震动传感器外围电路图

震动传感器外围电路图
震动传感器外围电路图

VCC

GND

单片机测试程序

/****************************************** 传感器触发测试

单片机:STC89C52

波特率:9600

产品用途:震动感应触发,报警触发。

*****************************************/

#include

unsigned char date;

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit key1=P0^1;

/* 函数申明-----------------------------------------------*/

void delay(uint z);

void Initial_com(void);

//*********************************************************** /*

************************************************************* *******************

** 函数名称:delay(uint z)

** 函数功能:延时函数

************************************************************* *******************

*/

void delay(uint z)

{

uint i,j;

for(i=z;i>0;i--)

for(j=110;j>0;j--);

}

//******************************

//*****串口初始化函数***********

//******************************

void Initial_com(void)

{

EA=1; //开总中断

ES=1; //允许串口中断

ET1=1; //允许定时器T1的中断

TMOD=0x20; //定时器T1,在方式2中断产生波特率

PCON=0x00; //SMOD=0

SCON=0x50; // 方式1 由定时器控制

TH1=0xfd; //波特率设置为9600

TL1=0xfd;

TR1=1; //开定时器T1运行控制位

}

//************************* //**********主函数********* //************************* main()

{

Initial_com();

while(1)

{

if(key1==1)

{

delay(); //消抖动

if(key1==1) //确认触发

{

SBUF=0X01;

delay(200);

}

}

if(RI)

{

date=SBUF; //单片机接受SBUF=date; //单片机发送

RI=0;

}

}

}

电化学传感器工作指南设计及电路图

电化学传感器工作指南及电路图 引言 本公司有毒气体检测传感器的开发始于1981年,以一氧化碳传感器的研制为开端。之后对各式各样新传感器都进行了开发。直至最进开发的臭氧和氧化乙烯传感器,形成了系列的传感器产品,并以其可靠、 稳定和耐用等特点斐声海外。 此类传感器系一微型燃料电池,设计成为免维护型并且能长时间稳定工作的产品。所采用的技术立足于己于人本公司早期氧传感器的工作基础,系直接响应气体的体积浓度变化,而不是响应其压力的变化。 该类传感器设计的最大特点是采用了气体的扩散势垒,该势垒能限制气体流向敏感电极的流星。敏感电极能与到达电极的电化学活性仍有余裕。这一高的电化学活性保证了传感器的长寿命和很好的温度稳定性。两电极系统 基于电化学原理工作的传感器其最简单的一种型式就是两电极系统。其工作电极和对电极由一薄层电解液隔开并经由一个很小的电阻联通外电路。当气体扩散进入传感器后,在敏感电极表面进行氧化或还原反应,产生电流并通过外电路流经两个电极。该电流的大小比例于气体的浓度,可通过外电路的负荷电阻予以测量。 为了让反应能够发生,敏感电极的电位必须保持在一个特定的围。但气体的浓度增加时,反应电流也增加,于是导致对电极电位改变(极化)。由于两电极是通过一个简单的负荷电阻连接起来的,虽然敏感电极的电位也会随着对电极的电位一起变化。如果气体的浓度不断地升高,敏感电极的电位最终有可能移出其允许围。至此传感器将不成线性,因此两电极气体传感器检测的上限浓度受到一定限制。 三电极系统 对电极的极化所受的限制可以用引进第三电极,参考电极,和利用一外部的恒电位工作电路来予以避免。在这样一种装置中,敏感电极曲线相对于参考电极保持一固定值。在参考电极中无电流流过,因此这两个电极均维持在一恒定的电位。对电极则仍然可以进行极化,但对传感器而言已不产生任何限制作用。因此 三电极传感器所能检测浓度围要比两电极大得多。 大部分有毒气体传感器(3/4/7系列)均属三电极系统。由于控制了敏感电极的电位,恒电位电路还能提高传感器的选择性和改进其响应性能。这一电路同时也用来测量流过敏感电极和对电极之间的电流。电路可以作成体积很小的低功耗装置。本章后部将提供一些与此有关的电路。 四电极系统 图1 三电极系统进一步发展导致了四电极系统传感器的产生(A3/A7系列)。这一类型的传感器增加了另一个工作电极,称之为辅助电极。辅助电极的讯号可以用来抵消温度变化的影响或者用来提高传感器的选择性。用了第四电极可以使传感器的讯号更稳定,对被测量气体有着特性的响应。 温度影响 即使不存在反应气体,传感器的敏感电极也会显示一个很小的讯号电流称之为“基线电流”。虽然在

电化学传感器(完)

酪氨酸酶的提取催化活性及生物电化学传感器的构建与应用 顾新 0909401008 苏州大学材料与化学化工学部 09级化学类 摘要:通过测定在不同浓度酪氨酸酶的作用下多巴红的生成速率测定酶的活性。用加入Na2EDTA观察抑制剂对酶活性的影响。酶电极的制作以及对酚的测定。结果表明:加入抑制剂后酶的催化活性降低。在邻苯二酚加入的瞬间有明显的峰电流产生,说明酪氨酸酶促进酚的氧化。 关键词:酪氨酸酶多巴红酶电极电化学传感器 Abstract:Measuring the enzymatic activity through measuring the produce rate under different density of tyrosinase .Adding the Na2EDTA to the liquor and observing the effect. Making the enzymatic electrode pole and measuring the effect to the phenol. The results showed that tyrosinase promote the oxidation of phenol. Key words:tyrosinase dopamine red enzyme electrode electrochemical sensor 1、前言 生物体内由于生物催化剂酶的存在许多复杂化学反应可以在温和条件下进行得十分顺利和迅速,且酶催化反应具有高效性,选择性,反应条件温和等特性。生物传感器是利用生物物质作为识别元件,将被测物质的浓度与可测量的电信号关联起来,其中研究最多的是酶传感器。 生物电化学传感器的构建主要包括酶,碳纳米管的应用。生物传感器具有不需样品处理操作简便,体积小可实现连续在线监测等特点。 本实验通过土豆提取酪氨酸酶,并测定其活性,并将酶进一步固定于电极表面,制成酶

我国电化学生物传感器的研究进展.

