化学与生物传感资料

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,四,章 光学传感器,4.1 导论,4.2 光谱法为根底的光学传感器,4.3 发光为根底的光学传感器,4.4 光纤传感器,4.5 外表等离子体共振为根底的光学传感器,4.1,导论,光学传感器起源,石蕊试纸,-,现代光化学传感器的雏形,烽火台,有化学识别功能的酸碱指示剂这里是石蕊溶液固定于纤维素上这里是白纸，它可以将溶液中氢离子浓度的变化表现为光吸收性质这里是试纸的颜色的变化。,4.1,导论,石蕊试纸,-,现代光化学传感器的雏形,石蕊地衣,在中性溶液里，分子和酸根离子共存，因而溶液呈紫色，即不变色。HZ=Z-,遇酸 变红 PH4.5,弱酸、中性、弱碱 不变色 4.58.3,4.1,导论,是利用敏感层与被测物质相互作用前后物理、化学性质的改变而引起的传播光特性的变化监测物质的一类传感器。,光学传感器定义,光与物质之间的相互作用包括：吸收、色散折射率变化、反射镜面反射、漫反射、散射拉曼散射、荧光淬灭等。,光测量装置的优点：,不需采用“参考电极，但也常常用到参考源；,不受电子干扰，这种特性在有电磁场干扰的情况下,尤为重要；,固定试剂不需要与任何光导纤维相接触，并且容易,置换；,不存在电平安方面的危险；,4.1,导论,光测量装置的优点：,有些待分析质在光学平衡根底上被敏感，受温度,波动等影响小；,稳定性高，尤其在进展双波长测定时；,能设计成多功能传感器，可以对一种以上待分析,物采用多种固定试剂在不同波长处同时作出响应；,4.1,导论,光测量装置的缺点：,容易受到背景光的干扰；,与其他传感器比较，其具有有限的动力学范围,一般102；,相对难以小型化；,在入射光照射下反响试剂的长期稳定性存在问题；,响应时间可能会慢一些；,4.1,导论,4.2,光谱法为基础的,光学传感器,紫外/可见光谱UV/Vis,荧光光谱,光与分析物的电子构造之间的相互作用或者待分析物引起敏感材料分子的电子构造扰动。,有机分子和生物分子电子跃迁的类型,4.2.1,紫外,/,可见吸收光谱为基础的传感器,吸收光谱在真空紫外区波长, n,2,2,、传光原理,光由纤芯到包层外表，由光的折射定律可知：,图,4.11,单芯光导纤维完全内反射的,图示说明,。,4.4,光纤传感器,二、光纤传感器的根本原理,光纤只作为光的传输回路，只简单地将光从光源传至光采集器。,1.,非,功能型光纤传感器,光纤传感器通常可分为功能型传感型和非功能型传光型。,这种形式比尔Beer定律一般都适用。,4.4,光纤传感器,二、光纤传感器的根本原理,用单模光纤，既传光又是敏感元件。,光纤的传输特性受被测物理量作用而发生变化。,使光纤中传输光的属性相位、强度、波长、偏振态被调制。光强调制型、相位调制型、偏振态调制型和波长调制型。,2.,功能型光纤传感器,图,4.12,用渐消场检测的光传感器。,4.4,光纤传感器,4.4,光纤传感器,图,4.13,光纤化学传感器探头的类型,二、光纤传感器的根本原理,4.4,光纤传感器,气体的测量,液体泄露和液位的测量,浊度的测量,pH传感器,化学离子的测量,化合物检测核酸测定、免疫分析、爆炸物质,三、光纤传感器的应用,4.4,光纤传感器,光纤化学传感器的应用,湘潭大学自然科学学报，,1998,，,4,，,72,吸光型光纤化学传感器测定锰的研究,4.4,光纤传感器,光纤化学传感器的应用,北京大学学报，,2001, 37(2), 226,基于溶氧对芘丁酸荧光淬灭原理来检测水中溶解氧,4.4,光纤传感器,光纤化学传感器的应用,北京大学学报，,2001, 37(2), 226,基于溶氧对芘丁酸荧光淬灭原理来检测水中溶解氧,4.4,光纤传感器,光纤化学传感器的应用,药学学报，,2002, 37(7), 543-547,光纤化学传感器在线监测家兔体内阿霉素血药浓度,4.4,光纤传感器,光纤化学传感器应用,CO2和pH光纤化学传感器研究进展海洋,分析科学学报, 2005, 21(1), 93,4.4,光纤传感器,光纤化学传感器的应用,高等学校化学学报，,1999, 20(7), 1047,一种新的基于折射率变化的光纤化学传感器,不同浓度乙醇检测,4.4,光纤传感器,光纤化学传感器的应用,塑料包覆石英PCS光纤传感器检漏,输油管道泄漏检测方法综述,管道技术与设备，,2000, 1, 38,4.4,光纤传感器,光纤化学传感器的应用,Petrosense PHA-100,Portable hydrocarbon analyzer for analysis of hydrocarbons in water and vapour,光电子技术与信息，,1997, 10(1), 35-36,4.4,光纤传感器,光纤传感器的特点,与光效应偶联的反响类型有很多种，具有普遍的实用意义；,适于制作微型传感器光纤直接可以到微米级，生物,兼容性好，加之良好的柔韧性和不带电的平安性，使之,尤其适用于生物和临床医学上的实时、在体检测；,抗干扰、耐腐蚀和高温，反响灵敏、功耗小，适于遥感,、特殊环境及长期自动监测；,可采用多波长和时间分辨技术来提高方法的选择性，可,同时进展多参数或连续多点检测，以获得大量信息。,掌握光谱法测试和光纤传感器的根本原理；,熟悉光学传感器的优点；,熟悉化学发光和外表等离子体共振的原理；,了解光学测定法在传感器的应用。,本章小结,复习与思考题,光学传感器的优点是什么？,名词解释：化学发光。,光纤传光的根本原理是什么，光纤传感器有哪些优点？,