电化学传感器的应用及发展前景

合集下载

电化学传感器的作用如何

电化学传感器的作用如何

电化学传感器的作用如何电化学传感器是一种基于电化学原理的传感器,主要用于检测和分析电化学反应中产生的电流、电压和电荷等信号。

电化学传感器广泛应用于环境监测、生物医学、食品安全、化学分析等领域,具有灵敏度高、选择性强、响应快、使用方便等优点。

首先,电化学传感器在环境监测领域有着重要的作用。

环境污染对人类健康和生态系统造成了严重威胁,电化学传感器可以用于检测大气中有害气体(如二氧化硫、一氧化碳)、水体中的重金属离子和有机物等污染物。

例如,通过测量金属离子在溶液中的电化学反应电流,可以快速准确地检测水体中的重金属离子浓度,实现对水质的实时监测。

其次,电化学传感器在生物医学领域的应用也非常广泛。

生物体内的许多生物活动都与电化学反应有关,因此电化学传感器可以用于监测生物体内的一些离子、分子和生物体内发生的电化学反应。

例如,电化学传感器可以用于监测血液中的葡萄糖浓度,对糖尿病患者实现血糖的实时检测和控制。

此外,电化学传感器还可以用于生物体内的药物释放和传感,例如控制药物缓释以实现精确的治疗效果。

此外,电化学传感器在食品安全领域也发挥着重要的作用。

食品中的污染物会对人类的健康产生潜在的风险,因此食品安全监测和检测变得尤为重要。

电化学传感器可以用于检测食品中的有害物质,如重金属、农药残留、添加剂等。

通过测量电化学传感器的电位或电流变化,可以准确判断食品中的污染物浓度,对食品安全问题进行及时有效的监测和控制。

最后,电化学传感器在化学分析领域也具有重要的应用价值。

化学分析是化学研究和工业生产中的一项基础工作,而电化学传感器作为一种灵敏度高且具有选择性的分析工具,被广泛用于化学分析过程中。

例如,电化学传感器可以用于测定溶液中一些离子的浓度,通过测量电化学反应的电位变化,实现对离子浓度的快速准确测定。

此外,电化学传感器还可以用于测定分子的浓度、化学反应动力学等。

总之,电化学传感器具有广泛的应用前景和重要的作用。

它们在环境监测、生物医学、食品安全和化学分析等领域中发挥着重要的作用,对于保护环境和人类健康、推动科学研究和工业生产具有重要意义。

电化学生物传感器技术发展趋势

电化学生物传感器技术发展趋势

电化学生物传感器技术发展趋势引言:电化学生物传感器是一种基于电化学方法来检测生物分子的传感器技术。

其具有高灵敏度、快速响应、简单操作等特点,在医疗、食品安全、环境监测等领域有着广泛的应用前景。

本文将讨论电化学生物传感器技术的发展趋势,包括纳米材料的应用、智能化和便携化的发展以及生物分子的检测范围的扩大。

一、纳米材料的应用纳米材料具备较大的比表面积、特殊的光电性质和化学性质,对电化学生物传感器的性能具有重要的影响。

纳米材料可以用作传感器的载体,实现对生物分子的高灵敏度和快速响应。

常见的纳米材料包括金纳米颗粒、碳纳米管和二维材料等。

未来,可望进一步开发新型纳米材料,并通过纳米技术提高其制备工艺,以增强电化学生物传感器的性能。

二、智能化和便携化的发展随着物联网、云计算等技术的发展,智能化和便携化成为电化学生物传感器技术的发展趋势。

智能化的电化学生物传感器能够实现数据的自动采集、分析和存储,减少了人工操作的复杂性。

便携化的电化学生物传感器可以方便地携带和使用,实现在任何时间和地点进行生物分子的检测。

未来,可预期更多智能化和便携化的电化学生物传感器问世,为人们提供更加便捷和实用的检测手段。

三、生物分子的检测范围的扩大随着生物科学的发展和人们对健康的关注度增加,人们对生物分子的检测需求越来越多样化。

电化学生物传感器技术的发展将扩大生物分子的检测范围。