第12卷第6期重庆科技学院学报(自然科学版2010年12月 收稿日期:2010-07-20 基金项目:重庆市教委科学技术研究资助项目(KJ101315 作者简介:刘艳(1968-,女,四川乐山人,副教授,研究方向为电化学传感器。 在生命科学研究和医学临床检验中,需对各种各样的生物大分子进行选择性测定。据统计,全世界每年要进行数亿次免疫学和遗传学病理检验。常用的检验小型化分析装置和检测方法,成为目前现代分析化学研究领域的前沿课题。 1962年,Clark 提出将生物和传感器联用的设 想,并制得一种新型分析装置“酶电极”。这为生命科学打开一扇新的大门,酶电极也成为发展最早的一类生物传感器。生物传感器结合具有分子识别作用的生物体成分(酶、微生物、动植物组织切片、抗原和抗体、核酸或生物体本身(细胞、细胞器、组织作为敏感元件与理化换能器,能产生间断的或连续的信号,信号强度与被分析物浓度成比例。 电化学生物传感器是将生物活性材料(敏感元件与电化学换能器(即电化学电极结合起来组成的生物传感器。当前,电化学生物传感器技术已在环境监测、临床检验、食品和药物分析、生化分析[2-4]等研究中有着广泛的应用。本文在此综述电化学生物传感器的工作原理、分类及几个当今研究的热点。 1 电化学生物传感器概述 1.1 电化学生物传感器的原理 电化学生物传感器是将生物活性材料(敏感元

件与电化学换能器(即电化学电极结合起来组成的生物传感器。当电化学池中溶液的化学成分变化时,电极上流过的电流或电极表面与溶液的电势差会随之发生变化,这样通过测定电流或电势的 变化就可以获取溶液成分或相应的化学反应的变化信息。 电化学生物传感器是在上述电化学传感器原理的基础上,以具有生物活性的物质作为识别元件,通过特定反应使被测成分消耗或产生相应化学计量数的电活性物质,从而将被测成分的浓度或活度变化转换成与其相关的电活性物质的浓度变化,并通过电极获取电流或电位信息,最后实现特定物质的检测。如图1所示,这类传感器中使用的生物活性材料包括酶、微生物、细胞、组织、抗体、抗原等等。 图1电化学生物传感器的工作原理 1.2电化学生物传感器的类别 生物传感器主要包括生物敏感膜和换能器两部 分。按照敏感元件所用生物材料的不同,电化学生物传感器分为酶电极传感器、微生物电极传感器、电化学免疫传感器、组织电极与细胞器电极传感器、电化学DNA 传感器等,其中酶电极由于其高效、专一、反应条件温和且具有化学放大作用而成为电化学生物传感器的研究主流。 按照检测信号的不同,电化学生物传感器可分 我国电化学生物传感器的研究进展 刘 艳 (长江师范学院,重庆408100 摘

纳米电化学生物传感器重点

收稿:2008年3月, 收修改稿:2008年8月 *深圳大学科研启动基金项目(No. 200818 资助**通讯联系人 e 2mail:yang hp@https://www.360docs.net/doc/4518106206.html,. cn 纳米电化学生物传感器 * 杨海朋 ** 陈仕国李春辉陈东成戈早川 (深圳大学材料学院深圳市特种功能材料重点实验室深圳518060 摘要纳米电化学生物传感器是将纳米材料作为一种新型的生物传感介质, 与特异性分子识别物质如酶、抗原P 抗体、D NA 等相结合, 并以电化学信号为检测信 号的分析器件。本文简要介绍了生物传感器的分类和纳米材料在电化学生物传感器中的应用及其优势, 综述了近年来各类纳米电化学生物传感器在生物检测方面的研究进展, 包括纳米颗粒生物传感器, 纳米管、纳米棒、纳米纤维与纳米线生物传感器, 以及纳米片与纳米阵列生物传感器等。 关键词生物传感器电化学传感器纳米材料生物活性物质固定化 中图分类号:O65711; TP21213 文献标识码:A 文章编号:10052281X(2009 0120210207 Nanomaterials Based Electrochemical Biosensors Y ang Haipeng **

