| Abbreviations | 第1-14页 |
| 摘要 | 第14-16页 |
| Abstract | 第16-18页 |
| 外文摘要 | 第18-20页 |
| Ⅰ General Introduction | 第20-24页 |
| ·Motivation and objective | 第22-23页 |
| ·Thesis Overview | 第23-24页 |
| Ⅱ Microfluidic devices for lead ion sensing | 第24-148页 |
| 1 Lab-on-a-chip: principles and methods | 第26-58页 |
| ·Microfluidics and lab-on-a-chip devices | 第26-27页 |
| ·History and present of microfluidics | 第27-29页 |
| ·Physics at the micrometric scale | 第29-30页 |
| ·Materials | 第30-31页 |
| ·Fabrication technologies for microfluidics | 第31-36页 |
| ·Photolithography | 第31-33页 |
| ·Soft lithography | 第33-36页 |
| ·Sealing | 第36页 |
| ·Components of microfluidics | 第36-39页 |
| ·Micromixers at Re << 1 | 第36-37页 |
| ·Micropump | 第37-38页 |
| ·Microvalves | 第38页 |
| ·Row control | 第38-39页 |
| ·Detection methods | 第39页 |
| ·Introduction of fluorophore | 第39-43页 |
| ·Absorption | 第41-42页 |
| ·Fluorescence | 第42-43页 |
| ·Fluorescent sensors for cations | 第43-50页 |
| ·Photoinduced electron transfer | 第43-45页 |
| ·Photoinduced charge transfer | 第45-47页 |
| ·Energy transfer | 第47-48页 |
| ·Formation of excimers and exciplexes | 第48-50页 |
| ·Heavy metal ions in the environment | 第50-53页 |
| ·Lead ion | 第50-51页 |
| ·Method for heavy metal ions detection | 第51-53页 |
| ·Endocrine disrupting chemicals | 第53-56页 |
| ·Classes and sources of EDCs | 第54-55页 |
| ·Content of endocrine disrupters | 第55-56页 |
| ·Conclusion | 第56-58页 |
| 2 Fluorimetric microfluidic device for Pb~(2+) sensing | 第58-78页 |
| ·Introduction | 第58-59页 |
| ·Fluoroionophores for lead ion sensing | 第59-62页 |
| ·Choice of an efficient fluorescent molecular sensor | 第62-64页 |
| ·Effect of fluoroionophore concentration | 第63-64页 |
| ·Fluorimetric microfluidic device performance | 第64-67页 |
| ·SEM images for characterizing the SU8 mold | 第66-67页 |
| ·Device design and performance | 第67-75页 |
| ·Choice of the microchip | 第67-72页 |
| ·Microchip Ⅳ | 第72-73页 |
| ·Reproducibility | 第73页 |
| ·Influence of Calcium | 第73-75页 |
| ·Sample analysis | 第75-76页 |
| ·Conclusion | 第76-78页 |
| 3 Detection of Pb~(2+) in tap water based on solid phase extraction | 第78-96页 |
| ·Introduction | 第78-79页 |
| ·Preconcentration | 第79-81页 |
| ·Solid Phase Extraction | 第80-81页 |
| ·Experimental part: Solid phase extraction for lead ion in water | 第81-83页 |
| ·Principle | 第81-82页 |
| ·Procedure | 第82-83页 |
| ·Solid phase extraction features | 第83-90页 |
| ·Adsorption isotherm | 第83-85页 |
| ·Column procedure | 第85-90页 |
| ·Fluorimetric detection of lead ion in the microfluidic device | 第90-92页 |
| ·Effect of pH and concentration for fluorescence sensor | 第90-91页 |
| ·Effect of buffer solution | 第91-92页 |
| ·Conbination of SPE and microfluidic device for the determination of lead in tap water | 第92-93页 |
| ·Sample pretreatment | 第92页 |
| ·Calibration curve | 第92-93页 |
| ·Method application in the analysis of real samples | 第93页 |
| ·Comparison with results obtained by Atomic Absorption Spectrometry | 第93页 |
| ·Conclusion | 第93-96页 |
| 4 Chemical reaction performance in the microfluidic device: mixing, transit and chemical kinetics | 第96-116页 |
| ·Introduction | 第96-98页 |
| ·Basic ideas on chemical kinetics | 第97页 |
| ·Chemical reaction in a microfluidic system | 第97-98页 |
| ·Experimental part | 第98-99页 |
| ·Mixing performance | 第99-101页 |
| ·Mixing efficiency in microchip Ⅰ | 第99-100页 |
| ·Mixing efficiency in Microchip Ⅲ | 第100-101页 |
| ·Reaction performance | 第101-103页 |
| ·Influence of transit time | 第103-106页 |
| ·Transit time in microchip Ⅲ | 第103-104页 |
| ·Effect of flow rate in microchip Ⅲ | 第104-105页 |
| ·New design of microchip Ⅳ | 第105-106页 |
| ·Complexation equilibrium constant | 第106-107页 |
| ·Complexation kinetics analysis | 第107-114页 |
| ·Introduction of Stopped-flow | 第107-109页 |
| ·Kinetics measurements | 第109页 |
| ·Data analysis | 第109-110页 |