目前电化学生物传感器已经应用于检测蛋白质、DNA、细胞等生物分子,未来有望扩大到检测更复杂的生物分子,如药物、代谢产物等。

此外,电化学生物传感器也有望应用于早期癌症的诊断和治疗监测等领域。

结论:电化学生物传感器技术作为一种高灵敏度、快速响应、简单操作的生物分子检测技术,具有广泛的应用前景。

未来的发展趋势将集中在纳米材料的应用、智能化和便携化的发展以及生物分子检测范围的扩大。

通过不断地研究创新和技术进步,电化学生物传感器技术有望为人们提供更加高效和精确的生物分子检测手段,为医疗、食品安全、环境监测等领域带来更大的便利和贡献。

化学传感器技术的应用前景

化学传感器技术的应用前景

化学传感器技术的应用前景随着科技的不断进步,化学传感器技术也在不断地得到发展和应用。

化学传感器技术是指利用化学分析方法来实现对某种物质的检测和诊断,其广泛应用于环境监测、生命科学、医疗诊断、食品安全等领域。

一、环境监测化学传感器技术在环境监测方面有着广泛的应用。

例如,大气污染检测,现在已经出现了一种名为电化学气体传感器的技术,它可以实时监测气体中的有毒有害物质,例如苯、二氧化氮、氢气等,从而帮助我们减少空气污染的程度,维护我们的健康。

二、生命科学化学传感器技术在生命科学领域也有着广泛的应用。

例如,血糖检测,人们熟知的血糖仪是利用了电化学传感器的技术。

这种技术可以依据生物反应来实现对血糖浓度的检测,其精度和稳定性都大大超过了传统的检测方法,可以让患者在家里便捷地完成血糖检测,有助于患者及时发现体内糖尿病病情,有效改善其生活方式,预防疾病进一步恶化。

三、医疗诊断化学传感器技术在医疗诊断领域也有着广泛的应用。

例如,癌症早期诊断,之前医生们只能通过画线、切片等方式确定是否存在肿瘤,这种方法既粗糙又痛苦。

现在,根据人体内分泌物质的特征,通过传感器技术可以实现精准的诊断结果,可以尽早地发现癌症的危险性。

四、食品安全化学传感器技术在食品安全领域也有着广泛的应用。

例如,通常我们从商店里买回来的食品可能会存在不同程度的添加物和质量问题,而通过传感器技术对食品进行检测,可以有效地确认食品存在的问题,并避免患者的不必要的健康风险。

总之,化学传感器技术是现代科技进步的成果之一,它已经深入到了我们的生活中,极大地改善了我们的生活方式和健康程度,并且化学传感器技术未来还将在更多的应用领域得到发展和应用,为人们的生活带来更加美好的未来。

电化学传感器的应用前景及未来发展趋势

电化学传感器的应用前景及未来发展趋势

电化学传感器的应用前景及未来发展趋势一、电化学传感器的应用前景电化学传感器广泛应用于工业和民用领域的气体检测,可检测臭氧、甲醛、一氧化碳、氨气、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、氧气等多种气体,常用于便携式仪表和气体在线监测仪表中。

下面我们来看看四大主要应用。

1、湿度传感器湿度是空气环境的一个重要指标,空气的湿度与人体蒸发热之间有着密切关系,高温高湿时,由于人体水分蒸发困难而感到闷热,低温高湿时,人体散热过程剧烈,容易引起感冒和冻伤。

人体最适宜的气温是18~22℃,相对湿度为35%~65%RH。

在环境与卫生监测中,常用于湿球温湿度计、手摇湿温度计和通风湿温度计等仪器测定空气湿度。

近年来,大量文献报道用传感器测定空气湿度。

用于测定相对湿度的涂覆压电石英晶体用传感器,通过光刻和化学蚀刻技术制成小型石英夺电晶体,在AT切割的10MHZ石英晶体上涂有4种物质,对湿度具有较高的质量敏感性.该晶体是振荡电路中的共振器,其频率随质量变化,选择适当涂层,该传感器可用于测定不同气体的相对湿度.该传感器的灵敏度、响应线性、响应时间、选择性、滞后现象和使用寿命等取决于涂层化学物质的性质。

