新型传感材料优秀课件

新型荧光传感器及其传感材料 1 前景特点荧光传感器原理荧光传感器优缺点荧光化学传感器传感材料的制备 主要内容 2 荧光 物质分子吸收了紫外光 220nm 或可见光引起振动能级上的电子跃迁而被激发至较高的电子能态 由激发态返回基态时以辐射跃迁的方式发射能量而产生荧光 3 前景 目前主要是测温 另外生物化学测试是一个非常好的前景 测温主要是少点测温 比如电力测温等 4 特点 UVX紫外光线传感器 看见 消失 的东西只需普通目视系统十分之一的支出 就能获得性能更先进的紫外光线检测装置 5 荧光传感器原理 新型紫外光线传感器可以检测发射紫外光线的物质 如油脂 胶水 标签 木材 衣物 橡胶 油画 荧光墨水 荧光粉笔 等等 UVX能更加可靠的记录生产过程 比普通目视系统的可靠性提高很多倍 UVX采用专利技术 6 荧光传感器的优缺点 独创数码显示界面 比同型传感器测量范围扩大3至6倍 并且不与被检测物体直接碰撞 也不会受其污染 市面上唯一一款拥有自动检测和手动校准电路的检测装置 一般人员即可操作 易于快速准确校准 紫外光线投射角度可调 高分辨率 可做极精微检测 组装便捷 单台检测器可以同时输出模拟量和数字量信号 能自动判断PNP NPN型接法 该检测器在目前市场上体积最小 检测速度最快 7 荧光化学传感器 荧光化学传感器是依靠荧光信号为检测手段 通常有荧光的增强 猝灭或者发射波长的移动 具有方便快捷 较高的灵敏度与选择性 可以利用光纤技术实现远距离实时检测等优点 已成为光化学传感器技术研究者们备感兴趣的研究领域 8 作为荧光化学传感器敏感层的荧光指示剂 它所包含的部件可用 3R0来表示 如图1所示 9 3R 所谓的3R 指分子识别部分 即接受体 负责识别和结合客体分子 报告器部分 即发色体 负责产生荧光信号 中继体部分 负责连接发色体和接受体 此外当外来物种进入接受体时 引起发色体的发光特征发生变化 10 稀土荧光的优势 窄带发射激发态寿命长斯托克斯位移大 11 分类 荧光化学传感器通过由分子识别单元和基质材料组成的敏感层与分析对象发生作用后产生荧光效应来实现检测 其构成分为以下几类 膜传感器生物传感器光纤化学传感器 12 膜传感器 膜传感器是根据待测组分的不同 选择特定的荧光活性敏分子通过共价键结合 物理吸附 包埋等方法固定在膜材料上所形成的传感器 敏感层分子通常根据荧光传感机理 光诱导电子转移 电子能量转移以及螯合荧光增强等 设计合成 13 生物传感器 生物传感器以酶 抗原或抗体 微生物等作为分子识别元件 具有优良的选择性和灵敏性 它由生物敏感元件 生物荧光活性分子 和转换器 荧光信号转换成数字信号器件 组成 用酶作为敏感层分子来检测生物分子 其中主要是利用酶的氧化还原特性来设计生物荧光化学传感器 14 实例 研究人员将单膜光纤拉制成更小的探头 探针 再固定敏感的荧光活性物质 制成超微荧光光纤传感器应用于生物检测 闫玉华等用钌 邻菲咯啉荧光试剂和醋酸纤维素制成光纤探头 分叉光纤作为光导信号传导载体 检测胆固醇溶液中的胆固醇和氧含量 15 光纤化学传感器 荧光光纤传感器以光导纤维传输荧光信号 由于光纤具有抗电磁干扰特性 信息传输损耗低 容量大 探头制作简单 易于微型化 可实时在线等特点 广泛应用在pH值检测 气体测量 金属离子测定 医药测定等领域 16 传感材料的制备 1溶胶 凝胶法掺杂荧光活性物质溶胶 凝胶作为基质其光学透明度好 光学稳定性和热稳定性高 能够保持掺杂光活性物质的光活性 减少聚集 又不会被水或者其它溶剂浸出 广泛作为基质材料研制高灵敏度 高选择性的荧光化学传感器 17 2纳米粒子的表面功能化及沸石孔性材料包埋荧光活性物质 溶胶 凝胶法形成的硅网状结构 自身会收缩而难于控制孔径和活性物质分布的均匀性 纳米材料有高比表面特别是介孔材料的均一孔径分布 采用物理吸附和化学吸附 将荧光活性物质固定在纳米粒子的表面或介孔材料的孔道中能形成荧光化学传感器 18 3一步法直接制备无机 有机杂化传感材料 制备无机 有机杂化材料通常用经过表面功能化的介孔材料再与有机分子作用 即对介孔材料进行后处理制备功能材料 在合成体系里加入有机物一步法直接合成杂化材料 具有步骤简单 介孔结构完整等特点 19 实例 Wei等将生物分子结合在离子表面活性剂或者胶法直接将生物分子固定在介孔材料上