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新型微电极串联压电传感器在生物分析中的应用研究

生物传感器应用生物体、微生物、细胞或生物物质作为敏感元件,感知外界的物理或化学的刺激,从而产生各类生理参数的响应或物理与化学参数的响应,传感器接收并感受这些响应并作出评价。生物传感器及其检测技术,不仅可以应用于微生物学研究,还可以应用于生物代谢研究,也可以应用于细胞生物学研究以及为药理学与毒理学研究提供科学有效的方法,因此生物传感被广泛地应用于临床诊断、药物功能与毒性分析、环境毒物监测、食品安全分析与生物产品质量控制相关领域。在生物传感研究上,多年来本实验室主要以压电传感作为本实验组的研究方向并取得了一定的工作进展也得到了相当的积累。因此在本文中,首先介绍了压电传感器的发展现状及发展方向:质量敏感型方向和非常量的串联压电电化学型方向。接着详细介绍了本实验室的研究工作,即串联压电生物传感器的相关工作与成果。之后,在对电极串联压电传感的研究基础之上,提出了由微型电极与压电晶体串联构建灵敏的压电生物传感器。本论文主要开展了几种微型电极  (本文共130页) 本文目录 | 阅读全文>>

华北理工大学
华北理工大学

纳米修饰微叉指电极细胞传感器的构建研究

新鲜牛奶中体细胞的含量是衡量牛奶质量和奶牛健康状况的重要指标之一,实现其准确快速检测有重要的意义。构建灵敏、快速、准确、稳定的微叉指电极细胞传感器是很好的实现方法,首先制作出微叉指电极,然后在该电极表面修饰纳米氧化锌(Zn O)薄膜和P-选择素,最后获得检测牛奶体细胞的微叉指电极细胞传感器。主要研究内容如下:1)设计宽度和间距为50μm、100μm的氧化铟锡(ITO)微叉指电极,先后在电极表面电沉积纳米ZnO及P-选择素生化修饰。通过循环伏安法和扫描隧道电子显微镜对纳米修饰的电极表面进行表征。然后再进行P-选择素修饰。交流电压幅值设置在1mV~600mV、频率范围设置在10Hz~1MHz之间进行奶样测试实验,同时添加细胞培养液对照实验,确定最佳测试信号为300mV。2)对电极的尺寸、表面结构的修饰、多细胞浓度牛奶样品、电极材料四个方面进行阻抗测量并讨论,然后建立等效电路模型对阻抗谱拟合分析。最终发现100μm尺寸修饰纳米ZnO以...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌大学
南昌大学

一种新型的平面叉指电极传感器的设计与应用实现

随着物联网应用的蓬勃发展,作为物联网神经末梢的传感器的发展相对缓慢,成为物联网发展的瓶颈。尤其在水质检测领域,深层次的无机盐污染危害严重,逐渐成为研究热点。本文提出了一种用于无机盐离子检测的新型的平面叉指电极传感器,围绕着检测机理和检测有效性展开研究。在检测机理方面,本文以交流激励下的电极过程为基础,构建传感器-水体耦合模型,量化分析传感器-水体界面结构和电学性质,提出了平面叉指电极传感器的双电层模型。使用通用电学元件及其组合来等效传感器-水体界面的物理过程,建立了等效电路电路元件与物理过程之间的映射关系,最终提出了在无机盐溶液检测中平面叉指电极传感器的等效电路模型。基于交流阻抗分析,分别探讨了低频率段和高频率段的双电层结构及其对应的等效电路模型,并提出了以优化电极常数为目标的平面叉指电极传感器结构优化策略。在检测有效性分析方面,使用COMSOL Multiphysic进行电极形状仿真探讨不同形状的电极在检测效果上的差异,明确了...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

成都理工大学
成都理工大学

基于叉指电极的气体传感器的特性及加工研究

当下,环境污染情况愈演愈烈,特别是一些有毒、有害气体无时无刻不威胁着我们的健康。那么如何精准、快速、便利地检测到诸如此类的气体,就变成了一项十分艰巨而又极其重要的工作。当然,目前检测手段多样,但半导体气敏传感器凭借其体积小、恢复时间短以及重复使用性好等诸多优点,而受到广泛关注。不尽如人意的是,目前成品化的半导体气体传感器仍有些欠缺,如选择性差、响应度低、工作温度偏高等,这就使得半导体气体传感器的应用拓展举步维艰。基于此,本文将半导体气体传感技术与MEMS制造工艺进行有效联合,制备叉指电极传感器,并利用氨气、二氧化氮、甲醛以及丙酮检测了基于叉指电极的气体传感器的气敏特性。实验结果表明,本文中制备的基于叉指电极的气体传感器,气体响应灵敏度较高、响应恢复时间较快、工作温度也较低。具体内容如下:首先,本文阐述了叉指电极气体传感器的基本原理,并且建立了叉指电极极间电阻的计算模型,分别用精确的计算方法以及忽略尖端电场,计算了其极间电阻。通过...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>

《传感技术学报》2016年03期
传感技术学报

一种新型的平面叉指电极传感器的设计与实现

随着我国水质标准的日趋严格,无机盐类尤其是硝酸盐作为水体污染的重要标志,越来越被研究学者关注。本文提出了一种用于无机物离子检测的新型单片式平面叉指电极传感器,基于交流阻抗技...  (本文共6页) 阅读全文>>

《食品安全质量检测学报》2018年06期
食品安全质量检测学报

用于细胞检测的微叉指电极阻抗生物传感器研究进展

生物传感器作为交叉学科的新型检测工具引起了科研人员的广泛关注。微叉指电极因其灵敏度高、响应速度快、检出限低、成本适中、携带方便等优点被用来制作成生物传感器,在食品安全、环境检测和医疗卫...  (本文共7页) 阅读全文>>