2、氧化氮传感器氧化氮是氮的各种氧化物所组成的气体混合物的总称,常以NOX表示。

在氧化氮中,不同形式的氧化氮化学稳定性不同,空气中常风的是化学性质相对稳定的一氧化氮和二氧化氮,它们在卫生学上的意义显得较其它形式氧化氮更为重要。

在环境分析中,氧化氮一般指一氧化氮二氧化氮。

我国监测氧化氮的标准方法是盐酸萘乙二胺比色法,方法灵敏度为0.25ug/5ml,方法转换系数受吸收液组成、二氧化氮浓度、采气速度、吸收管结构、共存离子及温度等多种因素的影响,未完全统一。

传感器测定是近年发展起来的新方法。

文献报道,用交指型栅极电极场效应晶体管的微电子集成电路与化学活性电子束蒸镀酞花青铜薄膜相结合,获得了新型气体敏感微传感器,可选择性检测mg/m3级二氧化氮和二惜内基甲基膦酸盐(DIMP)。

基于电化学的传感器技术发展现状与挑战

基于电化学的传感器技术发展现状与挑战

基于电化学的传感器技术发展现状与挑战随着科技的不断进步和人们对生活质量要求的提高,传感器技术在各个领域都起着至关重要的作用。

其中,基于电化学的传感器技术在环境监测、医学诊断、食品安全等方面具有广泛的应用前景。

本文将探讨基于电化学的传感器技术的发展现状以及面临的挑战。

一、发展现状基于电化学的传感器技术是一种利用电化学反应来检测和测量目标物质的技术。

它通过将目标物质与电极表面的反应物相互作用,产生电化学信号,并通过测量电化学信号的变化来确定目标物质的浓度或存在性。

目前,基于电化学的传感器技术已经在多个领域取得了重要的进展。

在环境监测方面,基于电化学的传感器技术可以用于检测大气污染物、水质污染物等。

例如,通过测量水中溶解氧的浓度,可以判断水体的富氧程度,从而评估水质的好坏。

此外,基于电化学的传感器技术还可以用于检测土壤中的重金属离子等有害物质,为环境保护提供重要的数据支持。

在医学诊断方面,基于电化学的传感器技术可以用于检测生物标志物,如血糖、血脂等。

这些传感器可以实时监测人体内的生化指标,为疾病的早期诊断和治疗提供便利。

例如,糖尿病患者可以通过佩戴血糖传感器,实时监测血糖水平,从而调整饮食和药物的使用,保持血糖稳定。

在食品安全方面,基于电化学的传感器技术可以用于检测食品中的有害物质,如农药残留、重金属等。

这些传感器可以快速准确地检测食品中的有害物质,为食品安全监管提供重要的技术支持。

例如,在果蔬种植过程中,可以使用基于电化学的传感器技术,实时监测土壤中的农药残留情况,从而保证农产品的安全性。

二、面临的挑战尽管基于电化学的传感器技术在各个领域都有广泛的应用前景,但是仍然面临着一些挑战。

首先,传感器的灵敏度和选择性需要进一步提高。

目前的传感器技术在检测某些目标物质时,可能会受到其他干扰物质的影响,导致检测结果的准确性下降。

因此,需要研发更加灵敏和选择性的传感器材料和技术,以提高传感器的准确性和可靠性。

其次,传感器的稳定性和耐久性也是一个重要的问题。

电化学生物传感器的研究与应用现状

电化学生物传感器的研究与应用现状

电化学生物传感器的研究与应用现状电化学生物传感器的研究目前主要集中在三个方向:传感器构建、信号放大和检测仪器的开发。

传感器构建主要包括生物识别分子的修饰和载体材料的选择。

生物识别分子可以是抗体、酶、DNA等,通过与目标物质的特异性相互作用,实现对目标物质的检测。

载体材料选择需要考虑电化学活性、生物兼容性、稳定性等因素,常见的载体材料有玻碳电极、金属薄膜等。

