摘 要

汞是一种危害人体健康，对生态环境有污染的金属。因此，汞离子的检测和识别对环境科学和医学领域有着很重要的作用。与检测汞离子的传统方法相比，基于纸张的荧光检测是一种成本低，灵敏度高，选择性高的检测方法。在本文中，我们对基于纸张的装置检测方法，荧光检测的材料以及应用等多方面进行了概述。同时通过金属离子、阴离子、氨基酸干扰实验，汞离子浓度梯度，汞离子浓度梯度纸基等多个实验验证了对汞离子的荧光检测可以在纸基上进行，为更多类似汞离子基于纸张的荧光检测和体外诊断的发展进一步提供科学参考。

关键词：纸基器件 荧光检测 汞离子

Preparation of Fluorescent Paper Based Devices for Detecting Mercury Ions

ABSTRACT

Mercury is a metal that is harmful to human health and pollutes the ecological environment. Therefore, the detection and identification of mercury ions in the field of environment science and medicine has a very important role. Compared with the traditional method of detecting mercury ions， paper-based fluorescence detection is a low cost, high sensitivity and high selectivity detection method. In this paper, we have summarized the paper-based device detection methods, fluorescence detection materials and applications. At the same time, the fluorescence detection of mercury ions can be carried out on the basis of metal ions, anions, amino acid interference experiments, mercury ion concentration gradient and mercury ion concentration gradient paper. For more similar mercury ions based on paper fluorescence detection and in vitro diagnostic development to further provide a scientific reference.

Key words: Paper-based devices; Fluorescence detection; Mercury ion

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1引言 1

1.2纸质设备的介绍 1

1.3基于纸张设备的检测方法 2

1.3.1比色法 2

1.3.2电化学法 2

1.3.3化学发光法 2

1.3.4电化学发光法 2

1.3.5荧光检测 3

1.4荧光检测使用的荧光材料 3

1.4.1荧光染料 3

1.4.2量子点 3

1.4.3金属纳米团簇 4

1.4.4上转换纳米粒子 4

1.4.5碳点 5

1.5.荧光检测的应用 5

1.5.1检测核酸 5

1.5.2蛋白质检测 5

1.5.3细胞检测 5

1.5.4检测代谢物分子 6

1.5.5其他应用 6

1.6荧光检测的未来发展 6

第二章 实验材料与方法 8

2.1实验原料 8

2.2实验仪器 9

2.3实验方法 10

2.3.1 Hg² 探针的合成 10

2.3.2金属离子干扰实验 10

2.3.3阴离子干扰实验 10

2.3.4氨基酸干扰实验 11

2.3.5 Hg² 浓度梯度的实验 11

2.3.6 Hg² 浓度梯度纸基实验 11

第三章 实验结果与讨论 13

3.1金属离子干扰实验 13

3.2阴离子干扰实验 13

3.3氨基酸离子的干扰实验 14

3.4 Hg² 浓度梯度实验 15

3.5 Hg² 浓度梯度纸基实验 15

第四章 结论与展望 17

4.1结论 17

4.2展望 17

参考文献 18

致 谢 22

第一章 文献综述

1.1引言

汞是一种对人体危害十分严重的重金属。同时，汞对生态环境有着很大的污染，是一种环境污染物。因此，汞离子的检测和识别对环境科学和医学领域有着很重要的作用。而目前通常用来检测汞离子的传统方法有分光光度法，原子吸收光谱法，电化学法，电感耦合等离子体-质谱法等。然而使用这些方法检测汞离子需要复杂的操作和昂贵的实验仪器，而荧光检测法正是一种低成本、操作简单、选择性高、灵敏度高的检测方法。因此，基于纸张的荧光检测引起了人们的注意。

1.2纸基设备的介绍

基于纸的装置通过在纸上产生由疏水壁限制的亲水通道来制造。与通过硅，玻璃或者超级聚合物作为其底物制造的常规微流体分析装置相比，基于纸的装置由纸制成。与塑料板相比，纸基材料有如下优点：更实惠，更具普遍性，敏感性高，生物相容性好，更容易制造，储存，堆放以及运输同时需要更少的样品和试剂进行测定。具有亲水性/疏水性微通道网络的基于纸张的设备使其能够在医药，医疗保健和环境监测中的潜在应用进行流体处理和定量分析，从而为新型体外诊断提供了一个共同的平台，特别是用于资料有限的地区。

基于纸张装置中的水流体运动主要基于毛细管力，水平和垂直尺寸取决于各种测定设计。基于纸张的设备包括二维的和三维的设备。这二维纸基设备是通过图案物理或者化学疏水界面在纸上形成微通道来制造的。相比于由单层纸构成的二维纸基设备，三维纸基设备是通过堆叠和折叠交替的纸层来制造的。三维设备可以在纸层内和相邻的纸层之间分配流体。使用三维设备，可以将样品从单个入口点分发到可以进行测定的多个测试点，从而实现多路诊断。基于二维和三维的设备都可以作为过滤样品的基板，进行色谱分离，并将不同类型纸张提供的生化反应合并成单个设备。目前用于制造纸基微流体装置的方法包括：蜡印，喷墨印刷，光刻，柔版印刷，等离子体处理，激光治疗，湿蚀刻，丝网印刷和蜡丝印。结合不同的制造方法和功能诊断设备制造小型便携式医疗工具，纸质设备将具有许多新的发展，比如体外测试平台。

1.3基于纸张设备的检测方法