谷穗的宝贝
浅谈重金属检测传感器技术的应用论文
摘要： 随着经济的迅猛发展和社会的日新月异, 人们对重金属的开采及加工越来越频繁, 这使得不少重金属存在于大气水以及土壤中, 在很大程度上加重了环境污染, 科学技术的迅猛发展为重金属检测传感器技术的研究提供了很好的途径。针对上述背景下, 对重金属检测传感器技术研究与应用进行合理性阐述, 以促进重金属检测传感器技术的进一步发展。
关键词： 重金属检测; 传感器技术; 环境污染;
重金属污染是环境污染的一个重要组成部分, 重金属在自然界中广泛存在, 随着人类的开采、冶炼、加工活动而使得重金属转变成化学状态或化学形态广泛分布于大气、水、土壤中, 随着时间的积累而不断留存、迁移, 从而引发严重的环境污染问题;重金属甚至还会随着废水的排出而流入海洋中, 对鱼和贝类造成严重的危害;重金属还会附着在人类的鼻腔和食物上, 造成人类呼吸道感染和重金属中毒[1]。重金属具有沉积性和不可降解性, 是一种非常危险的污染源, 因此对于重金属的研究与检测是十分关键的。通过调查与研究, 发现重金属检测传感器技术主要分为离子选择性电极传感器技术、光纤化学传感器技术、生物传感器技术以及微电极矩阵传感器技术四个方面, 本文通过对这四种传感器技术在重金属检测中的研究与应用作简要分析, 以推动重金属检测传感器技术的发展。
1 离子选择性电极传感器技术。
离子选择性电极传感器技术是一种操作简单、性价比高、准确有效的重金属检测传感器技术。离子选择性电极传感器技术因为不需要提前对样品进行操作而被广泛应用于重金属的在线检测中。目前, 国内外学者对离子选择性电极传感器技术进行了大量的研究, 发现选择性高、经济简单的离子选择性电极主要分为基于聚氯乙烯膜的离子选择性电极和基于流系玻璃膜的离子选择性电极两种[2]。
基于聚氯乙烯膜的离子选择性电极。
目前在对基于聚氯乙烯膜的离子选择性电极的研究中, 主要是对离子选择性电极的重金属离子的识别以及聚氯乙烯膜的结构和性能进行研究, 同时, 对不同的载体和膜增塑剂对离子选择性电极性能的影响作简要分析, 从而提高对重金属的识别能力。
基于流系玻璃膜的离子选择性电极。
基于硫系玻璃膜的离子选择性电极良好的红外线透过性是其他离子选择性电极无法相提并论的。许多发达国家都通过购买硫系玻璃膜的离子选择性电极来用于重金属检测工作。
2 光纤化学传感器技术。
对于光纤化学传感器技术的研究比离子选择性电极传感器技术的研究还要早, 光纤化学传感器技术的研究始于美国研究所, 从那以后, 许多国家都在实验室中对光纤化学传感器技术进行研究, 并应用到重金属检测中。陈雷等人对基于聚氯乙烯膜的光纤传感器进行研究并应用到铜离子的检测中, 取得了良好的效果[3]。李学强等人将注册分析法和激光激发荧光光谱技术应用到对金属离子传感器的研制中, 使我国饮用水中的重金属检测工作取得了很大的进展。
3 生物传感器技术。
第一个生物传感器始于Red String仪器公司。之后, 又在多个公司相继推出, 这些生物传感器主要是对人类血糖和尿糖中的重金属物质进行检测。重金属物质在人体中的留存和迁移会对人体的健康造成极大的威胁, 生物传感器可以与人体生物识别因素相互影响, 以达到对人体中的重金属含量进行检测, 从而预防重金属中毒的目的。通过研究发现, 生物传感器主要分为蛋白质为基础的'生物传感器以及整个细胞为基础的重金属传感器两种。
蛋白质为基础的生物传感器。
生物识别因素主要是促进消化的酶、防止病毒入侵的抗体、增强体质的金属键键合蛋白以及脱辅基酶蛋白质。以这几种生物识别因素为基础制作蛋白质为基础的生物传感器, 用来检测铜离子、锌离子、汞离子以及铅离子等金属离子。传统的生物传感器存在灵敏度低、选择性差等一系列缺点, 因此必须研制出选择性高的新型传感器来实现对重金属离子的检测, 这种新型传感器被称为蛋白质为基础的生物传感器。
整个细胞为基础的重金属传感器。
整个细胞为基础的重金属传感器可以实现对微型有机体生物标识的检测, 它具有所受干扰因素少、反应速度快等一系列优点, 可以实现对苔藓、海藻、酵母等海洋生物中的重金属的检测。随着生物医学和环境工程的蓬勃发展, 可以通过改进主传感器的途径来解决重金属检测过程中的干扰问题, 即在基因层次上设计细胞器。
4 结语。
综上所述, 本文通过对重金属检测传感器技术研究与应用进行分析, 主要从离子选择性电极传感器技术、光纤化学传感器技术、生物传感器技术以及微电极矩阵传感器技术这四个方面作简要分析, 为传感器检测技术在重金属中的研究与应用提供理论支持, 以减少重金属污染现象的发生。
参考文献
[1]张涛, 苏倡, 刘艳, 等.泥蚶 (Tegillarca granosa) 重组铁蛋白富集重金属离子的特性及化学传感器的研究[J].海洋与湖沼, 2017, 48 (4) :870-876.