信号放大主要通过引入纳米材料、纳米结构或功能材料,增强电化学传感器的灵敏度。

检测仪器的开发旨在提高传感器的检测性能和实用性,主要包括微流控技术、传感器阵列和便携式检测仪器等。

电化学生物传感器在医学诊断领域的应用已经取得了重要进展。

例如,血糖仪是最常见的电化学生物传感器之一,用于测试血液中的葡萄糖含量,对糖尿病患者的日常管理起到了重要作用。

此外,电化学生物传感器还可以用于监测血清中的肿瘤标志物、心肌酶等,辅助临床诊断,提高疾病的早期诊断率。

在食品安全方面,电化学生物传感器也发挥着重要作用。

传统的食品检测方法通常需要昂贵的仪器设备和复杂的分析程序,而电化学生物传感器则具有快速、灵敏和简单的优点。

通过检测食品样品中的有害物质,例如重金属、农药残留和毒素等,电化学生物传感器能够有效地保证食品安全,减少食品中的有害物质对人体的危害。

此外,电化学生物传感器还被广泛应用于环境监测。

例如,可以利用电化学生物传感器检测水体中的有毒金属离子、有机物污染物等,为环境污染监控提供有效手段。

另外,电化学生物传感器还可以用于检测空气中的污染物,例如二氧化硫、氮氧化物等,为空气质量监测提供帮助。

总之,电化学生物传感器是一种有着广泛应用前景的检测技术。

随着传感器构建、信号放大和检测仪器的不断改进和创新,电化学生物传感器将在医学诊断、食品安全、环境监测等领域发挥更加重要的作用。

电化学传感器技术的研究与发展

电化学传感器技术的研究与发展

电化学传感器技术的研究与发展随着现代科技的快速发展,各种新型传感器技术也不断涌现出来。

电化学传感器技术是其中的一种,它具有灵敏度高、响应速度快、结构简单等优点,被广泛应用于环境监测、生物医学、食品安全等领域。

本文将介绍电化学传感器技术的研究和发展现状。

一、电化学传感器原理电化学传感器是一种基于电化学反应原理的传感器。

它通过测量物质在电极表面的电化学响应来检测目标物质的浓度,并将测量结果转化为电信号输出。

电化学传感器有两种常见的工作方式:一种是电导法,另一种是电容法。

电导法是利用物质溶液在电场作用下的电导率不同来检测浓度;电容法则是利用物质溶液中的离子在电场作用下的位移和电容变化来检测浓度。

这两种方法的原理都基于电化学反应。

二、电化学传感器的分类电化学传感器可以根据测量物质的类型分为多种类型,如氧气传感器、氨气传感器、氢氧离子传感器等。

根据电极的材料,它们又可以分为碳/金属电极、合成膜电极、纳米结构电极等。

此外,还有基于生物受体的电化学传感器,如酶传感器、抗体传感器等。

三、电化学传感器的应用电化学传感器广泛应用于环境检测、生命科学和食品安全等领域。

在环境监测领域,电化学传感器被用于检测污染物浓度,如大气、水体、土壤中的有害气体、重金属和农药等。

在生命科学领域,电化学传感器可以用于检测细胞培养基中的成分以及细胞中代谢物质。

在食品安全领域,电化学传感器被用于检测食品中的污染物,如硝酸盐、硫化物等。

四、电化学传感器技术的发展趋势随着科技的进步,电化学传感器技术也不断研究和发展。

未来的电化学传感器技术将会更加先进、高效、智能。

首先,传感器的灵敏度和选择性将会得到更好的提高,以满足更高精度的检测要求。

其次,新型材料的应用将会成为电化学传感器技术发展的主要方向。

纳米技术、生物技术等将会为电化学传感器技术的发展提供更多的创新思路。

