一维光子晶体葡萄糖传感器的制备与测试开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

糖尿病是一种由于内分泌代谢紊乱而导致血液中胰岛素绝对或相对不足,从而出现血糖过高、糖尿及脂肪和蛋白质代谢紊乱等现象的慢性疾病。据统计,现阶段全球共有3.87亿糖尿病患者。糖尿病控制和并发症试验清楚地表明,血糖控制在糖尿病患者的治疗中是至关重要的,控制血糖可以避免糖尿病对患者的健康产生的负面影响。因此,对糖尿病患者进行连续无创血糖监测的需求日益增加。

寻找一种快速、便捷、准确的检测方法来诊断和监测糖尿病患者的病症是必要的,研究者在葡萄糖检测方面发明了多种方法,也开发了各种检测仪器,其原理主要是利用特定物质催化或识别葡萄糖,然后检测由此引起的信号变化,从而实现对葡萄糖的检测。现有的监测血糖浓度的方法主要是采用生物电化学酶传感器;然而,这种监测方式具有许多缺点,如反应的不可逆性,不可重复使用和难以实时连续监测葡萄糖浓度等。另外,血糖仪多需要随身携带,且需每次刺破皮肤取血样才能实施检测,手指针刺的疼痛严重降低了患者对频繁血糖监测的依从性,不利于糖尿病的诊断与控制。

若有一种无创、无痛的传感装置可以实时连续监测血液中的葡萄糖浓度,将对无创葡萄糖检测具有很大的意义。开发准确、可靠、连续和无创葡萄糖检测方法可以显著改善糖尿病患者的生活,减少持续性高血糖症的长期并发症和低血糖的直接风险。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究基本内容

1.了解国内外葡萄糖传感器的研究概况和发展趋势,了解葡萄糖检测与社会、健康以及成本等因素的关系;

2.采用丙烯酰胺、丙烯酸以及3-丙烯酰胺基苯硼酸作为单体,单分散磁性粒子作为光子晶体组装基元,通过自由基聚合制备凝胶基光子晶体葡萄糖传感器;

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3. 研究计划与安排

第1-4周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。整理资料,在任务书的基础上,设计研究方案,确定切实可行的实验技术路线,了解相关的结构和性能的测试方法,并完成开题报告。

第5-9周:按照设计方案,制备凝胶基光子晶体葡萄糖传感器。

第10-11周:测试并表征凝胶基光子晶体葡萄糖传感器的组成结构与光学性能。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] chunjie zhang, mark d. losego paul v. braun.hydrogel-based glucose sensors: effects of phenylboronic acid chemicalstructure on response[j]. 2013, chemistry of materials., 25, 3239#8722;3250.

[2] asher s a, alexeev v l, goponenko a v, et al.photonic crystal carbohydrate sensors: low ionic strength sugar sensing[j].journal of the american chemical society, 2003, 125(11): 3322-3329.

[3] elsherif m, hassan m u, yetisen a k, et al.glucose sensing with phenylboronic acid functionalized hydrogel-based opticaldiffusers[j]. acs nano, 2018, 12(3): 2283-2291.

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