| ·Kinetics of complex formation | 第110-112页 |
| ·Simulation of kinetics of the complexation reaction | 第112-114页 |
| ·Effect of the PDMS-glass surface of the microchannel | 第114页 |
| ·Conclusion | 第114-116页 |
| 5 Optofluidic sensor based on microcavity laser | 第116-148页 |
| ·Introduction and motivation | 第116-117页 |
| ·Strategy for effective metal ion sensor based on microcavity laser | 第117-122页 |
| ·Optical microresonators | 第117-118页 |
| ·Microcavity laser | 第118-120页 |
| ·Principle of metal ion sensing with microcavity laser | 第120-122页 |
| ·Host-Guest microcavity laser system | 第122-125页 |
| ·Photophysical properties of laser dye molecules | 第122-125页 |
| ·Requirements for a good host material in microcavity laser | 第125页 |
| ·Apparatus for characterization | 第125-126页 |
| ·Atomic Force Microscopy | 第125页 |
| ·Ellipsometry | 第125-126页 |
| ·Others | 第126页 |
| ·Host polymer study: PS-b-P2VP, PS-b-P4VP | 第126-128页 |
| ·Materials and Methods | 第127页 |
| ·Solution preparation | 第127-128页 |
| ·Preliminary study of the sensibility of copolymer films to water and metal ions | 第128页 |
| ·PS-b-P2VP | 第128-132页 |
| ·UV-Vis absorption and fluorescence of DCM laser dye | 第129页 |
| ·AFM characteristics | 第129-130页 |
| ·Ellipsometry measurements | 第130-132页 |
| ·PS-b-P4VP | 第132-139页 |
| ·UV-Vis absorption and Fluorescence | 第133页 |
| ·AFM characterization | 第133-136页 |
| ·Ellipsometry characterization | 第136-139页 |
| ·Amplified Spontaneous Emission (ASE) test | 第139页 |
| ·Design and fabrication of optofluidic device for metal ion sensing | 第139-141页 |
| ·First demonstration of the optofluidic sensor | 第140-141页 |
| ·Surface modification of PMMA | 第141-146页 |
| ·PMMA-b-PHEMA micelle solution preparation | 第142页 |
| ·Surface modification of PMMA | 第142-144页 |
| ·Microcavity laser measurement after modification | 第144-146页 |
| ·Conclusion | 第146-148页 |
| Ⅲ Detection of EDCs in miniaturized capillary electrophoresis | 第148-166页 |
| 6 Miniaturized capillary electrophoresis | 第150-166页 |
| ·Introduction | 第150-151页 |
| ·Principle of capillary electrophoresis | 第151-153页 |
| ·Driving force | 第151-152页 |
| ·Separation principle | 第152-153页 |
| ·The modes of CE | 第153页 |
| ·Endocrine-Disrupting Chemicals | 第153-155页 |
| ·Methodology | 第155-156页 |
| ·Solid-Phase Extraction | 第155页 |
| ·MEKC-ED | 第155-156页 |
| ·Experimental | 第156-161页 |
| ·Reagents, Chemicals, and Sewage | 第156页 |
| ·Analytical Equipment and Methods | 第156-157页 |
| ·Extraction of sewage sample | 第157-158页 |
| ·MEKC optimum conditions | 第158-161页 |
| ·Method Validation | 第161-163页 |
| ·Analysis of Environmental Samples | 第163页 |
| ·Conclusion | 第163-166页 |
| Ⅳ Conclusion | 第166-172页 |
| 7 Conclusion and Perspectives | 第168-172页 |
| ·Conclusion | 第168-169页 |
| ·Perspectives | 第169-172页 |
| Appendix | 第172-186页 |
| A Experimental part | 第172-186页 |
| A.1 Protocol for the fabrication of microchips for lead ion detection | 第172-175页 |
| A.1.1 Materials and equipments | 第172页 |
| A.1.2 Fabrication of bilayered microchannel mold | 第172-175页 |
| A.1.3 Replica of PDMS chip and embedded optical fiber | 第175页 |
| A.2 Protocol for the determination of stability constants of the complex of fluoroionophore and metal ion | 第175-176页 |
| A.3 Reagents for lead ion detection | 第176页 |
| A.4 Instrumental measurement | 第176-186页 |
| A.4.1 UV-Visible absorption spectroscopy and Steady-state fluorescence spectroscopy | 第176-177页 |
| A.4.2 Photolithography | 第177页 |
| A.4.3 Anodic stripping voltammetry (ASV) | 第177-181页 |
| A.4.4 Atomic force microscopy | 第181-182页 |
| A.4.5 Ellipsometry | 第182-184页 |
| A.4.6 pH meter | 第184页 |
| A.4.7 Atomic absorption spectrometer (AAS) | 第184-185页 |
| A.4.8 Amplified spontaneous emission (ASE) | 第185-186页 |
| Bibliography | 第186-208页 |
| List of Tables | 第208-210页 |
| List of Figures | 第210-217页 |