最后,传统的电化学传感器技术将不断与智能化技术相融合,形成更加智能化的传感器系统,为实现数字化、智能化、自动化的监控和管理提供更好的解决方案。

电化学传感器的研究和应用前景

电化学传感器的研究和应用前景

电化学传感器的研究和应用前景随着科技的不断发展,人们对于环境和生命的关注也越来越多,因此对于环境和生命参数进行监测和分析变得越发重要。

在这个过程中,传感器成为了不可或缺的设备。

而电化学传感器则是当今传感器领域中一种广泛应用的传感器。

一、电化学传感器的研究背景电化学传感器是基于电化学原理制成的一种化学传感器。

其通过测量电极的电化学反应来检测环境中的化学物质。

由于其能够将化学反应转化成电信号进行分析,从而取代了传统化学分析方法中繁琐的热力学或光度学测量方式。

在电化学传感器的研究中,表面电化学技术是目前的一大研究方向。

表面电化学技术包括了电化学反应过程、电化学信号的传输以及电化学传感器的设计等方面。

表面电化学技术的研究可以提高传感器的灵敏度、响应速度以及选择性能,进一步拓展了电化学传感器的应用领域。

二、电化学传感器的应用领域电化学传感器主要用于环境监测、生命科学、食品安全以及工业控制等领域。

其中,环境监测领域是电化学传感器最大的应用领域之一。

电化学传感器可以监测水、空气以及土壤中的某些化学物质,如水中的溶解氧、氨氮、铜、铅等重金属离子。

在生命科学领域中,电化学传感器可以用于监测生物分子,例如蛋白质、细胞分子、DNA等。

电化学传感器在分子识别的灵敏度、选择性方面表现出了优异的性能,对于药物研发、医学领域以及生物学方面等有着重要的意义。

在食品安全领域中,电化学传感器也被广泛应用于食品中有害物质的检测,例如铅、汞等重金属的检测。

三、电化学传感器的发展前景随着现代传感器技术的不断进步,电化学传感器的研究和应用也得到了大力推进。

未来,电化学传感器的发展方向主要集中在以下几个方面:1. 应用领域的拓展随着人们对于环境、生命、食品安全等方面的关注度不断提高,电化学传感器的应用领域也将进一步拓展。

未来电化学传感器有望被广泛应用于生物医学检测和临床医疗、农业和环保监测等领域。

2. 提高灵敏度和选择性电化学传感器的灵敏度和选择性是其应用的重要指标。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

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:20114209033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、沸石修饰电极、金属及金属氧化物修饰电极。

本文就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集中电化学传感器进行研究。

1 电化学发光免疫传感器1.1 电化学发光免疫传感器的原理电致化学发光免疫传感器是一种将电致化学发光技术与免疫学分析方法相结合而发展起来的具有高灵敏度、高选择性、低背景等特点的生物传感器。

其以免疫抗原抗体生物分子作为识别元件,通过固定化技术将免疫蛋白结合到感受器(电极)表面,当抗体分子超变区与抗原决定簇发生特异的免疫识别反应后,生成的免疫复合物与产生的电致化学发光信号相关联,由换能器转化这些与待测分析物浓度(或活度)相关的信号,再通过二次仪表放大输出,从而实现对待测免疫分子的定量检测。

