薄膜荧光传感是基于分子材料的激发态实现传感的技术,在微痕量CBRN(化学、生物、放射性物质和核素)类物质探测中具有巨大的应用潜力。本书修订版涵盖了荧光传感基本原理、敏感薄膜创制策略、薄膜器件化方式、典型薄膜荧光传感器结构与性能,以及薄膜荧光传感器发展趋势等内容,比较完整地反映了薄膜荧光传感技术的发展和应用现状。
本书结构合理、内容丰富、叙述严谨,可以作为相关专业高年级本科生和研究生教学用书,对于从事相关领域科学研究、产品开发与应用的人员也具有重要的参考价值。
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1982年毕业于陕西师范大学化学系,获理学学士学位,1987年7月由华中师范大学获理学硕士学位。1993年9月应邀到英国Birmingham大学化学系多糖和蛋白质工程实验室从事合作研究,1994年3月转入英国Lancaster大学大分子中心从事高分子胶体与界面和光物理应用研究,1998年3月获化学专业博士学位。
目 录
第一章 荧光技术原理概述
1.1 常见荧光技术
1.2 Jablonski能级图和跃迁
1.2.1光吸收过程
1.2.2荧光发射
1.2.3磷光发射
1.2.4内转换和外转换
1.2.5振动弛豫
1.2.6系间窜越
1.3 荧光发射特征
1.3.1斯托克斯位移
1.3.2卡莎规则
1.3.3镜像规则
1.3.4荧光量子产率和荧光寿命
1.3.5内滤效应与自吸收现象
1.3.6荧光产生的结构基础
1.3.7 双荧光发射
1.4 荧光寿命测定
1.4.1荧光寿命测定的主要方法
1.4.2荧光寿命测定中的数据处理
1.5 荧光猝灭技术
1.5.1静态荧光猝灭
1.5.2动态荧光猝灭
1.5.3荧光猝灭的其它形式
1.6 荧光各向异性测量
1.6.1荧光偏振和荧光各向异性
1.6.2旋转相关时间的实验测定
1.6.3时间分辨荧光各向异性测量
1.7 时间分辨荧光光谱
1.8 能量转移相关过程和技术
1.8.1辐射能量转移
1.8.2荧光共振能量转移(FRET)
1.8.3经由电子交换的能量转移(Dexter机理)
1.8.4不同形式能量转移的比较
1.8.5 H聚集与J聚集
1.9 荧光发射中的溶剂效应
1.10 时间分辨荧光技术应用概述
1.11 荧光传感策略
1.11.1 光诱导电子转移
1.11.2 分子内电荷转移
1.11.3 非辐射能量转移
1.11.4 激基缔合物形成
1.11.5 化学反应利用
参考文献
第二章 荧光薄膜制备的一般策略
2.1 衬底表面修饰与荧光薄膜制备
2.2 衬底表面物理修饰
2.2.1物理涂覆
2.2.2 静电纺丝膜
2.2.3 高分子掺杂膜
2.2.4层层自组装
2.2.5旋涂-喷雾-层层组装联用技术
2.2.6 LB与LS膜技术
2.2.7分子凝胶制膜技术
2.3 衬底表面化学修饰
2.3.1 硅烷化反应
2.3.2 有机磷酸酯的表面反应
2.3.3 有机羧酸的表面反应
2.3.4 儿茶酚(邻苯二酚)的表面反应
2.3.5 含烯键或炔键化合物在衬底表面的固定化
2.3.6 其它有机化合物的表面反应
2.4 界面动态共价组装膜
2.4.1 动态共价键
2.4.2 液-液界面动态共价组装
2.4.3 气-液界面动态共价组装
2.4.4 界面共价有机框架膜
2.5 电化学合成膜
2.5.1 电化学有机合成技术简介
2.5.2 电化学聚合
2.5.3 电化学合成膜调控因素
2.6 薄膜表征
2.4.1 非光谱学方法
2.4.2 光谱分析和显微分析方法
2.4.3 薄膜荧光性能的一般表征
参考文献
第三章 普通荧光物理膜的特点与传感应用
3.1 高分子包埋法所得荧光薄膜
3.2 溶胶-凝胶法所得荧光薄膜
3.3 层层组装和Langmuir荧光薄膜
3.4 共轭高分子荧光薄膜
3.5 其它无序荧光薄膜
3.6 无序荧光薄膜传感应用的局限性与解决策略
参考文献
第四章 荧光化学组装膜的特点与传感应用
4.1 硅基材料与表面化学组装膜
4.2 小分子基荧光化学组装膜
4.3 共轭高分子基荧光化学组装膜
4.4 配合物基荧光化学组装膜
4.5 纳米粒子基荧光化学组装膜
4.6 化学组装膜传感应用的局限性与解决策略
参考文献
第五章 多孔荧光物理膜的特点与传感应用
5.1 凝胶
5.2 荧光传感与光漂白
5.3 分子凝胶的结构与应用
5.4 凝胶基荧光膜及其传感应用
5.5 可视化传感凝胶
5.6 基于非平面分子结构的多孔荧光膜
5.7 多孔荧光膜传感应用的局限性与解决策略
参考文献
第六章 荧光纳米膜特点与传感应用
6.1 纳米膜的界面限域制备
6.2 荧光纳米膜的传感应用
6.3 纳米膜的其它应用
6.4 荧光纳米膜传感应用的局限性与解决策略
第七章 薄膜器件化与薄膜荧光传感器
7.1 传感器与传感技术
7.2 薄膜基荧光传感器的制作
7.2.1衬底选择
7.2.2衬底活化
7.2.3传感单元固定化
7.2.4薄膜性能评价
7.2.5膜片封装
7.2.6工装检验
7.2.7性能终检
7.3 敏感薄膜器件制作示例
7.3.1衬底的选择
7.3.2衬底清洗与活化
7.3.3溶液配制
7.3.4薄膜制备
7.3.5薄膜结构检验
7.3.6荧光测定
7.3.7薄膜的包装储运
7.4 薄膜荧光传感器结构
7.4.1常规结构
7.4.2波导管结构
7.4.3 光纤传感器结构
7.4.4 叠层结构
7.5 薄膜基荧光传感器示例
7.6 薄膜器件与荧光传感器研究建议
第八章 薄膜荧光传感器发展展望
8.1 表面精准有机合成与分子组装方法研究需要加强
8.2 薄膜光漂白机理研究需要加强
8.3 衬底效应研究需要加强
8.4 传感器结构研究需要加强
8.5 薄膜基荧光传感器研究建议
附 录
1. 荧光发展历史中的部分重大事件
2. 芘荧光光谱第一锐锋与第三锐锋强度比值(I1/I3)的溶剂依赖性
3. 电磁辐射谱
4. 荧光偏振与荧光各向异性
(1)光的本质与光传播
(2)光的选择吸收
(3)荧光偏振与荧光各向异性
5. 荧光寿命的直读半圆规分析技术(Phasor Plots)
6. 常见爆炸物和毒品的结构式
(1)常见爆炸物(含液体爆炸物)
(2)常见毒品
7. 索引
彩插