【摘要】：多孔硅(Porous Silicon,PSi),具有比表面積大、生物活性好、吸附性強(qiáng)、生物兼容性好等優(yōu)點(diǎn),它被廣泛用于光學(xué)生物傳感器的基底材料,以多孔硅為基底的微陣列芯片對生物檢測具有免標(biāo)記、可定量等優(yōu)點(diǎn),近年來針對這些應(yīng)用開展探索和研究掀起了熱潮。本文基于PSi微陣列的數(shù)字圖像,提出了一種高靈敏度的測量折射率變化的新方法。在氦氖激光激發(fā)下,采用數(shù)字成像設(shè)備獲得具有微腔結(jié)構(gòu)的陣列單元的反射光圖像,我們通過計(jì)算圖像的平均灰度值變化來檢測單元的折射率變化量。該方法可檢測出每一個(gè)陣列單元折射率變化量的10~(-4)量級,可用于檢測多孔硅微陣列生物芯片中因生物反應(yīng)引起的折射率變化,從而實(shí)現(xiàn)免標(biāo)記、快速、并行的生物檢測。本論文研究內(nèi)容包括三個(gè)部分:(1)成功制備出多孔硅微腔微陣列芯片,陣列分布為9×9,直徑為500μm。(2)采用轉(zhuǎn)移矩陣法理論仿真出缺陷態(tài)波長與入射角度的關(guān)系,并根據(jù)這種關(guān)系闡述了角度測量法機(jī)理;同時(shí)還采用轉(zhuǎn)移矩陣法理論仿真出折射率的變化量與入射角度的關(guān)系、反射率的變化量與入射角度的關(guān)系。(3)制備了多孔硅為基底的微陣列芯片,采用數(shù)字成像設(shè)備獲得具有微腔結(jié)構(gòu)的陣列單元的反射光圖像,用數(shù)字處理軟件把把圖像轉(zhuǎn)化成灰度圖,并最大范圍的分割出陣列單元的中間區(qū)域,然后計(jì)算出區(qū)域中的平均灰度值,從而用灰度值的變化量來表示折射率的變化量。此方法可檢測出每一個(gè)陣列單元10~(-4)的折射率變化量,從而可檢測出因生物特異性結(jié)合而引起的折射率的變化,實(shí)現(xiàn)免標(biāo)記、快速、并行的生物檢測。
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ127.2;TB383.4
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 多孔硅材料的概述
        1.1.1 多孔硅材料基本概念
        1.1.2 多孔硅材料研究背景及現(xiàn)狀
        1.1.3 多孔硅材料應(yīng)用
    1.2 微陣列芯片的概述
        1.2.1 微陣列芯片基本概念
        1.2.2 微陣列芯片研究背景及現(xiàn)狀
        1.2.3 微陣列芯片檢測技術(shù)
    1.3 多孔硅為基底生物芯片研究
    1.4 論文研究意義及主要?jiǎng)?chuàng)新
    1.5 論文主要研究概要
第二章 多孔硅微陣列芯片的制備
    2.1 多孔硅介紹
    2.2 多孔硅制備原理
    2.3 多孔硅發(fā)光原理
    2.4 多孔硅光子晶體概述
        2.4.1 多孔硅布拉格反射鏡原理
        2.4.2 多孔硅微腔原理
    2.5 微陣列芯片的制備原理
        2.5.1 實(shí)驗(yàn)儀器及材料
        2.5.2 微陣列芯片制備過程
    2.6 小結(jié)
第三章 多孔硅微腔微陣列測量原理
    3.1 多孔硅微腔介紹
    3.2 角度測量法原理
    3.3 折射率變化量與入射角度關(guān)系
    3.4 反射率變化量與入射角度的關(guān)系
    3.5 小結(jié)
第四章 數(shù)字圖像法檢測多孔硅微腔微陣列
    4.1 灰度值概念
    4.2 介紹
    4.3 實(shí)驗(yàn)部分
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)儀器與材料
        4.3.2 多孔硅微腔微陣列制備
    4.4 多孔硅微腔微陣列芯片檢測
    4.5 用數(shù)字圖像法對多孔硅微腔微陣列器件進(jìn)行成像
    4.6 結(jié)果與分析
    4.7 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 未來展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表文章目錄
致謝

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本文編號：2849044