20 世纪70年代之前,有关ECL免疫传感器的研究发展缓慢。

80年代以后,大量有机化合物、无机化合物甚至半导体纳米材料等新型电致化学发光活性物质被合成。

寻找新的高量子产率电致化学发光试剂或修饰这些发光试剂分子以用于生物分子标记成为合成并研究这些新型发光试剂的源动力[2~3]。

近代临床医学对疾病标志物免疫分子快速、灵敏的检测要求,极大的推动了信号放大型的电致化学发光免疫传感器的研究。

且随着生物技术和纳米材料技术的迅速发展,利用化学、材料及生物等多种技术特异性地转化并放大与免疫反应有关的检测信号,成为电致化学发光免疫传感器的重要研究方。

1.2 电化学免疫传感器的应用电化学免疫传感器在床边诊断中扮演很重要的角色。

现代电化学免疫传感器有很高的灵敏度,可以用于肿瘤的早期诊断。

电化学免疫传感器给提高癌症诊断和治疗检测的水平带来了希望。

Zhu[4]总结了电化学免疫传感器在肿瘤标志物检测中的应用,对电位型免疫传感器,电流型免疫传感器,电容型免疫传感器,阻抗型免疫传感器,电化学免疫传感器与纳米技术联用等几个方面进行了详细的阐述。

同时指出目前用于临床肿瘤诊断的标志物较多, 但往往因为敏感性、特异性不够理想, 在肿瘤的筛查、辅助诊断中存在一些局限性。

杜[12]等人研究了在PBS缓冲介质中,一种检测癌胚抗原的新型免标记电化学免疫传感器的制备及应用,石墨烯与甲苯胺蓝复合物饰于玻碳电极表面,通过循环伏安法对修饰的电极进行表征。

基于以[Fe(CN)6]3-/4-为氧化还原探针,癌胚抗原抗体反应引起[Fe(CN)6]3-/4-探针的电流响应的变化,来实现癌胚抗原的检测,癌胚抗原的浓度在0.3~10.0 ng/mL范围内与峰电流呈良好的线性关系,回归方程为Δi=-1.926ρ+0.413,相关系数为0.9903,检测限为0.1 ng/mL,该传感器具有良好的重现性、选择性和稳定性,用于人血清样品的测定获得满意结果。

2 电化学DNA传感器电化学DNA传感器是生物分析一个非常重要的领域,也是一种应用较为广泛的检测手段。

2.1 电化学DNA传感器工作原理电化学DNA传感器利用单链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.加上识别杂交信息的电活性指示剂(称为杂交指示剂-共同构成的检测特定基因的装置/如图)所示/图1 电化学DNA传感器的工作原理示意图其工作原理是利用固定在电极表面的某一特定序列的ssDNA与溶液中的互补序列DNA的特异识别作用(分子杂交-形成双链DNA (dsDNA-.同时借助一能识别ssDNA和dsDNA的杂交指示剂的电化学响应信号的改变来达到检测基因是否存在.达到定性的目的/同时.当互补序列DNA的浓度发生改变时.指示剂嵌入后的响应信号也会发生响应变化/一定范围内指示剂的响应信号与待测DNA物质的量浓度成线性关系.从而得以检测基因含量,达到定量的目的[5]。

2.2 电化学DNA传感器的分类电化学DNA传感器是生物传感的一个分支,主要分为以下几类:(1)基于特异序列(包括单碱基多态性)的识别检测;(2)基于适体(aptamer)对底物的识别检测;(3)基于DNA 片段对小分子(包括金属离子等)以及结合蛋白的绑定识别检测;(4)DNA 不做为识别原件,仅仅做为信号来源的传感检测。

2.3 电化学DNA 传感器在药物检验中的应用DNA传感器在药物分析中的应用也越来越受到关注。

brett等利用DNA修饰电极建立了对抗癌药卡铂的测定方法,工作电极选择了玻碳电极.用吸附法使DNA修饰在电极表面。

测定血样品中卡铂检出为5.7mol/L。

用该方法还可以测定其它铂类抗癌药。

曹[13]等人针对传统DNA测定方法中存在的严重问题,提出了新型测定DNA的技术-电化学DNA传感器测定法。

电化学DNA传感器的研究工作虽然还处于起步阶段.但它开辟了电化学与分子生物学的新领域.为生命科学的研究提供了一种全新的方法。

对临床医学和遗传工程的研究具有深远的意义和应用价值。

3 电化学氧传感器氧传感器广泛应用在工业、科研及国防领域,用于测量环境中的氧气含量。

氧传感器根据工作原理的不同分为很多类型,有电化学型、热磁式、光学式以及半导体电阻型氧传感器,其中电化学氧传感器具有灵敏度高、测量范围宽、响应时间快、可靠性高等特点,成为氧传感器领域研究最多,技术最为成熟的一类,也是目前唯一一类实现商业化批量生产的氧传感器。