Chen Shiguo Li Chunhui Chen Dongche ng Ge Zaochuan (Shenzhen Key Laboratory of Special Functional M aterials, College of Materials Science and Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China Abstract Biosensors w hich utilize immobilized bioac tive compounds (such as enz ymes, antigen, antibody, D N A, etc. f or the c onversion of the target analytes into electroc he mically detectable products is one of the most widely used detection methods and have become an area of wide ranging research activity. The advances in biocompatible nano technology make it possible to develop ne w biosensors. A variety of biosensors with high sensitivity and excellent reproducibility based on nano technology have been reported in recent years. In this paper, the development of the researches on nano amperometric biosensors, one of the most important branches of biosensors, is revie wed. Nanoscale architectures here involve nano 2particles, nano 2wires and nano 2rods, nano 2sheet, nano 2array, and carbon nanotube, etc. Remarkable sensitivity and stability have been achieved by coupling immobilized bioactive compounds and these nanomaterials. Key words biosensors; electroche mistry sensors; nanomaterials; bioactive compounds; immobiliz ation Contents 1 Introduction to biosensors 2 Nanomaterials based electrochemical biosensors 2. 1 Challenges and developments of biosensors 2. 2 Introduction of nanomaterials 2. 3 Nanomaterials based electrochemical biosensors 2. 3. 1 Nano particles based electrochemical biosensors

最新电化学生物传感器

电化学生物传感器 生物分子的分析检测对获取生命过程中的化学与生物信息、了解生物分子及其结构与功能的关系、阐述生命活动的机理以及对疾病的有效诊断与治疗都具有十分重要的意义。如何高效、快速、灵敏地检测这些生物分子,是当前生命科学领域中面临的一个十分重要的问题。解决这些问题的关键就在于发展各种新型的分析检测技术。生物传感器的出现为有效地解决这些问题提供了新的工具,为生命科学及其相关领域的研究提供了许多新的方法 1电化学生物传感器的基本结构及工作原理 1.1 基本结构 通常情况下,生物传感器由两个主要部分组成即生物识别元件和信号转换器。生物识别元件是指具有分子识别能力,能与待测物质发生特异性反应的生物活性物质,如酶、抗原、抗体、核酸、细胞、组织等。信号转换器主要功能是将生物识别作用转换为可以检测的信号,目前常用的有电化学、光学、热和质量分析几种方法[1]。其中,电化学方法就是一种最为理想的检测方法。 图1 电化学生物传感器的基本结构 1.2 工作原理 电化学生物传感器采用固体电极作基础电极,将生物敏感分子固定在电极表面,然后通过生物分子间的特异性识别作用,生物敏感分子能选择性地识别目标分子并将目标分子捕获到电极表面,基础电极作为信号传导器将电极表面发生的识别反应信号导出,变成可以测量的电信号,从面实现对分析目标物进行定量或定性分析的目的。 2电化学生物传感器的分类

由各种生物分子(抗体、DNA、酶、微生物或全细胞)与电化学转换器(电流型、电位型、电容型和电导型)组合可构成多种类型的电化学生物传感器,根据固定在电极表面的生物敏感分子的不同,电化学生物传感器可分为电化学免疫传感器、电化学DNA传感器、电化学酶传感器、电化学微生物传感器和电化学组织细胞传感器等。 2.1 电化学免疫传感器 电化学免疫传感器是一种将免疫技术与电化学检测相结合的标记免疫分析方法。它是以抗原.抗体特异性反应为基础,将抗原/抗体反应达到平衡状态后的生物反应信号转换成可测量的电信号并通过基础电极将其导出。当采用电化学检测方法测量时,其信号大小与目标分析物在一定浓度范围内成线性关系,从而实现对目标检测物的分析测定。 根据抗原-抗体间的免疫反应的类型,电化学免疫传感器可分为两种:竞争法和夹心法。竞争法的分析原理是基于标记抗原和非标记抗原共同竞争与抗体的反应[2]。而夹心法则是将捕获抗体、抗原和检测抗体结合在一起,形成一种捕获抗体/抗原/检测抗体的夹心式复合物,也称“三明治”式结合物[3]。 图2 竞争法 图3 夹心法 2.2 DNA生物传感器 DNA生物传感器主要检测的是核酸的杂交反应。电化学DNA传感器的工作原理如图所示,即将单链DNA(ssDNA)探针,固定在电极上,在适当的温度、pH、离子

电化学传感器结构

1:产品结构和基本原理 电化学一氧化碳气体传感器结构采用密闭式设计,由电极、过滤器、透气膜、电解液、电极引出线(管脚)、壳体等部分组成。详见下图。 透气孔 壳体过滤器 工作电极透气膜 电解液 对电极参比电极 管脚 电化学一氧化碳气体传感器结构示意图 一氧化碳气体传感器与报警器配套使用,是报警器中的核心检测元件,它是以定电位电解为基本原理。当一氧化碳扩散到气体传感器时,其输出端产生电流输出,提供给报警器中的采样电路,起着将化学能转化为电能的作用。当气体浓度发生变化时,气体传感器的输出电流也随之成正比变化,经报警器的中间电路转换放大输出,以驱动不同的执行装置,完成声、光和电等检测与报警功能。 如上图所示,当一氧化碳气体通过外壳上的气孔经透气膜扩散到工作电极表面上时,在工作电极的催化作用下,一氧化碳气体在工作电极上发生氧化。其化学反应式为: CO+H2O→CO2+2H++2e- 在工作电极上发生氧化反应产生的H+离子和电子,通过电解液转移到与工作电极保持一定间隔的对电极上,与水中的氧发生还原反应。其化学反应式为:1/2 O2+2H++2e-→H2O 因此,传感器内部就发生了氧化-还原的可逆反应。其化学反应式为: 2CO+2O 2CO2 这个氧化-还原的可逆反应在工作电极与对电极之间始终发生着,并在电极间产生电位差。 但是由于在两个电极上发生的反应都会使电极极化,这使得极间电位难以维持恒定,因而也限制了对一氧化碳浓度可检测的范围。 为了维持极间电位的恒定,我们加入了一个参比电极。在三电极电化学气体传感器中,其输出端所反应出的是参比电极和工作电极之间的电位变化,由于参比电极不参与氧化或还原反应,因此它可以使极间的电位维持恒定(即恒电位),此时电位的变化就同一氧化碳浓度的变化直接有关。当气体传感器产生输出电流时,其大小与气体的浓度成正比。通过电极引出线用外部电路测量传感器输出电流的大小,便可检测出一氧化碳的浓度,并且有很宽的线性测量范围。这样,在气体传感器上外接信号采集电路和相应的转换和输出电路,就能够对一氧化碳气体实现检测和监控。 2、主要特点 公司生产的传感器是以定电位电解为原理,拥有普通的接触式半导体传感器所不具有的许多特性。 (1 )更宽的输出和气体浓度线性范围;

