本文選題：液體樣品處理 + 單分散液滴萃取　； 參考：《清華大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：液體樣品的處理在健康、環(huán)境、生物檢測(cè)等領(lǐng)域是一個(gè)非常重要的課題。隨著人們對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)注日益增多,液體樣品處理的需求也逐漸增加,對(duì)液體樣品處理的技術(shù)要求也越來越高,這催生了一系列液體樣品處理新方法、新技術(shù)和新材料的誕生,并推動(dòng)其快速發(fā)展。在這樣的背景下,我們以液體樣品處理中的新技術(shù)、新材料為主要關(guān)注點(diǎn),分別選取以微流控技術(shù)為代表的新技術(shù)和以功能修飾表面及碳材料為代表的新材料作為研究工作的主體,從不同角度研究了這些新技術(shù)或新材料在液體樣品處理領(lǐng)域中的應(yīng)用。從液體樣品處理的快速化、自動(dòng)化、可連續(xù)監(jiān)測(cè)等角度,我們將單分散液滴體系引入到微流控體系中,并研究了其對(duì)連續(xù)流動(dòng)樣品進(jìn)行處理的效果。研究中,我們通過采用導(dǎo)流軌道和側(cè)面吸收通道的微流控芯片設(shè)計(jì),成功解決了單分散液滴操控困難,難以回收的問題,在萃取完成后實(shí)現(xiàn)了單分散萃取劑液滴的在線回收,使被萃取樣品具有后續(xù)利用的可能。另外,我們也在30秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)了樣品流的有效萃取及熒光檢測(cè),證明了該液體樣品處理方法的快速性。從液體樣品處理進(jìn)一步可控化,并促進(jìn)相應(yīng)器件或設(shè)備的開發(fā)或使用的角度,我們制備了具有電化學(xué)響應(yīng)性的修飾基底,并將其應(yīng)用于蛋白質(zhì)溶液的處理中。研究中,我們利用表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合向基底表面引入大量反應(yīng)位點(diǎn),進(jìn)而引入環(huán)糊精與二茂鐵的主客體相互作用,實(shí)現(xiàn)了修飾基底在電化學(xué)刺激下可控的蛋白質(zhì)吸附與抗吸附轉(zhuǎn)變。該研究?jī)?nèi)容為液體樣品處理中相應(yīng)器件和設(shè)備的表面修飾及電化學(xué)調(diào)控提供了重要的參考。從液體樣品處理更加簡(jiǎn)便的角度,我們研究了氧化石墨烯直接應(yīng)用于水溶液中雌激素吸附的效果。相比碳納米管、還原石墨烯等碳材料,我們使用獲取更加便捷、本身具有較好分散性的氧化石墨烯,將其直接應(yīng)用于水溶液中樣品的吸附。研究結(jié)果表明,氧化石墨烯的吸附能力與類似碳材料相當(dāng),具有直接用于相應(yīng)樣品處理的潛力。由于簡(jiǎn)化了所用材料的合成與修飾,降低了成本。通過三個(gè)不同角度的研究,本論文展示了液體樣品處理領(lǐng)域中新技術(shù)、新材料所具有的多樣性、廣泛性,并拓展了相應(yīng)技術(shù)及材料在液體處理領(lǐng)域的應(yīng)用。
[Abstract]:The treatment of liquid samples is a very important subject in the fields of health, environment, biological detection and so on.As people pay more and more attention to the related fields, the demand for liquid sample processing is increasing, and the technical requirements for liquid sample processing are becoming higher and higher, which has given birth to a series of new liquid sample processing methods.The birth of new technology and materials, and promote its rapid development.In this context, we focus on new technologies and materials in liquid sample processing.The new technology represented by microfluidic technology and the new material represented by functionally modified surface and carbon materials were selected as the main research subjects, and the applications of these new technologies or materials in liquid sample treatment were studied from different angles.From the point of view of rapid, automatic and continuous monitoring of liquid sample processing, we introduced the monodisperse droplet system into the microfluidic system, and studied its effect on the continuous flow sample treatment.In the research, we have successfully solved the problem of single dispersed droplet manipulation and difficult recovery by using microfluidic chip design of diversion track and side absorption channel. After extraction, we have realized the on-line recovery of monodisperse extractant droplets.It is possible for the extracted sample to be reused.In addition, we have realized the effective extraction and fluorescence detection of the sample flow within 30 seconds, which proves the rapidity of the liquid sample processing method.From the point of view of further controllable liquid sample treatment and promoting the development or use of the corresponding devices or devices, we have prepared the electrochemical responsive modified substrate and applied it to the treatment of protein solution.In our study, we used surface-initiated atom transfer radical polymerization to introduce a large number of reaction sites to the substrate surface, and then to introduce the host-guest interaction of cyclodextrin with ferrocene.The controllable protein adsorption and anti-adsorption transitions of the modified substrate under electrochemical stimulation were realized.This study provides an important reference for the surface modification and electrochemical regulation of the corresponding devices and devices in liquid sample processing.From the point of view of more convenient liquid sample treatment, we have studied the effect of direct application of graphene oxide to estrogen adsorption in aqueous solution.Compared with carbon nanotubes, reduced graphene and other carbon materials, we use graphene oxide, which is more convenient to obtain and have better dispersion, and apply it directly to the adsorption of samples in aqueous solution.The results show that the adsorption capacity of graphene oxide is similar to that of similar carbon materials and has the potential to be directly used in sample treatment.By simplifying the synthesis and modification of the materials used, the cost is reduced.Through the research of three different angles, this paper shows the diversity and extensiveness of new technologies and materials in the field of liquid sample treatment, and extends the application of corresponding technologies and materials in liquid treatment field.
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB34;O647.3

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