检测微量维生素B_2的便携式恒电位仪平台设计

设计并实现一种基于AVR单片机的便携式恒电位仪平台,用于食品中微量维生素的电化学检测。采用ATmega16为控制核心,选用AD7705和DAC8831作为转换芯片,集成运放选用OPA211为核心器件,软件优化校准逻辑设计,有效控制恒电位仪误差,实现恒电位设定功能和极化电流参数的测量功能。测试结果表明,恒电位仪的电位误差控制在mV级别,最大误差约1%,测试电流下限达到1μA以内;与CHI660C商用平台进行对照性电学实验,验证该便携式恒电位仪的稳定性及灵敏性;平台应用性实验测得输出峰电流与维生素B2浓度呈线性关系,相关系数为0.994,初步实现对食品中维生素B2的快速检测。

基于多层修饰电极在便携式恒电位仪系统中的电化学算法优化

为了对多层修饰电极所引起的测量曲线基线偏移进行快速校准,设计一型便携式恒电位仪系统用于基于多层修饰电极的大肠杆菌检测,并提出一种基于多层修饰电极在便携式恒电位仪中的电化学优化算法。首先使用小波算法,通过选择分解层数及阈值,去除检测中的基础噪声干扰;然后使用基线和峰位置校准及重构算法,通过峰位置及基线斜率计算,去除电极修饰中间过程中因多修饰层变化而偏移的特异性误差,基于峰高不变的前提重构和优化循环伏安曲线。结果表明,系统测量下限可达微安(10^(-6)A)及以下量级,应用该算法后信噪比提高了30%以上,峰位置校准误差控制在1.23%以下,可达到较好的去噪和校准效果。随着国内外基于复杂修饰材料的电化学生物传感检测技术的发展,该算法因其可将测量结果与电极修饰层一一对应、具有快速定性的纵向比较和横向预判优势,将在食品安全领域的电化学快速定量检测中得到广泛应用。