电化学传感器的应用及发展前景

苏州大学研究生考试答卷封面 考试科目:仪器分析考试得分:________________院别:材料与化学化工学部专业:分析化学 学生姓名:饶海英学号: 033 授课教师: 考试日期: 2012 年 1 月 10 日

电化学传感器的应用研究 摘要:随着电分析技术的发展,电化学传感技术越来越成为生命科学、临床诊断和药学研究的重要手段之一。本文主要介绍了电化学发光免疫传感器,电化学DNA 传感器、电化学氧传感器、纳米材料电化学传感器的基本概念、原理,以及这些传感器在各领域的应用。 关键词:电化学传感器免疫传感器传感器 电化学传感技术的核心是传感器。传感器能感受(或响应)规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的电子线路所组成,是将一种信息能转换成可测量信号(一般指电学信号)的器件。传感器可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器三大类。本文以化学传感器尤其是电化学传感器进行研究。 电致化学发光(Electrogenerated chemiluminescence),也称电化学发光(Electrochemiluminescence),简称ECL,是通过电极对含有化学发光物质的体系施加一定的电压或通过一定的电流,电极氧化还原产物之间或电极氧化还原产物与体系其它共存物质之间发生化学反应并生成某种不稳定的中间态物质,该物质分解而产生的化学发光现象。电致化学发光技术是电化学与化学发光相结合的检测技术,该技术既集成了发光与电化学分析技术的优点,又具有二者结合产生的可控性、选择性、重现性好、灵敏度高、检测限低及动力学响应范围宽等新优势[ 1~3 ]。 电化学传感器可分为以下几个类型。①吸附型:通过吸附方式将修饰物质结合在电极表面得到的修饰电极为吸附型化学修饰电极。可以制备单分子层和多分子层。根据吸附作用力的不同,又可分为平衡吸附型、静电吸附型、LB膜型、SA 膜型、涂层型。②共价键合型:在电极的表面通过键合反应把预定功能团接在电极表面而得到的化学修饰电极为共价型化学修饰电极。常用基体电极有碳电极、玻碳电极、金属和金属氧化物电极。③聚合物型:利用聚合反应在电极表面形成修饰膜的电极。制备方式有氧化还原沉积、有机硅烷缩合、等离子聚合、电化学聚合等。④其他类型:无机物修饰电极,如普鲁士蓝修饰电极、粘土修饰电极、

电化学气体传感器的优缺点

不同电化学气体传感器中所包含的不同成份决定了它可与相应的毒气发生反应;测量头可测量反应所产生的电流并将其转换成气体浓度值(ppm或ppb)。催化传感器在涂有催化剂的小球上“无焰燃烧”可燃性气体;测量头可测量电阻的变化并通过a/d 转换,显示变化相应的读数。一般以爆炸下限作为满量程。 由于电化学型和催化燃烧型测量头相对较低的成本,它们通常被用于“源点”(即泄漏有可能发生的地方)处的测量。因而对泄漏的反应迅速并可连续探测。另外,由于没有可移动部件,所以不会造成机械故障。 但是,这两种类型的传感器也有缺点:一些气体传感器不但对与之相应的气体(即它们按照设计应该反应的气体)反应,而且对其他气体(干扰气体)也发生反应,因此有必要注意在设计和安装过程中避免将这些传感器用在有可能有干扰气体存在的地方。传感器需要定期标定,通常为三个月一次(视不同品牌,工作环境,工作状态等因素的影响);传感器在使用1到3年后通常需要更换(视不同品牌,工作环境,工作状态等因素的影响)。另外,有些品牌的传感器使用的是电解溶液,这就需要定期填充电解液。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有10年工业用品电子商务领域研究,以强大的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关传感器产品的选型,报价,采购,参数,图片,批发等信息,请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/4518106206.html,。