[2]吕攀攀, 肖芳兰, 严锡娟, 等.构建一种基于双启动子模型的特异性检测镉离子的大肠杆菌传感器[J].生物工程学报, 2015, 31 (11) :1601-1611.
[3]贾朔.边超, 佟建华, 等.基于纳米金Core-satellites等离子体耦合增强效应的汞离子光纤传感器的研究[J].分析化学, 2017, 45 (6) :785-790.
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燕山大学电路与系统学科于1978年开始招硕士研究生，1996年被机械工业部评为部级重点学科，1998年获博士学位授予权，2000年转为河北省重点学科，2003年批准设立“电子科学与技术博士后流动站”，2008年被评为国防重点学科。30多年来，本学科形成了以现代电路理论为基础、以高新科技为先导、紧密与我国国民经济，尤其是与机械工业实际结合为特色的三个研究方向，即光电路与系统、网络综合、数字技术应用系统。光电路与系统学科发明专利“金属－陶瓷结构光纤Fabry-Perot干涉仪”；设计并实现 “雷达地杂波模拟与调制器”；完成了“无线市话（PAS）通信网络测控系统的改造与开发”。网络综合学科的“大型板坯连铸机QC振动台”项目获国家重大技术成果二等奖，“大型钢包回转台核心技术开发与研制”和“LB-6型智能应力信号分析仪”两个项目获机械工业部科技进步二等奖。数字技术及应用系统方向由国家自然科学基金资助出版了专著《休假随机服务系统》。本学科已初步建成了光电路与系统、光电在线测试、电子电路设计自动化（EDA）及数字信号（DSP）四个研究中心。 计算机应用技术学科于1985年获得硕士学位授予权。1996年被评为机械工业部重点学科，2000年转为河北省重点学科。同时，也是河北省重点资助建设的信息科学与技术学科群中的重要组成部分之一。计算机应用技术学科现有一支以具有博士学位的中青年教师为主力的学术队伍。其中，教授10人，副教授15人，讲师10人。师资队伍中具有博士学位的人员18 人。主要研究方向有：智能机器人与智能控制、数据库理论与应用技术、计算机虚拟仿真技术、计算机网络性能分析与信息安全。该学科曾得到多项国家自然科学基金和“863”、“973”计划的资助，完成了多项实际应用重点工程项目，获国家科技进步二等奖2项，国家科技进步三等奖1项，省、部级科技进步一等奖2项，省、部级科技进步二等奖4项，国防科技进步二等奖1项。近5年计算机软件著作权登记13项。 光学工程学科设有光学工程硕士学位授权点，并有光学工程一级学科博士学位授予权，2000年被评为河北省重点学科。拥有一支学术水平较高的科研队伍，形成了多个有鲜明特色的科研方向。主要有四个研究方向：光纤传感技术及应用，红外技术与特种光纤，光纤通信元部件及其系统和现场光谱与光学图像处理。光纤传感技术及应用主要研究用于测量高压大电流和纳米级机械量的光纤传感器。该方向获国家自然科学基金4项、“863”项目两项，获省部级奖2项，获发明专利3项，发表学术论文104篇，其中被SCI、EI检索24篇。红外技术与特种光纤方向致力于研究开展新型材料和各种新结构对光纤传光性能影响的研究，并探索特种光纤的制备工艺。该方向获国家“863”项目3项、“973”项目1项，获省部级奖2项，发表学术论文154篇，其中被SCI、EI、ISTP检索42篇，他人引用28次。光纤通信元部件及其系统方向致力于研究塑料光纤通信系统及其元器件的研究，着重研究塑料材质的光纤、微结构光纤、光纤放大器、耦合器和连接器等通信元部件，并开展了塑料光纤接入网技术的研究。本方向曾获五次国家自然科学基金和一次省科技专项资金资助，获省部级奖2项，发表学术论文123篇，其中被SCI、EI、ISTP检索45篇。现场光谱与光学图像处理方向主要研究用于海洋与环境有机污染物现场监测的荧光光谱技术。该方向获得国家自然科学基金资助5项，发表学术论文100余篇，其中被SCI、EI、ISTP检索32篇，获省部级科技进步一等奖、二等奖、三等奖各1项。
[1] U. Mallik, R. J. Vogelstein, E. Culurciello, R. Etienne-Cummings, and G. Cau
changyin1116 3人参与回答 2023-12-08 光纤光栅在光纤通信系统中的应用 光纤光栅作为一种新型光器件，主要用于光纤通信、光纤传感和光信息处理。在光纤通信中实现许多特殊功能，应用广泛，可构成的有源和无源光
梁朝伟可爱 4人参与回答 2023-12-09 international journal of distributed sensor networks指的是国际分布式传感器网络杂志，是SCI。SCI（《科学
爱吃的呆猫 3人参与回答 2023-12-11 都是光敏元件，只是用途不同罢了。
西安指纹锁 4人参与回答 2023-12-11 参考下： 进入21世纪后，特别在我国加入WTO后，国内产品面临巨大挑战。各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。例如纺织行业，温
李小姐梦游记 3人参与回答 2023-12-07 