近些年來,光學(xué)生物傳感器已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于食品工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、發(fā)酵工業(yè)、軍事、醫(yī)學(xué)方面等。免標(biāo)記、靈敏度高、響應(yīng)快、實時性好、可遙控、便攜、無電磁干擾和安全性高是現(xiàn)代光學(xué)生物傳感器的特點,也是實驗室研究和商業(yè)應(yīng)用所追求的目標(biāo)。多孔硅由于其巨大的比表面積、良好的生物兼容性、熒光特性以及介質(zhì)折射率可調(diào)節(jié)等優(yōu)越性,再加之其容易制備、造價低廉的優(yōu)勢,在制備生物傳感器的各類材料中脫穎而出。因此,基于硅基底的多孔硅光學(xué)生物傳感器受到廣泛關(guān)注。本論文主要以納米多孔硅作為基底材料,制備出具有特殊光學(xué)微腔結(jié)構(gòu)的高靈敏度、免標(biāo)記的光學(xué)生物傳感器。采用角度譜檢測方法對小尺寸的DNA生物分子和大分子量的包蟲病生物分子進行有效可靠檢測;提出了圖像法,通過計算圖像的灰度值檢測器件折射率的變化;利用量子點的特性提高了光譜設(shè)備的檢測效果;并進行了新型多孔硅拼接微腔的理論分析與制備。1.反射角度譜檢測方法:提出了一種免標(biāo)記,免光譜設(shè)備,測量靈敏度高的生物檢測的新方法。該方法利用了多孔硅微腔的光學(xué)特性,通過測量激光反射光強度最小值所對應(yīng)的入射角度,得到傳感器中因發(fā)生生物反應(yīng)而導(dǎo)致的折射率變化,從而實現(xiàn)生物檢測。通過對免標(biāo)... 

【文章來源】：新疆大學(xué)新疆維吾爾自治區(qū)211工程院校

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 生物傳感器簡介
        1.1.1 生物傳感器的構(gòu)成
        1.1.2 生物傳感器的分類
        1.1.3 生物傳感器的發(fā)展
        1.1.4 生物傳感器的應(yīng)用
        1.1.5 生物傳感器的前景
        1.1.6 光學(xué)生物傳感器
    1.2 多孔硅簡介
        1.2.1 多孔硅的發(fā)展歷史
        1.2.2 多孔硅的表征
        1.2.3 多孔硅的形成機制
    1.3 多孔硅一維光子晶體簡介
        1.3.1 布拉格反射鏡
        1.3.2 光學(xué)微腔
    1.4 多孔硅生物傳感器的發(fā)展
    1.5 選題依據(jù)和研究內(nèi)容
第二章 基于多孔硅微腔免光譜設(shè)備的可見反射光檢測新方法
    2.1 測量原理
    2.2 實驗
        2.2.1 實驗材料和試劑
        2.2.2 實驗儀器及器件
        2.2.3 以P型硅為基底的多孔硅微腔的制備
        2.2.4 多孔硅微腔的功能化
        2.2.5 DNA生物探針的制備和生物檢測
    2.3 實驗結(jié)果及討論
        2.3.1 反射角度譜對DNA檢測有效性描述
        2.3.2 反射角度譜展寬的分析
        2.3.3 多孔硅介質(zhì)層折射率差對實驗的影響
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于多孔硅微腔近紅外透射光檢測新方法
    3.1 理論分析
    3.2 實驗
        3.2.1 實驗材料和試劑
        3.2.2 實驗儀器及器件
        3.2.3 以P型硅為基底的多孔硅微腔制備和功能化
        3.2.4 包蟲病生物探針的制備和檢測
    3.3 實驗結(jié)果與討論
        3.3.1 透射角度譜對包蟲病檢測的有效性描述
        3.3.2 多孔硅微腔周期對透射角度譜的影響
        3.3.3 入射角度對透射角度譜的影響
        3.3.4 多孔硅介質(zhì)層折射率對透射角度譜的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于多孔硅微腔陣列的圖像檢測
    4.1 檢測原理
    4.2 實驗
        4.2.1 實驗材料和試劑
        4.2.2 實驗儀器及器件
        4.2.3 以P型硅為基底的多孔硅微腔微陣列的制備
    4.3 實驗結(jié)果及圖像分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于多孔硅微腔CdSe/ZnS量子點標(biāo)記的DNA光譜檢測
    5.1 理論闡述
    5.2 實驗
        5.2.1 實驗材料和試劑
        5.2.2 實驗儀器及器件
        5.2.3 以N型硅為基底的多孔硅微腔的制備
        5.2.4 多孔硅微腔的功能化
        5.2.5 DNA探針的制備
        5.2.6 量子點與目標(biāo)DNA的偶聯(lián)
        5.2.7 DNA分子的檢測
    5.3 實驗結(jié)果
        5.3.1 反射譜對DNA檢測的描述
        5.3.2 反射角度譜對DNA檢測的描述
    5.4 本章小結(jié)
第六章 多孔硅拼接微腔生物傳感器的理論分析及制備
    6.1 拼接微腔
        6.1.1 拼接微腔的理論分析
        6.1.2 拼接微腔的結(jié)構(gòu)制備方法
        6.1.3 不同折射率組合的拼接微腔分析
        6.1.4 不同禁帶中心波長布拉格鏡組合的拼接微腔分析
        6.1.5 拼接微腔中微腔層分析
    6.2 實驗
        6.2.1 實驗材料和試劑
        6.2.2 實驗儀器及器件
        6.2.3 多孔硅拼接微腔的制備與功能化
    6.3 實驗結(jié)果與討論
    6.4 本章小結(jié)
第七章 關(guān)于多孔硅微腔設(shè)計及相關(guān)問題的分析
    7.1 多孔硅微腔的設(shè)計
    7.2 多孔硅微腔不同介質(zhì)層折射率變化的分析
    7.3 多孔硅微腔孔洞引起介質(zhì)折射率變化的分析
    7.4 多孔硅微腔對吸收問題的討論
    7.5 多元多孔硅微腔的設(shè)計
    7.6 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
    8.3 創(chuàng)新點
參考文獻
博士期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]新疆14地州2014年家畜棘球蚴病感染調(diào)查報告[J]. 努斯來提,馬力克,閆浩,祖力胡馬爾.  中國人獸共患病學(xué)報. 2016(02)
[2]Label-free high-throughput and real-time detections of protein interactions by oblique-incidence reflectivity difference method[J]. HE LiPing,LIU Shuang,DAI JunBeijing National Laboratory for Condensed Matter Physics,Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences,Lü HuiBin,JIN KuiJuan,YANG GuoZhen.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2014(04)
[3]High hydrosilylation efficiency of porous silicon SiHx species produced by Pt-assisted chemical etching for biochip fabrication[J]. XIAO MinYu,HAN HuanMei,XIAO ShouJun.  Science China（Chemistry）. 2013(08)
[4]粗糙表面的統(tǒng)計研究[J]. 張流強,肖海軍,董海龍.  表面技術(shù). 2011(04)
[5]Studies on the microstructure,optical and electrical properties of organic microcavity devices based on a porous silicon reflector[J]. XIONG Zuhong1, FAN Yongliang2, ZHAN Yiqiang2, ZHANG Songtao2, DING Xunmin2 & HOU Xiaoyuan2 1. School of Physics, Southwest China-Normal University, Chongqing 400715, China; 2. Surface Physics Laboratory (National Key Laboratory), Fudan University, Shanghai 200433, China.  Science in China（Series E:Technological Sciences）. 2005(02)



本文編號：3630270