酶电化学生物传感器

酶电化学生物传感器 摘要 生物电化学传感器是生物传感器中研究最早、种类最多的一个分支,它具有专一、高效。简便、快速的优点,已应用于生物、医学及工业分析等方面。目前,生物传感器正进入全面深入研究开发的时期,各种微型化、集成化、智能化、实用化的生物传感器与系统越来越多。本文就酶电化学生物传感器特点基本结构、原理及其应用展开综述。 关键词: 生物传感器应用结构酶生物传感器 正文: 自1962年Clark等人提出把酶与电极结合来测定酶底物的设想后. 1967年Updike和Hicks 研制出世界上第一支葡萄糖氧化酶电极,用于定量检测血清中葡萄糖含量。此后,酶生物传感器引起了各领域科学家的高度重视和广泛研究,得到了迅速发展。酶生物传感器是将酶作为生物敏感基元,通过各种物理、化学信号转换器捕捉目标物与敏感基元之间的反应所产生的与目标物浓度成比例关系的可测信号,实现对目标物定量测定的分析仪器.与传统分析方法相比,酶生物传感辑是由固定化的生物敏感膜和与之密切结合的换能系统组成,它把固化酶和电化学传感器结合在一起,因而具有独特的优点:(1)它既有不榕性酶体系的优点,又具有电化学电极的高灵敏度。(2) 由于酶的专属反应性,使其具有高的选择性,能够直接在复杂试样中进行测定.因此,酶生物传感器在生物传感器领域中占有非常重要的地位. 酶生物传感器的基本结构单元是由物质识别元件(固定化酶膜)和信号转换器(基体电极)组成.当酶膜上发生酶促反应时,产生的电活性物质由基体电极对其响应.基体电极的作用是使化学信号转变为电信号,从而加以检测,基体电极可采用碳质电极(石噩电板、玻碳电极、碳棚电极)、R 电极及相应的修饰电极。 当酶电极漫入被测溶液,待测底物进入酶层的内部并参与反应,大部分酶反应都会产生或消耗一种可植电极测定的物质,当反应达到稳态时,电活性物质的浓度可以通过电位或电流模式进行测定。因此,酶生物传感器可分为电位型和电流型两类传感器。电位型传感辑是指酶电极与参比电极间输出的电位信号,它与被测物质之间服从能斯特关系。而电流型传感器是以酶促反应所引起的物质量的变化转变成电流信号输出,输出电流大小直接与底物浓度有关。电流型传感器与电位型传感器相比较具有更简单、直观的效果。 其发展也是经历了许多代的更替。第一代酶生物传感器是以氧为中继体的电催化。其缺点(1)响应信号与氧分压或溶解氧关系较大,溶解氧的变化可能引起电极响应的波动;(2) 由于氧的糟解度有限,当溶解氧贫乏时,难以对高含量底物进行测定;(3) 当由酶促反应产生的过氧化氢以足够高的浓度存在时,可能会使很多酶去活化;(4) 需采用较正的电位,抗坏血酸和尿酸等电活性物质也会披氧化,产生干扰信号。 第二代酶生物传感器(电子媒介体型)为了改进第一代酶生物传感器的缺点,现在普遍采用的是第二代酶生物传感器,即介体型酶生物传盛器。第二代生物传感器采用了含有电子媒介体的化学修饰层.此化学修饰层不仅能促进电子传递过程,使得响应的线性范围拓宽,电极的工作电位降低,同时,噪声、背景电流及干扰信号均小,且由于排除了过氧化氢,使得酶生物传感器的工作寿命延长.电子媒介体在近十年以来得到迅速发展,使用的媒介体种类也越不越多。 第三代酶生物传感器(直接电子传递型)是酶与电极间进行直接电子传递,是生物传感器构造中的理想手段.这种传感器与氧或其它电子受体无关,无需媒介体,即所谓无媒介体传感器,但由于酶分子的电活性中心深埋在分子的内部,且在电极表面吸附后易发生变形,使得酶与电极间难以进行直接电子转移,因此采用这种方法制作生物传感器有一定难度.。到目前为止,只发现辣根过氧化物酶、葡萄糖氧化酶、醋氨酸酶、细胞色素C过氧化物酶、

电化学生物传感器.

电化学生物传感器 蔡新霞, 李华清, 饶能高, 王利, 崔大付 (中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室北方基地, 北京100080 E 2mail :. ac. cn 摘要:介绍了电化学生物传感器的分类、基本测试原理和研究进展, 该类传感器可对多种生化参数 进行直接实时动态检测, 基于微机电系统(M EMS 加工技术和微电子IC , 电化学传感器在向着微型化、集成化方向发展。关键词:生物传感器; 电化学器件; M EMS 技术; 中图分类号:TP212文献标识码:(07/0820359203 biosensors CAI Xin 2xia , L I Hua 2qing , RAO Neng 2gao , WAN G Li , CU I Da 2fu (S tate Key L ab of T ransducer Technology (North Base , Instit ute of Elect ronics , Chi nese Academy of Sciences , Beiji ng 100080, Chi na Abstract :The system , principle and research progress of electrochemical biosensors were introduced. The electrochemical biosensors can be used for real time detection to various biochemical molecules and would take development on microsystem and integration using M EMS and IC technologies. K ey w ords :biosensors ; electrochemical devices ; M EMS technology ; integration 1引言 第一个商业化的生物传感器于1972年由Y el 2low Springs 仪器公司制造, 之后又由Leeds , Northrup 和Beckman 仪器公司相继推出, 这些传感器均用于血糖和尿糖检测的电化学传感器。80年代新型的生物传感器在实验室取得了科研进展, 商家

