基于荧光淬灭的Hg~(2+)检测系统设计

【摘要】改革开放以来,经济高速发展带来的环境污染问题日益严重,严重影响到我国的生态平衡和环境安全,制约了经济的可持续发展。重金属污染对人民群众的健康状况造成了极其严重的影响,成为当前社会存在的一个主要问题。近年来,农产品安全事件呈现出高发的态势,成为环境污染对人民生活最直接的影响方面,这些事件带来的恶劣后果为我们敲响了环境污染治理的警钟。重金属污染是导致环境污染的重要原因之一,重金属通过食物链在人体富集,人体内重金属超标会导致各种疾病的产生,对人身体健康造成很大的威胁。为了实现快速、准确的检测环境中重金属污染程度,本文在对国内外重金属检测技术现状和发展趋势进行了充分调研的基础上,利用量子点荧光淬灭特性,结合嵌入式技术,设计了Hg2+快速检测系统。首先,根据检测原理来设计光学感知模块,完成量子点荧光淬灭。针对微弱荧光信号难以检测的问题,为了实现微弱光信号的转换、放大、去噪,设计了相应的信号调理电路。由于检测核心部件半导体激光器工作时会因为温度升高产生红移现象导致检测结果不稳定,设计相应的温度控制模块对其进行温度控制,来提高检测系统整体的稳定度。其次,结合嵌入式设备的优点和实际需求,确定本文设计的检测系统软件系统设计。经过综合考虑,基于嵌入式Linux系统,经过裁剪、移植,编写文件系统,搭建软件系统、开发设计应用程序来完成整个操作系统的移植搭建过程。使用Qt设计系统应用程序,来完成检测、显示、通信等功能。最后,本文进行汞离子检测实验,分析汞离子浓度与荧光强度变化之间的线性关系,给出线性检测的范围和检测下限。通过选择性实验部分,验证了其他重金属离子的影响和屏蔽方法,排除其他重金属对检测标准数值的干扰,对实际现场检测效果进行了验证性实验。证明,本文设计的检测系统达到了预期的使用效果,具有一定的实际意义和应用前景。
【作者】董瀚琳；
【导师】李淼；
【作者基本信息】中国科学技术大学，模式识别与智能系统，2014，硕士
【关键词】量子点；荧光检测；半导体激光器温度控制；汞离子；嵌入式操作系统；检测试验；

【参考文献】
[1]朱建.大型家电企业的制造执行系统实施研究[D].广东财经大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[2]吴慧萍.中等职业学校英语生活化教学的研究[D].华中师范大学,教育管理,2012,硕士.
[3]张倩.罚金易科制度研究[D].湘潭大学,刑法学,2012,硕士.
[4]张欢.产纤维素酶菌株选育、优化培养及酶纯化工艺研究[D].沈阳航空航天大学,安全技术及工程,2013,硕士.
[5]王超.新闻语篇中隐含政治因素翻译的批评性话语分析[D].山东财经大学,外国语言学及应用语言学,2012,硕士.
[6]杨明,刘杰,梁轩瑞,徐殿国.一种有源功率因数校正电流畸变抑制控制技术[J].电力系统自动化,2014,03:30-35.
[7]李赤军.美学理念在中学数学教学中的应用[D].首都师范大学,2002.
[8]狄丛丛.大学生媒介素养课程的行动研究[D].东北师范大学,新闻学,2012,硕士.
[9]李红梅.OFDMA下行链路系统中无线资源分配算法研究[D].西南交通大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[10].“规训与书写:开放的教育史学”研讨会成功举办[J].浙江大学学报(人文社会科学版),2014,02:129.
[11]伍冬梅.S动画学院核心竞争力的要素分析与培育[D].电子科技大学,2004.
[12]卢菡涵.半导体制冷性能及恒温控制的研究[D].太原科技大学,机械电子工程,2013,硕士.
[13]张红艳.《反假冒贸易协定》中的知识产权执法措施研究[D].西南政法大学,国际法学,2012,硕士.
[14]李凤录.政治参与视野下我国信访制度研究[D].西安科技大学,马克思主义中国化研究,2014,硕士.
[15]曹则贤.物理学咬文嚼字之七十三劳——功的篇章[J].物理,2015,06:406-410.
[16]孙国斌,辛红.抓好QC小组活动促进质量持续改进[J].质量与可靠性.2003(05)
[17]邓自立,刘伟华,石莹.应用Diophantine方程的多通道最优去卷[J].自动化学报,1999,03:96-99.
