小型SPR分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其在環(huán)境污染物檢測(cè)中的應(yīng)用研究的開題報(bào)告1.研究背景和意義表面等離子共振（SurfacePlasmonResonance,SPR)技術(shù)已經(jīng)成為生物醫(yī)學(xué)、食品安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的一種生物分析技術(shù)。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，應(yīng)用SPR技術(shù)來研究環(huán)境污染物的檢測(cè)方法已經(jīng)成為一種新的熱點(diǎn)研究方向。盡管SPR技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代生物檢測(cè)領(lǐng)域中最為重要的技術(shù)之一，但由于傳統(tǒng)的SPR分析系統(tǒng)存在著很多限制，因此這種技術(shù)面臨著很大的困難。因此，設(shè)計(jì)一種小型SPR分析系統(tǒng)，以提高現(xiàn)有SPR檢測(cè)技術(shù)的靈敏度和精度，以及拓展其應(yīng)用范圍，將會(huì)是一項(xiàng)非常重要的工作。同時(shí)，隨著環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，建立一個(gè)可靠的環(huán)境污染物檢測(cè)方法也成為一項(xiàng)十分緊迫并且有意義的工作。小型SPR分析系統(tǒng)由于其具備親和度高、靈敏度高、快速實(shí)時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，可以用于對(duì)環(huán)境樣品中微量有機(jī)物、重金屬等污染物的檢測(cè)。因此，本研究將圍繞小型SPR分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建，以及其在環(huán)境污染物檢測(cè)中的應(yīng)用展開深入的研究。2.研究內(nèi)容和方案本研究的主要內(nèi)容是：（1）設(shè)計(jì)一種小型SPR分析系統(tǒng)，以提高SPR檢測(cè)的靈敏度和精度，并擴(kuò)展其應(yīng)用范圍；（2）利用該小型SPR分析系統(tǒng)，開發(fā)一種適用于環(huán)境污染物檢測(cè)的檢測(cè)方法，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在設(shè)計(jì)小型SPR分析系統(tǒng)的過程中，主要考慮以下幾個(gè)方面的問題：檢測(cè)器的選擇、平臺(tái)的構(gòu)建、樣品處理以及數(shù)據(jù)分析和挖掘等方面。具體的方案如下：（1）檢測(cè)器的選擇：考慮到SPR技術(shù)的檢測(cè)靈敏度和穩(wěn)定性，我們將采用CMOS圖像傳感器作為檢測(cè)器。對(duì)于小型SPR分析系統(tǒng)而言，CMOS圖像傳感器不僅具備精度高、能夠?qū)崿F(xiàn)微小信號(hào)的檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，而且還能夠降低總的系統(tǒng)成本，適合進(jìn)行小型化設(shè)計(jì)。（2）平臺(tái)的構(gòu)建：基于傳統(tǒng)SPR分析系統(tǒng)的工作原理，我們將采用基于表面等離子體激元共振的檢測(cè)原理，將樣品注入到芯片的反應(yīng)池中，再在芯片表面形成一層稀薄的金屬膜，通過激發(fā)表面等離子體振蕩來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物質(zhì)的定量檢測(cè)。（3）樣品處理：為了保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性，將對(duì)目標(biāo)污染物進(jìn)行前處理，主要包括樣品的凈化、濃縮和提取等工作。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)過程中，需要對(duì)稀釋程度、樣品加入的量、測(cè)量時(shí)間等因素進(jìn)行優(yōu)化。（4）數(shù)據(jù)分析和挖掘：為了更好地處理和分析SPR實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在本研究中將采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理和挖掘技術(shù)，包括信號(hào)處理算法、圖像處理技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法。3.預(yù)期研究結(jié)果本研究的預(yù)期結(jié)果包括：（1）設(shè)計(jì)一種小型SPR分析系統(tǒng)，能夠提高SPR檢測(cè)的靈敏度和精度，并能夠拓展其應(yīng)用范圍；（2）建立一種適用于環(huán)境污染物檢測(cè)的檢測(cè)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)微量有機(jī)物、重金屬等污染物的快速檢測(cè)和準(zhǔn)確定量；（3）驗(yàn)證所建立的小型SPR分析系統(tǒng)及其檢測(cè)方法在環(huán)境污染物檢測(cè)中的有效性和實(shí)用性。4.研究進(jìn)度和計(jì)劃本研究計(jì)劃在12個(gè)月內(nèi)完成，具體的進(jìn)度安排如下：（1）前期準(zhǔn)備（1個(gè)月）：收集SPR技術(shù)相關(guān)的文獻(xiàn)，了解市場上小型SPR分析系統(tǒng)的產(chǎn)品情況等，并制定詳細(xì)的研究計(jì)劃和方案。（2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)與構(gòu)建（4個(gè)月）：根據(jù)前期的準(zhǔn)備工作，采用CAD軟件對(duì)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并選購合適的檢測(cè)器和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建。（3）樣品處理與實(shí)驗(yàn)（4個(gè)月）：在系統(tǒng)搭建完成后，對(duì)樣品進(jìn)行前處理，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。（4）