电化学一氧化碳气体传感器检测技术原理分析

电化学一氧化碳气体传感器检测技术原理分析 电化学一氧化碳气体传感器采用密闭结构设计,其结构是由电极、过滤器、透气膜、电解液、电极引出线(管脚)、壳体等部分组成。一氧化碳气体传感器与报警器配套使用,是报警器中的核心检测元件,它是以定电位电解为基本原理。当一氧化碳扩散到气体传感器时,其输出端产生电流输出,提供给报警器中的采样电路,起着将化学能转化为电能的作用。当气体浓度发生变化时,气体传感器的输出电流也随之成正比变化,经报警器的中间电路转换放大输出,以驱动不同的执行装置,完成声、光和电等检测与报警功能,与相应的控制装置一同构成了环境检测或监测报警系统。如结构示意图所示,当一氧化碳气体通过外壳上的气孔经透气膜扩散到工作电极表面上时,在工作电极的催化作用下,一氧化碳气体在工作电极上发生氧化。其化学反应式为: CO+H2O→CO2+2H++2e-在工作电极上发生氧化反应产生的H+离子和电子,通过电解液转移到与工作电极保持一定间隔的对电极上,与水中的氧发生还原反应。其化学反应式为:1/2O2+2H++2e-→H2O因此,传感器内部就发生了氧化-还原的可逆反应。其化学反应式为:2CO+2O2→2CO2这个氧化-还原的可 逆反应在工作电极与对电极之间始终发生着,并在电极间产生电位差。但是由于在两个电极上发生的反应都会使电极极化,这使得极间电位难以维持恒定,因而也限制了对一氧化碳浓度可检测的范围。为了维持极间电位的恒定,我们加入了一个参比电极。在三电极电化学气体传感器中,其输出端所反应出的是参比电极和工作电极之间的电位变化,由于参比电极不参与氧化或还原反应,因此它可以使极间的电位维持恒定(即恒电位),此时电位的变化就同一氧化 碳浓度的变化直接有关。当气体传感器产生输出电流时,其大小与气体的浓度成正比。通过电极引出线用外部电路测量传感器输出电流的大小,便可检测

电化学生物传感器的应用实例zhuyue

电化学生物传感器的应用实例 摘要:生物电化学传感器是生物传感器中研究最早、种类最多的一个分支, 它具有专一、高效、简便、快速的优点, 已应用于生物、医学及工业分析等方面。目前,生物传感器正进人全面深人研究开发时期,各种微型化、集成化、智能化、实用化的生物传感器与系统越来越多。相信在不久的将来,生物传感器的面貌会焕然一新。 关键词:生物传感器,应用 引言 生物传感器正是在生命科学和信息科学之间发展起来的一门交叉学科。 最早的生物传感器发明于1962年,英国Clark[1]利用不同的物质与不同的酶层发生反应的工作原理,在传统的离子选择性电极上固定了具有生物功能选择的酶,从而构成了最早的生物传感器一一酶电极。生物传感器的研究全面展开是在20世纪80年代,20多年来发展迅速,在食品工业、环境监测、发酵工业、医学等方面得到了高度重视和广泛应用。 1 工作原理及其分类 1.1 工作原理 传感器主要由信号检测器和信号转换器组成,它能够感受一定的信号并将这种信号转换成信息处理系统便于接收和处理的信号,如电信号、光信号等。生物传感器是利用生物分子探测生物反应信息的器件。换句话说,它是利用生物的或有生命物质分子的识别功能与信号转换器相结合,将生物反应所引起的化学、物理变化变换成电信号、光信号等。Rogers[2]等人将生物传感器定义为:由生物识别单元,如酶、微生物、抗体等和物理转换器相结合所构成的分析仪器,生物部分产生的信号可转换为电化学信号、光学信号、声信号而被检测。可见,任何一个生物传感器都具有两种功能,即分子识别和信号转换功能。 1.2 主要分类 生物传感器的分类方式很多,但根据生物学和电子工程学各自的范畴,主要有以下两种分类方式。 (1)根据生物传感器中信号检测器上的敏感物质分类 生物传感器与其它传感器的最大区别在于生物传感器的信号检侧器中含有敏感的生命物质。这些敏感物质有酶、微生物、动植物组织、细胞器、抗原和抗体等。根据敏感物质的不同,生物传感器可分酶传感器、微生物传感器、组织传感器、细胞器传感器、免疫传感器等。生物学工作者习惯于采用这种分类方法。(2)根据生物传感器的信号转换器分类

电化学传感器的工作原理

电化学传感器的工作原理 一、简介: 最早的电化学传感器可以追溯到20世纪50年代,当时用于氧气监测。到了20世纪80年代中期,小型电化学传感器开始用于检测PEL范围内的多种不同有毒气体,并显示出了良好的敏感性与选择性。目前,为保护人身安全起见,各种电化学传感器广泛应用于许多静态与移动应用场合。 二、工作原理: 电化学传感器通过与被测气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作。典型的电化学传感器由传感电极(或工作电极)和反电极组成,并由一个薄电解层隔开。 气体首先通过微小的毛管型开孔与传感器发生反应,然后是憎水屏障,终到达电极表面。采用这种方法可以允许适量气体与传感电极发生反应,以形成充分的电信号,同时防止电解质漏出传感器。 穿过屏障扩散的气体与传感电极发生反应,传感电极可以采用氧化机理或还原机理。这些反应由针对被测气体而设计的电极材料进行催化。 通过电极间连接的电阻器,与被测气浓度成正比的电流会在正极与负极间流动。测量该电流即可确定气体浓度。由于该过程中会产生电流,电化学传感器又常被称为电流气体传感器或微型燃料电池。 在实际中,由于电极表面连续发生电化发应,传感电极电势并不能保持恒定,在经过一段较长时间后,它会导致传感器性能退化。为改善传感器性能,人们引入了参考电极。 参考电极安装在电解质中,与传感电极邻近。固定的稳定恒电势作用于传感电极。参考电极可以保持传感电极上的这种固定电压值。参考电极间没有电流流动。气体分子与传感电极发生反应,同时测量反电极,测量结果通常与气体浓度直接相关。施加于传感电极的电压值可以使传感器针对目标气体。