3.1 固体电解质氧传感器的的工作原理电化学氧传感器根据工作原理不同可以分固体电解质氧传感器,液体电解质氧传感器,热磁式氧传感器,光纤式氧传感器,可调谐激光式氧传感器等。

此处着重介绍固体电解质氧传感器的的工作原理。

以二氧化锆氧传感器为例,它以对氧离子有较高导电能力的ZrO2作基质[5],两面设有对氧有催化还原作用的铂电极,将其置于含氧的参比气体和待测气体中,就形成了氧的浓差电池:参比气体| Pt,ZrO2,Pt | 待测气体。

其电池反应为:O2(参)_O2(测)。

按能斯特公式测得此电池电动势E 及已知参比气体中氧的分压P O2,即可求得待测气体中氧含量:E=E0-RT/4F㏑(Po2(测)/ Po2(参))式中,E—电池的电动势;E0—电池的标准电动势;R—热力学参数;F—法拉第常数;T—绝对温度;P o(测)—待测气体中氧气分压;2P o(参)—参比气体中氧气分压。

2由于电池电动势E与待测气体中氧含量成对数关系,故信号不易处理,研究者在此基础上对其进行改进,又研制成了极限电流型氧传感器(电化学泵氧传感器)。

它是靠外加电压驱动电池反应的,当外电压增至某一值时,气相氧扩散至电极表面的速度跟不上电极还原反应的速度,回流中出现饱和的电流值,此电流不随外加电压增大而增加,被称为极限电流,其大小与氧浓度呈线性关系。

此类传感器具有灵敏度高、响应快、信号易于处理、不带有参比气体和易于微型化的优点,已成功地用于汽车乏氧检测中,节能效果很显著[6]。

3.3 液体电解质材料以传统钾盐电解质材料制作的氧传感器具有灵敏度高、响应时间快等特点,但同时存在电解质挥发、渗漏等问题,影响传感器性能及寿命。

针对传统电解质材料挥发问题,人们开展了低挥发性甚至零挥发液体电解质材料的研究与开发。

离子液体具有高离子导电性、宽电化学窗口、低蒸汽压等优点,特别是其室温下为液态,成为目前研究最为广泛的新型电解质材料。

Alnashef等人在2001年第一次报道了氧气在离子液体中的电化学反应为准可逆反应。

Buzzeo等人于2004年提出,以离子液体作为电解质,不需要使用渗透膜的电化学气体传感器,并将其用于氧气测量。

王荣等人报道了一种新型氧传感器,将离子液体固定在多孔乙烯薄膜中,应用多步电位阶跃法进行测定,获得了不错的结果。

Hengstenberg等提出了使用离子液体作为电解质的开放式氧传感器,消除了传统液体电解质氧传感器因电解液渗出或干涸带来的弊端,排除了对渗析膜和支持电解质的依赖,又具有体积小,使用方便等优点。

3.4 氧传感器的的应用随着社会经济以及军事技术的发展与进步,氧传感器及其智能化仪表已经被广泛应用在国防科研、汽车工业、冶金化工、医疗环保、食品酿造等诸多领域。

例如,随着武器装备的升级换代、航空航天技术的进步,氧传感器被广泛应用在载人飞船、潜艇、空间站以及飞机飞行员的高空呼吸系统中,对氧气浓度进行监测,以保障军事人员的生命安全以及武器装备的正常运行。

冶金化工行业需要氧传感器对其生产过程中的氧含量进行监测,以便进一步进行空气气体的调节,达到节能、环保和优质冶炼的目的。

相关文档
最新文档