GCE修饰电极,并将其应用于水样中磷酸二氢根离子(H_2PO_4~-)的电化学检测.采用循环伏安法和计时电位法进一步研究修饰电极的电化学性能.实验结果表明:在最佳实验条件下,修饰电极对H_2PO_4~-的响应电位与其浓度的对数在1.0×10~(-7)～1.0×10~(-3)mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为5.7×10~(-8)mol/L(S/N=3);该电极具有较宽的线性范围、较高的灵敏度和良好的选择性.