三、电化学传感器包含以下主要元件: 1、透气膜(也称为憎水膜):透气膜用于覆盖传感(催化)电极,在有些情况下用于控制到达电极表面的气体分子量。此类屏障通常采用低孔隙率特氟隆薄膜制成。这类传感器称为镀膜传感器。或者,也可以用高孔隙率特氟隆膜覆盖,而用毛管控制到达电极表面的气体分子量。此类传感器称为毛管型传感器。除为传感器提供机械性保护之外,薄膜还具有滤除不需要的粒子的功能。为传送正确的气体分子量,需要选择正确的薄膜及毛管的孔径尺寸。孔径尺寸应能够允许足量的气体分子到达传感电极。孔径尺寸还应该防止液态电解质泄漏或迅速燥结。 2、电极:选择电极材料很重要。电极材料应该是一种催化材料,能够执行在长时间内执行半电解反应。通常,电极采用贵金属制造,如铂或金,在催化后与气体分子发生有效反应。视传感器的设计而定,为完成电解反应,三种电极可以采用不同材料来制作。 3、电解质:电解质必须有够促进电解反应,并有效地将离子电荷传送到电极。它还必须与参考电极形成稳定的参考电势并与传感器内使用的材料兼容。如果电解质蒸发过于迅速,传感器信号会减弱。 4、过滤器:有时候传感器前方会安装洗涤式过滤器以滤除不需要的气体。过滤器的选择范围有限,每种过滤器均有不同的效率度数。多数常用的滤材是活性炭,如图5所示。活性炭可以滤除多数化学物质,但不能滤除一氧化碳。通过选择正确的滤材,电化学传感器对其目标气体可以具有更高的选择性。 四、电化传感器的一些共同特性: 1、在三电极传感器上,通常由一个跳线来连接工作电极和参考电极。如果在储存过程中将其移除,则传感器需要很长时间来保持稳定并准备使用。某些传感器要求电极之间存在偏压,而且在这种情况下,传感器在出厂时带有九伏电池供电的电子电路。传感器稳定需要30分钟至24小时,并需要三周时间来继续保持稳定。 2、多数有毒气体传感器需要少量氧气来保持功能正常。传感器背面有一个通气孔以达到该目的。建议在使用非氧气背景气应用场合中与执行复检。 3、传感器内电池的电解质是一种水溶剂,用憎水屏障予以隔离,憎水屏障具有防止水溶剂泄漏的作用。然而,和其它气体分子一样,水蒸汽可以穿过憎水屏障。在大湿度条件下,长时间暴露可能导致过量水分蓄积并导致泄漏。在低潮湿条件下,传感

CO电化学传感器检测原理

CO电化学传感器检测原理 CO电化学传感器检测原理。 电化学一氧化碳气体传感器采用密闭结构设计,其结构是由电极、过滤器、透气膜、电解液、电极引出线(管脚)、壳体等部分组成。详见结构示意图。 一氧化碳气体传感器与报警器配套使用,是报警器中的核心检测元件,它是以定电位电解为基本原理。当一氧化碳扩散到气体传感器时,其输出端产生电流输出,提供给报警器中的采样电路,起着将化学能转化为电能的作用。当气体浓度发生变化时,气体传感器的输出电流也随之成正比变化,经报警器的中间电路转换放大输出,以驱动不同的执行装置,完成声、光和电等检测与报警功能,与相应的控制装置一同构成了环境检测或监测报警系统。 如结构示意图所示,当一氧化碳气体通过外壳上的气孔经透气膜扩散到工作电极表面上时,在工作电极的催化作用下,一氧化碳气体在工作电极上发生氧化。其化学反应式为: CO+H2O→CO2+2H++2e-

在工作电极上发生氧化反应产生的H+离子和电子,通过电解液转移到与工作电极保持一定间隔的对电极上,与水中的氧发生还原反应。其化学反应式为: 1/2O2+2H++2e-→H2O 因此,传感器内部就发生了氧化-还原的可逆反应。其化学反应式为: 2CO+2O2 →2CO2 这个氧化-还原的可逆反应在工作电极与对电极之间始终发生着,并在电极间产生电位差。 但是由于在两个电极上发生的反应都会使电极极化,这使得极间电位难以维持恒定,因而也限制了对一氧化碳浓度可检测的范围。 为了维持极间电位的恒定,我们加进了一个参比电极。在三电极电化学气体传感器中,其输出端所反应出的是参比电极和工作电极之间的电位变化,由于参比电极不参与氧化或还原反应,因此它可以使极间的电位维持恒定(即恒电位),此时电位的变化就同一氧化碳浓度的变化直接有关。当气体传感器产生输出电流时,其大小与气体的浓度成正比。通过电极引出线用外部电路丈量传感器输出电流的大小,便可检测出一氧化碳的浓度,并且有很宽的线性丈量范围。这样,在气体传感器上外接信号采集电路和相应的转换和输出电路,就能够对一氧化碳气体实现检测和监控。

电化学传感器的应用及发展前景

大学研究生考试答卷封面 考试科目:仪器分析考试得分:________________ 院别:材料与化学化工学部专业:分析化学 学生:饶海英学号: 授课教师: 考试日期:2012 年 1 月10 日

