随着化学传感器技术的发展,对于简单、便捷、快速和应用广泛的检测分析方法的迫切需求,阵列式化学传感器应运而生,并且在科学研究和实际生活中得到了广泛应用,尤其体现在分析检测复杂化合物方面。由于阵列式化学传感器具有灵敏度高、响应速度快和可集成度高等优点,被广泛应用食品、糖类、有毒气体和疾病等领域的检测。大量研究实验表明卟啉及衍生物作为传感元件,具有很高的灵敏度和化学稳定性,在对目标物的特异性识别与鉴定方面体现出特殊功能,因此,如何构建可靠的可视化卟啉化学传感阵列,对多学科交叉领域的研究具有很重要的意义。生成像如可视化卟啉化学传感阵列的试剂多具有腐蚀性、易挥发性、混合性的特点。阵列中每个样点的试剂成分不同,为了保持每个样点直径相近,制备过程中存在不同试剂扩散速度不同的问题。当前市面上及专利报道中没有专门制备这种特殊阵列的点样装置。在功能方面唯一比较接近的是生物芯片点样仪,但其点样对象主要是核酸、蛋白质、抗体和组织,因此生物芯片点样仪不可直接制备这种阵列式化学传感器。有鉴于此,本课题旨在提供一套可以自动制备阵列式化学传感器的点样仪。该仪器可以自动吸取高腐蚀性试剂,自动完成点样,并且所制化学传感器满足试验要求。本文的主要工作有一下几个方面:一、根据现有接触式生物芯片点样仪的工作原理,设计阵列式化学传感器点样仪的整体结构。该结构主要满足以下几个方面的要求:1、实现X、Y轴两个方向的自由运动;2、点样头可以加装36根半径不同的点样针;3、可以实现36根点样针同时加样;4、可以连续制备多张化学传感器;5、试剂槽可以盛装高腐蚀性化学试剂。二、根据点样仪的整体结构及点样仪应具有的功能,设计了以PIC16F877A单片机为控制核心的硬件系统,包括矩阵键盘模块、液晶显示模块、电源模块、定位检测模块、步进电机驱动电路模块。根据各模块的功能,在MPLAB中完成整个控制系统的软件编写。三、不同试剂在相同基底上的扩散速度不同,因此,在点样过程中存在不同液体在相同时间内无法扩散相同距离的问题。本文根据毛细管流体模型、Washburn方程、Laplace方程等,建立了液体在基底上的扩散模型,保证不同液体在相同时间内扩散相同的距离。四、测试系统各个模块,并将各功能模块组装,对样机进行调试。五、通过对比点样仪制备的传感器、手工制备的传感器分别与VOCs反应后两种阵列差谱图中各敏感点的欧式距离和样本相对标准偏差,验证点样仪制备传感器比手工制备传感器更稳定,与VOCs响应更强烈。