红外光谱技术用于食品分析及生物传感的初步研究

论文摘要

红外光谱分析技术的诸多优点,如分析速度快,对样品无化学污染,仪器操作和维护简单等特点,使其在化工、医药、农业、环境保护、生物、医学等各个领域内有着广泛的应用。应用近红外光谱结合相应的化学计量学方法可实现对不同物质的定性或定量分析。中红外光谱技术在化学生物传感方面的应用都还处于初级阶段,预期以下两方面将成为新的研究热点:一是寻找能够高效富集和固定极性有机物和生物分子的杂化膜材料,用于新的化学和生物传感器的构建,这些材料必须容易在红外仪器常用的晶体材料如CaF2、KBr、ZnSe、Ge等上成膜和洗脱,不会干扰化学生物分子识别引起的红外响应;二是发展基于中红外纳米标记物的生物传感新方法。纳米标记法已经在荧光、电化学、放射免疫生物分析等领域得到普遍认可和广泛应用,是一种有效的信号增强方法,中红外纳米材料的制备和应用研究还很少见文献报道,但这无疑是一种很有前景的生物分析新方法。综上所述将膜及纳米材料在生物传感分析中的应用与红外光谱结合,在表面科学及生化分析方面将会发挥更重要的作用。本文主要做了以下几方面的研究:（1）在第二章中我们应用近红外光谱分析技术结合移动窗口偏最小二乘模式判别分析方法对雀巢六种奶粉,1-6个月不同品牌婴儿奶粉,南仔不同阶段的奶粉及豆奶粉进行了判别分析。从结果来看,该方法通过剔除与分类无关以及干扰分类的无用信息变量的影响,能更有效地处理近红外光谱指纹信息中的非线性和复共线性等复杂的相关关系,为实现在线质量监控,跟踪原料来源具有一定的指导意义。（2）杂化膜在传感器中的应用越来越受到关注。本文第三章用溶胶凝胶法合成了聚苯乙烯/二氧化钛有机无机杂化膜,采用扫描电镜（SEM）,傅里叶变换红外光谱（FT-IR）,红外成像（IR-Image）和接触角测定仪对杂化膜的形貌,化学成份和分布以及亲水性等方面进行了表征,从表征结果来看,该杂化膜容易在CaF2上成膜和洗脱,适合作为红外传感膜的构建。（3）纳米材料有诸多的优异功能,如对外部环境如温度、湿度、光等十分敏感。将不同功能如电子性质的,光学性质的及磁学性质等的纳米颗粒固定在生物大分子上,可制成相应的用于生物信号检测、信号转换和放大的传感器。本文第四章采用了沉淀转化法制备了硫氰酸亚铜纳米颗粒,六偏磷酸钠作为无机分散剂,并将所得产品初步用到红外生物传感器的构建。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 近红外光谱概述及其在食品分析中的应用
• 1.1.1 近红外光谱概述
• 1.1.2 近红外光谱在食品分析中的应用
• 1.2 中红外光谱在生物传感分析中的应用研究情况
• 1.3 膜及纳米材料在生物传感中的应用概述
• 1.3.1 膜概述
• 1.3.2 纳米材料概述
• 1.4 本研究论文的构想
• 第2章 近红外光谱结合化学计量学方法用于不同种类奶粉的鉴别
• 2.1 引言
• 2.2 实验原理
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 仪器与样品
• 2.3.2 光谱采集
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 MWPLSDA 对雀巢不同种类奶粉的分类和判别结果
• 2.4.2 MWPLSDA 对6-12 月阶段不同品牌配方奶粉的分类和判别结果
• 2.4.3 MWPLSDA 对不同阶段南仔配方奶粉的分类和判别结果
• 2.4.4 MWPLSDA 对不同品牌豆奶粉的分类和判别结果
• 2.5 结论
• 2有机无机杂化膜'>第3章 溶胶凝胶法制备PS/TiO₂有机无机杂化膜
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 2 的清洗'>3.2.2 玻片及CaF₂的清洗
• 2 膜液的制备'>3.2.3 PS/TiO₂膜液的制备
• 3.2.4 薄膜的制备
• 3.3 分析测试
• 2 杂化膜的微观结构分析'>3.3.1 PS/TiO₂杂化膜的微观结构分析
• 3.3.2 FT-IR 傅里叶红外光谱分析
• 3.3.3 红外成像分析
• 2 杂化膜的亲水性测定'>3.3.4 PS/TiO₂杂化膜的亲水性测定
• 3.4 结果与讨论
• 2 杂化膜的微观结构'>3.4.1 PS/TiO₂杂化膜的微观结构
• 2 杂化膜的FT-IR 分析'>3.4.2 PS/TiO₂ 杂化膜的FT-IR 分析
• 3.4.3 红外成像分析
• 2 杂化膜的亲水性'>3.4.4 PS/TiO₂杂化膜的亲水性
• 3.5 小结
• 第4章 用于中红外标记的硫氰酸亚铜纳米颗粒的制备及其在免疫分析中的初步应用
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器和药品
• 4.2.2 硫氰酸亚铜纳米颗粒的制备
• 4.2.3 免疫分析流程
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 实验原理
• 4.3.2 产物的红外及紫外光谱图及XRD 表征
• 4.3.3 pH 值对产品的影响
• 4.3.4 分散剂用量对产品粒径的影响
• 4.3.5 不同溶剂对硫氰酸亚铜吸收峰的影响
• 4.3.6 反应物浓度对产品粒径的影响
• 4.3.7 CuSCN 用于免疫分析的初步探索
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 致谢