[18]李德锋.SH公司环保通风设备市场营销策略研究[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[19]朱立萍.秦皇岛市港口建设有限公司薪酬体系改进研究[D].燕山大学,工商管理,2014,硕士.
[20]金烨峰.不同生殖激素对奶牛同期发情的调节效果及应用[D].南京农业大学,预防兽医学,2011,硕士.
[21]舒媛媛.城市化对降雨、径流影响的研究[D].长安大学,市政工程,2014,硕士.
[22]魏敏.堆焊修复安全端完整性评价和伺服阀管弹簧失效分析[D].华东理工大学,化工过程机械,2014,硕士.
[23]林小平.基于面向对象的酒店客户关系管理系统设计[D].广东工业大学,软件工程,2004,硕士.
[24]苏航.XQuery语言的部分求值技术[D].北京工业大学,2009.
[25]周天下.自动思维的脑结构基础以及影响因素初探[D].西南大学,基础心理学,2014,硕士.
[26]莫逆,周冠宇,杨露.基于客流流线的地铁站检票闸机布设研究[J].城市轨道交通研究,2014,05:17-21.
[27]王海洋.不同粒径纳米氧化铝遗传毒性的研究[D].山西医科大学,劳动卫生与环境卫生学,2013,硕士.
[28]王慧颖.权利及其正当性问题研究[D].辽宁师范大学,法学理论,2012,硕士.
[29]李铭.含咔唑基乙烯基醚的合成及其光引发活性阳离子共聚[D].苏州大学,高分子化学与物理,2014,硕士.
[30]于淼.逆变并网控制及孤岛检测的研究[D].东北大学,电力系统及其自动化,2010,硕士.
[31]记者任海军.解读《科学》杂志年度十大科学进展[N].新华每日电讯,2009-12-21007.
[32]刁文淇.虚拟经济的宏观混沌性研究[D].辽宁大学,政治经济学,2012,硕士.
[33]石卓兴.蛋白质亚细胞定位预测中若干信息提取算法研究[D].浙江理工大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[34]任静.严寒地区住宅和办公建筑人体热适应现场研究[D].哈尔滨工业大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2014,硕士.
[35]李万万.基于波动方程正演的地震观测系统设计[J].石油地球物理勘探,2008,02:134-141+121-122+246.
[36]李成林.清代打箭炉城镇的形成与发展[D].兰州大学,民族学,2013,硕士.
[37]刘沛佩.非上市公众公司信息披露的理论基础与价值选择[J].金融监管研究,2014,09:98-108.
[38]朱云.乒乓球运动员动作前情景的预判绩效及其差异性研究[D].首都体育学院,体育教育训练学,2013,硕士.
[39]林佩芳.上海市高校毕业生就业保障机制研究[D].上海工程技术大学,社会保障,2013,硕士.
[40]彭文静.农民专业合作社人才资源研究[D].西南交通大学,社会保障,2013,硕士.
[41]乔路兵.高管—员工薪酬差距与财务成果的实证分析[D].西北师范大学,产业经济学,2013,硕士.
[42]王方瑞.密度对不同年代小麦品种产量的影响及其生理基础[D].南京农业大学,作物栽培学与耕作学,2012,硕士.
[43]唐宏志.Mg与Ba铁氧体和BaFe_(12)O_(19)-石墨的制备及其磁性能研究[D].上海理工大学,化工过程机械,2013,硕士.
[44]陈学华,钟文丽,贺振华,杨威.瞬时谱数据的谱加权自适应带通滤波融合[J].石油地球物理勘探,2012,03:452-456+357+518.
[45]隆冰,朱晓宁.混合网络均衡模型的求解算法研究[J].公路交通科技,2014,03:112-118.
[46]刘繁艳.株洲市园林管理信息系统研建[D].中南林学院,2005.
[47]王炳宽,付炳祥.长春站高架候车厅后张预制预应力薄腹梁工程实践[J].建筑技术.1997(03)
[48]黄亦楠.法院管理行政化的改革研究[D].吉林大学,行政管理,2013,硕士.
[49]任安祥,何金明,肖艳辉,王羽梅.CO_2浓度升高对茴香植株生长、精油含量和组分的影响[J].植物生态学报,2008,03:698-703.
[50]朱琳.纯粹精神损害赔偿制度研究[D].辽宁大学,民商法学,2012,硕士.