基于开放大空气孔微结构光纤的超灵敏NO传感器研究

基本信息
批准号:61575150
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:丁莉芸
学科分类:
依托单位:武汉理工大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:黄俊,王俊鹏,胡涛,李涛,张炳昱,徐创
关键词:
微结构光纤传感消逝场传感技术
结项摘要

Nitric Oxide (NO), as a messenger molecule, plays an important role in human physiological and pathological progress. It is widely involved in the process of cardiovascular, nervous, and immune systems, which would cause cardiopathy, diabetes, cancer, obesity and other diseases. It is of great significance to detect the NO in the human body for the disease early diagnosis and treatment. .This project is concerned with the development of the ultrasensitive nitric oxide sensor based on the open large hole microstructured optical fibre (OLH-MOF), in order to resolve the low sensitivity, the poor properties of the sensitive materials, and poor stability of the reported NO optic fiber sensor..The specific contents include: .1.In order to resolve the low sensitivity of the sensor, OLH-MOF is used to obtain the strong evanescent field at the interface of the open channel, which have a significant increasing in the effective area of the sensitive layer..2.In order to resolve the poor properties of the sensitive materials, the CdTe/CdS core/shell quantum dots will be synthesized by modification and structure readjustment..3.In order to resolve the poor stability of the sensor, the open channel of OLH-MOF will be functionalized for coating with CdTe/CdS core/shell quantum dots directly by the chemical bond..By completing this project, we not only can achieve the high sensitivity and real-time detection of NO, but also provide a new detection methods and techniques for the biosensing field. This kind of the fiber optic sensor will promote the development of the biomedical field with the important scientific significance and application value.

一氧化氮(NO)是生物体内一种重要的信使分子和效应分子,检测体内NO浓度对多种疾病的早期诊断和防治具有重要意义。针对现有光纤NO传感器灵敏度低、响应慢、稳定性差等问题,本项目提出了一种基于开放大空气孔微结构光纤(OLH-MOF)的超灵敏NO传感器。探明OLH-MOF结构参数对传感系统的光传输特性和性能的影响规律,建立大空气孔结构对传感系统的光传输特性和性能的理论分析模型;阐明CdTe/CdS 量子点与NO的特异性识别机制和过程,建立量子点产生荧光响应的数学模型进行理论分析,系统研究环境因素对识别机制的影响规律;探明光纤表面功能化及敏感层参数对传感系统的光传输特性和性能的影响规律,优化OLH-MOF传感探头的制备。通过本项目的研究,不仅可以实现对NO的高灵敏度实时快速检测,也为生物传感领域提供了一种全新的检测方法和技术手段,对促进光纤传感器在生物医学领域的发展具有重要的科学意义和应用。

项目摘要

一氧化氮(NO)是生物体内一种重要的信使分子和效应分子,NO水平可以作为研究神经、免疫、消化等多种生理功能,以及心脑血管、糖尿病、肿瘤、肥胖等多种疾病病理的重要指标之一。若能实现对人体内NO含量的直接测定,就可以揭示NO调控若干重要疾病生理、病理过程的机制,并能通过NO供体药或酶抑制剂来调节体内NO 水平,这对人类多种疾病早期诊断和治疗具有极为重要的意义。. 针对现有光纤NO传感器灵敏度低、响应慢、稳定性差等问题,本项目提出了一种基于开放大空气孔微结构光纤(OLH-MOF)的超灵敏NO传感器。主要研究内容包括:1、NO敏感材料CdTe/CdS 量子点的的制备与表征,研究CdTe/CdS 量子点与NO的特异性识别机制和过程,并建立量子点产生荧光响应的数学模型进行理论分析,研究环境因素对识别机制的影响规律;2、研究OLH-MOF结构参数对传感系统的光传输特性和性能的影响规律,建立大空气孔结构对传感系统的光传输特性和性能的理论分析模型,并实现所设计结构OLH-MOF的拉制;3、研究光纤表面功能化及敏感层参数对传感系统的光传输特性和性能的影响规律,优化OLH-MOF传感探头的制备;4、基于OLH-MOF研制光纤NO传感器的研制,研究其对NO实时检测的性能,包括传感器的检测范围、标准曲线、检测下限、响应时间、抗干扰能力、使用寿命等。. 通过本项目的研究,我们构建出一种新型的光纤NO传感器,不仅可以实现对NO的高灵敏度实时快速检测,其对NO的检测范围为10-11~10-4 mol/L且具有可重复性,检测下限可达10 pmol/L。同时,这也为生物传感领域提供了一种全新的检测方法和技术手段,对促进光纤传感器在生物医学领域的发展具有重要的科学意义和应用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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