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荧光传感技术具有无线传输信号、免疫电磁干扰、灵敏度高、安全可靠等优点,越来越受到关注。基于有机荧光染料的荧光传感方法及器件可以满足在不同的生理、自然环境特定的测试需求,因此,研发pH值、温度、应力、浓度等化学量或物理量的荧光式传感器具有重要意义。本文将有机荧光染料与胶粘剂混合、固化制作成荧光复合材料材料,改变温度、应力、pH值、浓度(葡萄糖浓度、尿素浓度)等参量,分析相应条件下的荧光光谱,采用荧光发射谱的特征参量包括荧光光强、谱峰位置及谱带重心、自参考强度比等作为传感信号,进行了多功能传感特性分析。具体内容包括:(1)以pH试纸、荧光素钠/H610、R6G/H610为敏感材料,对荧光pH值传感进行了研究;(2)以白色打印纸、R6G/PMMA为敏感材料,对荧光温度传感进行了研究;(3)以RhB/PMMA、R6G/PMMA为敏感材料,对荧光应力传感进行了研究;(4)以荧光素/PMMA为敏感材料,对荧光尿素浓度传感进行了研究,以及以鲁米诺/PMMA为敏感材料,对荧光葡萄糖浓度传感进行了研究。主要实验结论有:(1)荧光pH值传感:以pH试纸敏感材料,得到pH传感方程λ_B=603.8-4.09 pH,重复性为9.4%FS,用该实验系统实际测试了稀的尿素水溶液及自来水的pH值,与商用电化学式pH计的结果一致,验证了实验方法及传感系统的通用性、实用性。以荧光素钠/H610为敏感材料,得到pH传感方程λ_B=538.1+1.75pH,以及R=0.76+0.058pH(R=I(548nm)/I(518nm))。以R6G/H610为敏感材料,得到pH传感方程λ_B=593+2.3pH-0.14 pH~2以及R=0.5+0.5pH-0.03pH~2(R=I(595nm)/I(565nm))。(2)荧光温度传感:以白色打印纸为敏感材料,得到温度传感方程λ_B=484.6-0.080T以及R=4.11-0.0178T(R=I(480nm)/I(530nm))。以R6G/PMMA为敏感材料,得到温度传感方程λ_B=581.9+0.065T(质量比R6G:PMMA=1:5),R6G/PMMA质量比变化基本不影响谱带重心为温度传感信号的灵敏度。(3)荧光应力传感:以RhB/PMMA为敏感材料,得到应力传感方程λ_B=590.76-1.86σ+0.55σ~2以及R=1.597-0.066σ(R=I(590nm)/I(580nm))。分辨力分别为0.018Mpa和0.045MPa。以R6G/PMMA为敏感材料,得到应力传感方程λ_B=576.14-4.11σ+1.23σ~2以及R=1.365-0.126σ(R=I(570nm)/I(560nm))。分辨力分别为0.013MPa和0.024MPa。(4)荧光浓度传感:以鲁米诺/PMMA为敏感材料,得到葡萄糖浓度传感方程λ_B=468.27+10981C以及R=1.817+847C(R=I(460nm)/I(430nm))。分辨力分别为0.16(ng/ml)和0.43(ng/ml)。以荧光素/PMMA为敏感材料,得到尿素浓度传感方程λ_B=539.831+1.379M-0.238 M~2以及R=1.61-0.034 M(R=I(540nm)/I(570nm))。分辨力分别为0.088(μg/ml)和0.249(μg/ml)。在实验范围内,最终实现pH值、温度、应力、浓度(葡萄糖浓度、尿素浓度)的测量。验证了两种新型的传感方法(谱带重心法和自参考双波长强度比法)在进行这些参量传感时,能够显著提高荧光传感的精度和稳定性。同时对部分传感器特性指标受敏感材料配比的影响进行了分析,以及对部分重要的传感器静态指标进行了标定,最后初步尝试了传感应用。