电化学传感器的应用研究 摘要:随着电分析技术的发展,电化学传感技术越来越成为生命科学、临床诊断和药学研究的重要手段之一。本文主要介绍了电化学发光免疫传感器,电化学DNA传感器、电化学氧传感器、纳米材料电化学传感器的基本概念、原理,以及这些传感器在各领域的应用。 关键词:电化学传感器免疫传感器传感器 电化学传感技术的核心是传感器。传感器能感受(或响应)规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的电子线路所组成,是将一种信息能转换成可测量信号(一般指电学信号)的器件。传感器可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器三大类。本文以化学传感器尤其是电化学传感器进行研究。 电致化学发光(Electrogenerated chemiluminescence),也称电化学发光(Electrochemiluminescence),简称ECL,是通过电极对含有化学发光物质的体系施加一定的电压或通过一定的电流,电极氧化还原产物之间或电极氧化还原产物与体系其它共存物质之间发生化学反应并生成某种不稳定的中间态物质,该物质分解而产生的化学发光现象。电致化学发光技术是电化学与化学发光相结合的检测技术,该技术既集成了发光与电化学分析技术的优点,又具有二者结合产生的可控性、选择性、重现性好、灵敏度高、检测限低及动力学响应围宽等新优势[ 1~3 ]。 电化学传感器可分为以下几个类型。①吸附型:通过吸附方式将修饰物质结

电化学气体传感器的工作原理

基于电化学原理工作的传感器其最简单的一种型式就是两电极系统。其工作电极和对电极由一薄层电解液隔开并经由一个很小的电阻联通外电路。当气体扩散进入传感器后,在敏感电极表面进行氧化或还原反应,产生电流并通过外电路流经两个电极。该电流的大小比例于气体的浓度,可通过外电路的负荷电阻予以测量。 为了让反应能够发生,敏感电极的电位必须保持在一个特定的范围内。但气体的浓度增加时,反应电流也增加,于是导致对电极电位改变(极化)。由于两电极是通过一个简单的负荷电阻连接起来的,虽然敏感电极的电位也会随着对电极的电位一起变化。如果气体的浓度不断地升高,敏感电极的电位最终有可能移出其允许范围。至此传感器将不成线性,因此两电极气体传感器检测的上限浓度受到一定限制。 电化学气体传感器大都是以水溶液作为电解质,电解质的蒸发或污染,常会导致传感器的信号下降,使用寿命短;由于在空气中有被测物质存在,传感器中的有效成分被消耗,因此传感器一旦被启封,就视为参加了使用,即使没用于测量,它的生命也在缩短;电化学型气体传感器的寿命期望值为2年,使用不当它的寿命可能更短,而传感器更换的费用较高。因此如何保证其使用寿命,传感器的正确维护对烟气分析仪的使用尤为重要。 传感器长时间暴露在烟气中会极大影响使用寿命,只有短时间与被测对象接触,长期处于新鲜的空气中即可维护其正常使用寿命。因此,仪器开机时,一定要在清洁的空气中。测量完毕后,不要立即关机,仪器必须在清洁空气保持运行时间5~10min,待仪器气体显示值降至10单位以下,保持仪器内部处于新鲜空气的环境,方可关机或停泵,否则,传感器容易“中毒”并加速传感器的损耗。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有10年工业用品电子商务领域研究,以强大的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关传感器产品的选型,报价,采购,参数,图片,批发等信息,请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/4518106206.html,。

DNA电化学生物传感器总结

DNA电化学生物传感器 在生物学方面,随着分子生物学和基因工程领域的迅速发展,人们已经开始对核酸进行更深层次的研究。但是作为核酸研究的一个重要项目——核酸检测的手段却始终落后于其理论研究,而且目前存在的问题主要是核酸检测的操作繁琐,检测速度较慢。尤其是分子杂交检测技术,现已广泛应用于生物学、医学和环境科学等有关领域,但其实验过程一直是手工操作,费时费力。而传统的放射性同位素标记法对时间要求苛刻,安全性差,难以满足各方面的需要。基于这种缺陷下,DNA生物传感器发展成为一种用于检测分子杂交的新型传感器。通过使用DNA生物传感器,使得分子杂交检测在速度有了很大的提高。而在各种DNA生物传感器中目前发展较快的则是DNA电化学生物传感器,下面对这种新型传感器进行介绍。 DNA电化学生物传感器的原理 DNA电化学生物传感器是利用单链DNA(ssDNA)作为敏感元件,通过共价键合或化学吸附固定在固体电极表面,通过电极使ssDNA与目标DNA(靶基因)呈碱基序列互补,在适当的温度、离子强度、pH、缓冲溶液等杂交条件下,探针ssDNA与溶液中的靶基因发生特异性选择杂交,形成双链杂交DNA(dsDNA),从而导致电极表面结构的变化,再通过加上的电化学标识元素,将所引起电信号(如电压、电流或电导)的变化体现出来的检测特定基因的装置。其具体工作原理见下图。 DNA电化学生物传感器的分类 根据电化学标识元素的不同,可以将DNA电化学生物传感器分为三类: (1)具有电化学活性的杂交指示剂。该类标识元素可以与电机表面生成的dsDNA形成复合物,并生成其氧化—还原峰电位和峰电流,通过这种方法对DNA进行检测。 (2)在寡聚核苷酸上标记电化学活性的官能团。通过其与电极表面的靶基因选择性的进行杂交反应,生成用于测定的电信号,以此测定DNA。 (3)在DNA分子上标记酶作为识别元素。当标记了酶的ssDNA与电极表面的互补ssDNA

相关文档
最新文档