基于取代硼酸亲和作用的比色传感阵列对含顺式邻二羟基化合物的检测研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lxting86
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
针对含有顺式邻二羟基结构的化合物,基于硼酸的比色传感阵列因其响应速度快、输出信息丰富和分辨率高等优势目前已成功用于糖类分子间和黄酮类分子间的识别区分。然而,传统比色传感阵列检测上述化合物存在过程繁琐,阵列规模较大,无法进行现场快速检测,对目标分子的检测只停留于定性分析而未实现定量分析等一系列问题,限制了该技术的实际应用。本文构建了一种基于取代硼酸亲和作用的比色传感阵列,极大地缩小了阵列规模,同时结合便携式检测工具手机以及自动化智能设备远程服务器,旨在实现对环境水样中邻苯二酚类和食品中糖类化合物的现场快速定性和定量分析,达到简化操作步骤和降低成本的目的,为其检测其它含有顺式邻二羟基的化合物提供依据。主要研究结果如下:  (1)构建了一种基于滤纸的比色传感阵列用于快速识别邻苯二酚类化合物。将苯硼酸和pH指示剂作为组合探针,以滤纸为材料构建小规模的2×2比色传感阵列用于检测7种水溶性的邻苯二酚类化合物。通过手机照相机采集反应前后阵列图像,然后利用于电脑里自主开发的颜色识别软件处理阵列图像获取7种邻苯二酚类化合物的色差图及色差图数据。色差图数据采用主成分分析、系统聚类分析及线性判别分析法进行分析,结果显示,所构建的2×2阵列对7种邻苯二酚类化合物具有很好的区分能力,识别准确性达到100%。最后,利用该比色传感阵列去定性识别长江水样里的邻苯二酚类化合物,结果令人满意。  (2)构建了一种比色传感阵列—智能手机—远程服务器系统用于现场快速检测邻苯二酚类化合物。首先,构建一种基于苯硼酸亲和作用的pH指示剂比色传感阵列(小规模的2×2阵列)用于检测13种邻苯二酚类化合物。然后采用手机照相机采集反应前后阵列图像,并使用于手机里自主开发的颜色识别软件处理图像以获取13种分析物的色差图及色差图数据。随后,采用主成分分析、系统聚类分析及线性判别分析法对色差图数据进行分析,结果显示,所构建的2×2阵列对13种邻苯二酚类化合物具有很好的区分能力,识别准确性为100%。采用偏最小二乘法建立用于具体计算邻苯二酚类化合物浓度的定量模型,所建模型具有较好的准确度和精度。最后,将手机与远程服务器相连接。用手机将已有的13种分析物及空白样的色差图数据上传给远程服务器构建用于定性判别待测物种类和定量预测待测物浓度的模型。利用所构建的比色传感阵列—智能手机—远程服务器系统进行现场定性和定量分析长江水样里的邻苯二酚类化合物。定性判别结果显示,该系统对待测物的判别准确性为100%;定量预测结果显示,预测浓度与真实浓度相差不大,以反映出水体污染程度。  (3)构建了一种比色传感阵列—智能手机—远程服务器系统用于现场快速检测糖类化合物。首先,研究了硼酸、苯硼酸和3-硝基苯硼酸与糖的结合能力,确定了3种硼酸试剂与糖的结合能力顺序为:硼酸<苯硼酸<3-硝基苯硼酸。随后,构建了一种基于3-硝基苯硼酸亲和作用的pH指示剂比色传感阵列(小规模的2×2阵列)用于检测19种糖类化合物。采用手机照相机采集反应前后阵列图像并使用于智能手机里自主开发的颜色识别软件处理图像以获取19种糖的色差图及色差图数据。主成分分析法、系统聚类分析法及线性判别分析法对色差图数据分析的结果显示,所构建的2×2阵列对19种糖具有较好的区分能力,判别准确性达到100%。采用偏最小二乘法建立了用于具体计算糖浓度的定量模型,13种糖的定量模型具有很好的准确度和精度。最后,将智能手机与远程服务器相连接。用手机将已有的19种糖及空白样的色差图数据上传给远程服务器构建用于定性判别待测糖种类和定量预测待测糖浓度的模型。通过向无糖饮料中添加糖进行加标实验,利用所构建的比色传感阵列—智能手机—远程服务器系统进行现场快速检测其中的糖类化合物。定性判别结果显示,该系统能准确无误地判别出所有待测糖;定量预测结果显示,糖浓度的预测值接近于真实值,进一步说明了该系统用于食品中糖检测的可行性。
其他文献
过渡金属团簇由于其具有特殊的d壳层电子结构,表现奇异的物理化学性质,特别是铁磁性过渡金属团簇(Fe,Co,Ni),磁性明显大于相应的体材料,备受实验和理论科学研究者的广泛关注。最近,二元过渡金属合金团簇由于通过改变化学组成和尺寸大小可以调控其化学物理性质,获得可裁剪的新材料构筑基元,这种性质的可裁剪性为其在高密度磁记录、催化、光学和生物医疗等领域的应用开辟了广阔的空间。对其电子结构与磁性质的研究已
学位
随着经济与科技不断地发展,我国电气工程及其自动化技术取得了迅速发展。智能化技术在电气工程及其自动化上的应用,产生了巨大的经济效益,极大地促进了生产力的发展。本文对
以[铁铁]氢化酶活性中心的结构和功能模拟为主要内容的仿生化学已经发展成为生物金属有机化学领域的一个研究前沿。而对此类化合物的电化学性质研究是判断其催化性能的主要手
随着工农业生产的发展,水体中有机物与重金属离子形成的伴生型污染日益增加。三氟氯氰菊酯(LC)是一种常见的有机农药,Cu(II)是重金属离子的典型代表之一,对水体均有危害。近年来研
分子反应动力学是一门研究化学反应的学科,主要是针对在微观层面上的反应来展开的研究。通过对分子反应动力学的探究,既能够得到产物的结构、性质以及作用,而这些产物可以是处于反应过程中的各种瞬时状态的,又可以从不同的角度对化学反应的内在规律等进行简单的阐述和说明。近年来,不管是在实验方面还是在理论方面,对化学反应动力学的探究更加深入了,甚至可以涉及到分子层面上来。而在理论方面,在很多的计算方法中,作为量子
学位
生物传感器是一种以生物活性单元为敏感元件,结合化学、物理转换元件,对被分析物具有高度选择性的装置,它具有灵敏度高、检测速度快、操作简便、成本低、可进行连续动态监测
金属硫化物是一类十分重要的光电半导体材料,它们展现出优异的光响应性能,在诸如光催化、光伏效应(太阳能电池)、光探测(传感)器、光致发光、光学成像以及光学非线性等多个领域有着
在农村如何贯彻“三个代表”重要思想,提高农村基层组织建设整体水平,实现党的“十五”计划目标和第三步发展目标,这是新世纪党的建设面临的新课题。要解决好这一课题必须按
依法治国,建设社会主义法治国家,已被党和国家作为一项根本治国方针和奋斗目标确定下来。依法治国,关键在领导干部,关键在领导干部法律素质的高低。因此,适应形势发展的要求
11月23日至25日,“2015世界机器人大会”在国家会议中心(北京)举行,本次大会以“协同融合共赢,引领智能社会”为主题,紧密围绕世界机器人研究和应用重点领域以及智能社会创新