题目：电场诱导水分子簇发光装置的设计

本论文由综述和研究报告两部分组成：第一部分为综述，介绍了水分子的性质及其研究进展；第二部分为研究报告，主要致力于研究、设计一种装置，使水溶液在合适电场信号的诱导下，可产生电场诱导发光现象。在此研究基础上，进一步发现铜离子和碳纳米管可抑制该电场诱导水溶液发光现象，在相关条件优化的基础上，建立了铜离子和碳纳米管的分析新方法。

水作为世界上存在最广泛的分子型化合物，对生命的存在和延续起着非常重要的作用，水结构一直以来都是科学界的热点研究问题。由于单体水分子既是氢给体又是氢受体，从而在液态水中形成氢键网络，加之极性水分子间较强的动态作用力，同其它弱束缚系统相比，对水结构难以进行严格的理论阐述和实验测定。进入九十年代以来，美国加州大学 Berkeley 实验室，利用远红外振转隧道光谱仪验证动态水分子簇存在，并对二元水、三元水、四元水、五元水、六元水进行了研究。各种理论计算和实验研究都证明：在自然条件下，水是以分子簇形式存在的，而且水的微观结构具有重要的生物功能。
根据文献报道，改变水分子结构的物理化学方法有：外加磁场法、外加电场法、激光辐射法、直接加热法、离子以及聚合物的影响等。在本论文中，我们发现水溶液在合适电场信号的诱导下可产生发光信号的现象，并基于该现象及分析物与水分子之间弱的相互作用，建立了铜离子和碳纳米管的分析方法。
1.????? 电场诱导水溶液发光装置的设计及铜离子的分析方法研究

利用所设计的电场诱导水溶液发光装置，我们研究发现：当发光装置中注入10-3mol/L PBS缓冲溶液，并施加合适的外加电场信号时，PBS缓冲溶液可产生强烈的发光信号。与此同时，当PBS缓冲溶液含有微量Cu2+时，该发光信号被强烈的抑制。通过对实验装置的参数如电场强弱、发光管长度、溶液组成等条件的优化，建立了铜离子的分析新方法。在最佳的实验条件下，该方法测定Cu2+的线性范围为1.0×10-9～1.0×10-6 mol/L，检出限为3.0×10-10 mol/L。
2. 电场诱导水溶液发光装置的设计及功能化碳纳米管的定量分析方法研究

我们研究发现:不同的分散剂如SDBS、CTAB、CHIT等分散的碳纳米管对电场诱导水溶液发光信号有抑制作用。在此发现基础上，通过条件选择和优化，建立了碳纳米管的定量分析方法。在最佳的实验条件下：该方法用于检测碳纳米管的线性范围2.0×10-7～1.0×10-6 g/mL,检出限为6.0×10-8 g/ml。