基于SPR技术的汞离子检测研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wcfsoa2009
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本文利用表面等离子体共振(也叫SPR,英文全称Surface Plasmon Resonance)检测技术来实现痕量检测溶液中的汞离子。该检测法的优点是检测灵敏度高,检测速度快并且可以重复利用多次。首先介绍了重金属污染和相应的检测技术,说明了SPR技术的优势和分类方法以及国内外的发展状况。从理论出发介绍了表面等离子体共振这一现象的原理和SPR产生的条件。然后介绍了实验设备和流程。以四层的Kretschmann结构模型为基础,对SPR传感的角度调制法和强度调制法进行了模拟仿真,解释了这两种方法的原理,分别得到了反射率与入射角和样品折射率的关系曲线。然后模拟确定了Kretschmann结构中的金属层,最后得到了Ag/Au复合膜的最优参数为Ag膜厚度25nm,Au膜厚度20nm,总膜厚为45nm,此时SPR传感器的性能最优。将1,6-己二硫醇通过自组装的方法在Au膜上制备一层1,6-己二硫醇薄膜。将SPR传感器用于1,6-己二硫醇吸附汞离子的检测研究,结果表明Hg2+与1,6-己二硫醇之间存在反应,会发生吸附效应。1,6-己二硫醇因为吸附了Hg2+而改变了分子结构,影响了芯片的折射率,从而导致了SPR共振角发生偏移。而其他金属离子则与1,6-己二硫醇几乎不发生反应,因此芯片的折射率变化很小,SPR共振角偏移量也相对的很小。实验表明,传感芯片经1,6-己二硫醇修饰后能够吸附溶液中的Hg2+,而与其他金属离子(如Cd2+,Pb2+,Ni2+,Cu2+等)没有反应,不吸附。这说明1,6-己二硫醇对汞有选择性,修饰后的芯片可用于SPR检测汞离子。
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